Oblasti použitia ocele: stavebníctvo, doprava a priemysel
Oceľ je jedným z hlavných konštrukčných materiálov v priemysle, stavebníctve, doprave a domácnosti. Vyrábajú sa z nej nosné konštrukcie, výstuž, rúry, spojovací materiál, nástroje, strojové súčiastky, skrine zariadení, lekárske nástroje a množstvo výrobkov vyžadujúcich pevnosť, technologickosť a dostupnú cenu.
Čo je oceľ?
Oceľou sa nazýva zliatina železa s uhlíkom, v ktorej obsah uhlíka zvyčajne nepresahuje približne 2 %. Čím je obsah uhlíka vyšší, tým tvrdšia a pevnejšia môže oceľ byť, klesá však jej tvárnosť a sťažuje sa spracovanie. Okrem železa a uhlíka oceľ obsahuje prímesi a legujúce prvky: mangán, kremík, chróm, nikel, molybdén, vanád a ďalšie. Ich zloženie určuje vlastnosti, triedu a oblasť použitia ocele.
Oceľ sa cení pre kombináciu pevnosti, zvárateľnosti, obrobiteľnosti, opraviteľnosti a možnosti získavať materiály s veľmi rozdielnymi vlastnosťami. Jedna trieda je vhodná na stavebný nosník, iná na rezný nástroj a ďalšia na nehrdzavejúcu rúru alebo pružinu.
Aké druhy ocele existujú?
Podľa určenia sa oceľ delí na konštrukčnú, nástrojovú a špeciálnu. Podľa chemického zloženia sa rozlišujú uhlíkové a legované ocele. Podľa obsahu uhlíka sa uhlíkové ocele podmienečne delia na nízkouhlíkové, stredne uhlíkové a vysokouhlíkové.
Legovaná oceľ obsahuje prísady, ktoré jej dávajú potrebné vlastnosti: odolnosť proti korózii, žiaruvzdornosť, zvýšenú pevnosť, odolnosť proti opotrebovaniu, mrazuvzdornosť alebo lepšiu prekaliteľnosť. Nehrdzavejúce ocele sa napríklad získavajú dostatočným obsahom chrómu a ďalších prvkov, konkrétne vlastnosti však závisia od triedy a prevádzkových podmienok.
Použitie uhlíkovej ocele
Uhlíkové ocele sa používajú veľmi široko. Nízkouhlíkové ocele sa využívajú na plechy, lisované diely, zvárané konštrukcie, skrine, kryty, malé málo zaťažené súčiastky a prvky, pri ktorých sú dôležité tvárnosť a dobrá zvárateľnosť.
Stredne uhlíkové ocele sa používajú na hriadele, ozubené kolesá, osi, ojnice, zotrvačníky a ďalšie strojové súčiastky, ktoré musia po tepelnom spracovaní znášať zaťaženie. Vysokouhlíkové ocele sa používajú na pružiny, listové pružiny, drôty, nože, píly, sekáče, kladivá a niektoré nástroje, pri ktorých sú dôležité tvrdosť a odolnosť proti opotrebovaniu.
Uhlíkové nástrojové ocele sa používajú na vrtáky, rezné nástroje, stolárske a zámočnícke náradie, nožnice, nože, kováčske nástroje a prípravky na opracovanie dreva, kovu alebo kameňa. Pri presnom výbere sa vždy posudzuje trieda ocele, režim tepelného spracovania a pracovné podmienky nástroja.
Použitie legovanej ocele
Legované ocele sa používajú tam, kde bežná uhlíková oceľ nestačí. Môžu byť pevnejšie a odolnejšie proti opotrebovaniu, korózii, zahrievaniu alebo nárazom. Zloženie sa vyberá podľa úlohy: stavebné konštrukcie, potrubia, strojové súčiastky, ložiská, spojovací materiál, lekárske nástroje alebo chemické zariadenia potrebujú rozdielne triedy.
Hlavné oblasti použitia legovaných ocelí:
- výroba chirurgických a zdravotníckych zariadení;
- výroba bezšvových, elektricky zváraných, za tepla tvárnených, pozdĺžne a špirálovo zváraných rúr;
- výstavba mostov, ciest, priemyselných a občianskych stavieb;
- stavba lodí a lietadiel, železničná a automobilová doprava;
- výroba vrtákov, fréz, závitníkov, závitových očiek a ďalších nástrojov;
- výroba veľkých a zložitých strojových súčiastok;
- diely pracujúce pri trení, nárazoch a zvýšenom zaťažení;
- výroba nožov a rezných nástrojov;
- potrubia, nádrže a prvky z nehrdzavejúcej ocele.
Kde sa používa oceľ
V stavebníctve je oceľ potrebná na výstuž, nosníky, stĺpy, priehradové konštrukcie, zabudované diely, spojovací materiál, profily, strešné a fasádne prvky. V strojárstve sa z ocele vyrábajú hriadele, osi, skrine, ozubené kolesá, pružiny, spojovací materiál a časti mechanizmov. V energetike a chemickom priemysle sa používajú rúry, nádoby, výmenníky tepla, armatúry a nehrdzavejúce prvky.
V domácnosti sa oceľ nachádza v riade, náradí, domácich spotrebičoch, nábytku, zámkoch, spojovacom materiáli, kuchynských nožoch a sanitárnych výrobkoch. Takéto rozšírenie sa vysvetľuje tým, že oceľ možno vyrábať vo veľkých množstvách, spracúvať rôznymi spôsobmi a prispôsobiť konkrétnym požiadavkám.
Čo treba zohľadniť pri výbere ocele
Oceľ nemožno vyberať iba podľa všeobecného názvu. Dôležité sú trieda, norma, chemické zloženie, tepelné spracovanie, druh valcovaného výrobku, podmienky zvárania, teplota, prostredie, zaťaženie a požiadavky na odolnosť proti korózii. Pre zodpovedné konštrukcie a zariadenia sa materiál vyberá podľa projektu, výpočtu a normových požiadaviek.
Súvisiace materiály
Časté otázky
Kde sa oceľ používa najčastejšie?
Oceľ sa používa v stavebníctve, strojárstve, doprave, energetike, spojovacom materiáli, rúrach, výstuži, nástrojoch a výrobkoch pre domácnosť. Konkrétna oblasť závisí od triedy ocele, pevnosti, zvárateľnosti, odolnosti proti korózii a prevádzkových podmienok.
Čím sa uhlíková oceľ líši od legovanej?
Uhlíková oceľ získava vlastnosti najmä vďaka železu a uhlíku, zatiaľ čo legovaná obsahuje špeciálne prísady: chróm, nikel, molybdén, vanád a ďalšie prvky. Tieto prísady môžu zvyšovať odolnosť proti korózii, žiaruvzdornosť, odolnosť proti opotrebovaniu alebo pevnosť.
Prečo nehrdzavejúca oceľ nie vždy nahrádza bežnú?
Nehrdzavejúca oceľ lepšie odoláva korózii, zvyčajne je však drahšia a nie vždy optimálna z hľadiska pevnosti, obrobiteľnosti, zvárateľnosti či pracovných podmienok. Materiál sa preto vyberá podľa úlohy, nie iba podľa názvu.