Stal jest stopem składającym się z żelaza zawierającego zazwyczaj kilka dziesiątych procenta węgla, który poprawia jej wytrzymałość i odporność na pękanie w porównaniu z żelazem. Wiele innych elementów może być obecnych lub dodanych. Stale nierdzewne odporne na korozję i utlenianie wymagają zazwyczaj dodatkowego 11% chromu . Ze względu na wysoką wytrzymałość na rozciąganie i niski koszt, stal znajduje zastosowanie w budynkach , infrastrukturze , narzędziach , statkach , pociągach , samochodach , maszynach ,urządzenia elektryczne i broń . Żelazo jest podstawowym metalem stali. W zależności od temperatury może przybierać dwie formy krystaliczne (formy alotropowe): kubiczną skupioną na ciele i kubiczną skupioną na twarzy . Oddziaływanie alotropów żelaza z pierwiastkami stopowymi, głównie węglem, nadaje stali i żeliwu szereg unikalnych właściwości.
W czystym żelazie struktura krystaliczna ma stosunkowo małą odporność na przenikanie atomów żelaza, dzięki czemu czyste żelazo jest dość plastyczne lub miękkie i łatwo się formuje. W stali niewielkie ilości węgla, innych pierwiastków i wtrąceń w żelazie działają jako utwardzacze, które zapobiegają przemieszczaniu się dyslokacji .
Węgiel w typowych stopach stali może stanowić do 2,14% jego masy. [1] Zmienianie ilości węgla i wielu innych pierwiastków stopowych, a także kontrolowanie ich składu chemicznego i fizycznego w końcowej stali (jako pierwiastki rozpuszczone lub jako fazy wytrącone), spowalnia ruch tych dyslokacji, które sprawiają, że czyste żelazo jest ciągliwe , a tym samym kontroluje i wzmacnia jego walory. Cechy te obejmują twardość , zachowanie w stanie hartowania , potrzebę wyżarzania , zachowanie w odpuszczaniu , granicę plastyczności i wytrzymałość na rozciąganie otrzymanej stali. Wzrost wytrzymałości stali w stosunku do czystego żelaza jest możliwy tylko poprzez zmniejszenie ciągliwości żelaza.
Źródło: Wikipedia
Najtwardsze rodzaje stali:
| L.p. | Twardość Brinella HB Skala twardości Brinella – skala służąca do określania twardości metali na podstawie testu przeprowadzonego według metody opracowanej w 1900 roku przez szwedzkiego inżyniera Johana Augusta Brinella. Twardość Brinella wyznaczana jest według HBW i waha się od 3 do 650. Metoda Brinella należy do badań niszczących ze względu na duży rozmiar odcisku. Najczęściej wykorzystywana jest do zbierania materiałów hutniczych. Metoda pomiaru jest opisana w polskiej normie PN-EN ISO 6506 Zasada pomiaruMetoda Brinella należy do grupy metod penetracji statycznej. Metodą pomiaru twardości Brinella kulka z węglika wolframu (dawniej kulka stalowa) jest wciskana w próbkę metalu. Średnice kulek (1, 2,5, 5 i 10 mm), czas obciążenia (od 10 s dla stali do 60 s dla miękkich stopów) oraz siła docisku (1-3000 kgf) zależą od rodzaju materiału i grubości próbki.Twardość HBW oblicza się z zależności:HBW = siła obciążenia (w kgf - bieżący Newton) / powierzchnia nadruku (w mm²). | Link do ofert | Skala Rockwella Skala Rockwella to skala twardości oparta na twardości materiału wgłębnego. Test Rockwella mierzący głębokość penetracji wgłębnika pod dużym obciążeniem (duże obciążenie) w porównaniu do penetracji wykonanej przez obciążenie wstępne (mniejsze obciążenie). Istnieją różne skale, oznaczone pojedynczą literą, które wykorzystują różne obciążenia lub wgłębienia. Wynikiem jest liczba bezwymiarowa oznaczona jako HRA, HRB, HRC itp., gdzie ostatnia litera to odpowiednia skala Rockwella (patrz poniżej). Podczas badania metali twardość wgniecenia koreluje liniowo z wytrzymałością na rozciąganie . | Vickersa Metoda Vickersa została opracowana przez R. L. Smitha i G. E. Sandlanda. Nazwa tej skali i metody sprawdzania twardości pochodzi jednak od firmy Vickers Armstrong, która jako pierwsza zaczęła produkować twardościomierze wykorzystujące tą metodę. Twardość wg. Vickersa oznacza się w jednostkach HV, w skali od 80 HV do 940 HV. | N/mm² | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 800 | 72 | |||||
| 2 | 780 | 71 | |||||
| 3 | 760 | 70 | |||||
| 4 | 752 | 69 | |||||
| 5 | 745 | 68 | |||||
| 6 | 746 | 67 | |||||
| 7 | 735 | 66 | |||||
| 8 | 711 | 65 | |||||
| 9 | 695 | 64 | |||||
| 10 | 681 | 63 | |||||
| 11 | 658 | 62 | |||||
| 12 | 642 | 61 | |||||
| 13 | 627 | 60 | |||||
| 14 | 613 | 59 | |||||
| 15 | 601 | 58 | 746 | ||||
| 16 | 592 | 57 | 727 | ||||
| 17 | 572 | 56 | 694 | ||||
| 18 | 552 | 55 | 649 | ||||
| 19 | 534 | 54 | 120 | 589 | |||
| 20 | 513 | 53 | 119 | 567 | |||
| 21 | 504 | 52 | 118 | 549 | |||
| 22 | 486 | 51 | 118 | 531 | |||
| 23 | 469 | 50 | 117 | 505 | |||
| 24 | 468 | 49 | 117 | 497 | |||
| 25 | 456 | 48 | 116 | 490 | 1569 | ||
| 26 | 445 | 47 | 115 | 474 | 1520 | ||
| 27 | 430 | 46 | 115 | 458 | 1471 | ||
| 28 | 419 | 45 | 114 | 448 | 1447 | ||
| 29 | 415 | 44 | 114 | 438 | 1422 | ||
| 30 | 402 | 43 | 114 | 424 | 1390 | ||
| 31 | 388 | 42 | 113 | 406 | 1363 | ||
| 32 | 375 | 41 | 112 | 393 | 1314 | ||
| 33 | 373 | 40 | 111 | 388 | 1265 | ||
| 34 | 360 | 39 | 111 | 376 | 1236 | ||
| 35 | 348 | 38 | 110 | 361 | 1187 | ||
| 36 | 341 | 37 | 109 | 351 | 1157 | ||
| 37 | 331 | 36 | 109 | 342 | 1118 | ||
| 38 | 322 | 35 | 108 | 332 | 1089 | ||
| 39 | 314 | 34 | 108 | 320 | 1049 | ||
| 40 | 308 | 33 | 107 | 311 | 1035 | ||
| 41 | 300 | 32 | 107 | 303 | 1020 | ||
| 42 | 290 | 31 | 106 | 292 | 990 | ||
| 43 | 277 | 30 | 105 | 285 | 971 | ||
| 44 | 271 | 29 | 104 | 277 | 941 | ||
| 45 | 264 | 28 | 103 | 271 | 892 | ||
| 46 | 262 | 27 | 103 | 262 | 880 | ||
| 47 | 255 | 26 | 102 | 258 | 870 | ||
| 48 | 250 | 25 | 101 | 255 | 853 | ||
| 49 | 245 | 24 | 100 | 252 | 838 | ||
| 50 | 240 | 23 | 100 | 247 | 824 | ||
| 51 | 233 | 22 | 99 | 241 | 794 | ||
| 52 | 229 | 21 | 98 | 235 | 775 | ||
| 53 | 223 | 20 | 97 | 227 | 755 | ||
| 54 | 216 | 19 | 96 | 222 | 716 | ||
| 55 | 212 | 18 | 95 | 218 | 706 | ||
| 56 | 208 | 17 | 95 | 210 | 696 | ||
| 57 | 203 | 16 | 94 | 201 | 680 | ||
| 58 | 199 | 15 | 93 | 199 | 667 | ||
| 59 | 191 | 14 | 92 | 197 | 657 | ||
| 60 | 190 | 13 | 92 | 186 | 648 | ||
| 61 | 186 | 12 | 91 | 184 | 637 | ||
| 62 | 183 | 11 | 90 | 183 | 617 | ||
| 63 | 180 | 10 | 89 | 180 | 608 | ||
| 64 | 175 | 9 | 88 | 178 | 685 | ||
| 65 | 170 | 7 | 87 | 175 | 559 | ||
| 66 | 167 | 6 | 86 | 172 | 555 | ||
| 67 | 166 | 5 | 86 | 168 | 549 | ||
| 68 | 163 | 4 | 85 | 162 | 539 | ||
| 69 | 160 | 3 | 84 | 160 | 535 | ||
| 70 | 156 | 2 | 83 | 158 | 530 | ||
| 71 | 154 | 1 | 82 | 152 | 515 | ||
| 72 | 149 | 81 | 149 | 500 | |||
| 73 | 147 | 80 | 147 | 490 | |||
| 74 | 143 | 79 | 146 | 482 | |||
| 75 | 141 | 78 | 144 | 481 | |||
| 76 | 139 | 77 | 142 | 480 | |||
| 77 | 137 | 76 | 140 | 475 | |||
| 78 | 135 | 75 | 137 | 467 | |||
| 79 | 131 | 74 | 134 | 461 | |||
| 80 | 127 | 72 | 129 | 451 | |||
| 81 | 121 | 70 | 127 | 431 | |||
| 82 | 116 | 68 | 124 | 422 | |||
| 83 | 114 | 67 | 121 | 412 | |||
| 84 | 111 | 66 | 118 | 402 | |||
| 85 | 107 | 64 | 115 | 382 | |||
| 86 | 105 | 62 | 112 | 378 | |||
| 87 | 103 | 61 | 108 | 373 | |||
| 88 | 95 | 56 | 104 | ||||
| 89 | 90 | 52 | 95 | ||||
| 90 | 81 | 41 | 85 | ||||
| 91 | 76 | 37 | 80 | ||||
