Ocel je slitina železa a uhlíku a dalších legujících prvků. Je základním materiálem ve většině druhů odvětví. Patří mezi neprodávanější a nejběžnější materiál. Používá se pro výrobu běžného hutního materiálu. Ocel rozdělujeme podle stupně legování, tzn. dle množství uhlíku a dalších zušlechťujících prvků, dále ji dělíme do tříd.
Legované a nelegované oceli
Legované oceli – legování oceli je proces, při kterém se do oceli přidávají jiné prvky či kovy, díky nimž dojde ke změně vlastností a kvality materiálu. Obsah legujících prvků je v tomto případě nižší než 5%. Tyto oceli mají podobné vlastnosti jako oceli nelegované. Jsou vhodné pro tepelné zpracování, které ovlivňuje mechanické schopnosti. Se stoupajícím obsahem uhlíku stoupá i tvrdost po kalení – a to až do obsahu 0,85 hm. % C. S vyšším obsahem uhlíku se tvrdost již nezvyšuje. Obsah uhlíku má ovšem vliv na pevnost oceli. Čím vyšší obsah, tím je ocel pevnější.
Vysoce legované oceli – obsah legujících prvků je vyšší než 5%. Kombinací legujících prvků se dosahuje požadovaných fyzikálních, chemických a mechanických vlastností.
Nelegované (uhlíkové) oceli – obsah legujících prvků je nižší než – obvykle je maximální hmotnostní podíl kolem 2%. S tímto obsahem prvků (%): 0,9 Mn, 0,5 Si, 0,3 Cr, 0,5 Ni, 0,3 Cu, 0,2 W, 0,2 Co, ostatní, tj. Mo, V, Ti, Al, Nb, Zr a Pb, jednotlivě 0,1.
Mechanické vlastnosti těchto ocelí lze upravovat tepelným (žíhání, kalení, popouštění), tepelně-mechanickým a tepelně chemickým (cementace, nitridace) zpracováním.
Rozdělení ocelí do tříd
Oceli ke tváření se označují číselně a toto označení se skládá ze základní číselné značky a doplňkového čísla odděleného tečkou.
Základní číselná značka je pětimístné číslo, označující základní materiál.
První číslice v základní značce je 1 a označuje tvářenou ocel.
Druhá číslice ve spojení s první označuje třídu oceli.
Třetí a čtvrtá číslice mají různý význam podle třídy oceli.
Doplňkové číslo má jednu nebo dvě doplňkové číslice.
Třídy
Třída 10
Oceli s nezaručenými vlastnostmi, proto se ve strojírenství běžně nepoužívají
Třída 11
Konstrukční oceli uhlíkové, používají se nejčastěji ze všech ocelí.
11 110, 11 140 – takzvané automatové oceli. Jsou snadno obrobitelné, proto se z nich vyrábí šrouby, matice, kolíky a jiné drobné součásti v hromadné výrobě
11 343, 11 373 – z těchto ocelí se obvykle vyrábějí válcované profily (U, I, L)
11 500 – nejběžnější ocel pro soustružení méně namáhaných součástí z kulatiny (hřídele, čepy), je v podstatě nesvařitelná
11 600, 11 700 – ocel pro více zatížené strojní součásti, dá se kalit a zušlechťovat, je nesvařitelná
11 523 – nejběžnější ocel pro svařované konstrukce, (plechy, kulatiny) zaručená svařitelnost
Třída 12
Konstrukční ocel uhlíková ušlechtilá
12 020 – ocel s malým obsahem uhlíku vhodná k cementování, zaručená svařitelnost
12 050, 12 060 – oceli s velkým obsahem uhlíku k zušlechťování, obtížná svařitelnost
Třída 13
Konstrukční oceli nízkolegované (Mn), používají se už málo (13 220, 13 240)
Třída 14
Konstrukční oceli nízkolegované (Cr)
14 220 typická ocel pro výroby ozubených kol, má nízký obsah uhlíku, vhodná k cementovaní
Třída 15
Konstrukční oceli nízkolegované (Cr, Mo), jsou to obvykle oceli k zušlechťování s vysokou pevností nebo oceli žáropevné
15 230 – ocel k zušlechťování pro velmi namáhané součásti
Třída 16
Konstrukční oceli středné legované (Ni, Cr). Jsou to nejkvalitnější a nejpevnější oceli K zušlechťování (16 240) s vyšší cenou.
Třída 17
Konstrukční oceli vysoce legované (Cr a další). Patří sem korozivzdorné oceli (nerezy) a žáruvzdorné a žáropevné oceli. Jsou velmi drahé. Některé jsou nemagnetické (austenitické oceli)
Třída 18
Práškové kovy a svařovací elektrody
Třída 19
Nástrojové oceli
Nejpoužívanější jakosti oceli podle ČSN
Jakost ČSN 11 373 (Ocel S235 JRG 1, Fe360B, ozn. W nr. 1.0036)
Neušlechtilá konstrukční ocel obvyklé jakosti vhodná ke svařování. Součásti konstrukcí a strojů menších tlouštěk, i tavně svařované, namáhané staticky i mírně dynamicky. Vhodná ke svařování.
Jakost ČSN 11 523 (Ocel S355J2G3, St 52-3 U, Fe 510, ozn. W nr. 1.0547, 1.0553, 1.0554, 1.0570)
Nejběžněji používané konstrukční oceli s minimální mezí kluzu 355 MPa a zaručenou svařitelností, s použitím pro nenáročné ocelové konstrukce mostů, hal, části kolejových a motorových vozidel atd. Nelegovaná konstrukční jemnozrnná jakostní ocel vhodná ke svařování.
Jakost ČSN 10 142 (Ocel DX51D, ozn. W nr. 1.0226) - je hlubokotažná ocel vhodná k pozinkování. Používá se pro výrobu pozinkovaných produktů a plechů.
Jakost ČSN 11 321 (Ocel DC01, Cr 01, ozn. W nr 1.00330)
Ocel nelegovaná, jakostní, vhodná k tváření (válcování) za studena, k středně hlubokému tažení, lakování, pokovování v tavenině, potisku a smaltování – jen u neuklidněné oceli. Využívá se pro výrobu plechů válcovaných za studena. Svařitelnost zaručená v závislosti na rozměrech polotovaru.
Jakost ČSN 10 216-1 (Ocel P235TR2) - specifický druh oceli, která se používá pro výrobu bezešvých trubek pro tlakové účely. Běžně se nevyužívá ve strojírenství.
Jakost ČSN 10 255 (Ocel S195, W nr. 1.0026) - nelegovaná ocel využívající se pro výrobu kruhových bezešvých trubek nebo podélných svařovaných.
Jakost ČSN 20 139 (Ocel B500A) - žebírková jakostní ocel, která se používá pro výztuž do betonu, především pro výrobu kari sítí.
Jakost ČSN 20 139 (Ocel B500B) - žebírková jakostní ocel, která se používá pro výztuž do betonu, především pro výrobu tyčí (roxorů) a kari sítí.
Jakost DIN 17 775 (Ocel ST45.8, W nr. 1.0405) - žáropevná ocel, která se používá pro výrobu bezešvých trubek pro tlakové nádoby a zařízení odolné vyšším teplotám.
Další jakosti oceli podle ČSN
Jakost ČSN 11 109 (Ocel 11SMn30, ozn. W nr. 1.0715)
Ocel automatová. Ocel je velmi dobře obrobitelná a drsnost ploch po obrobení je dobrá. Výrobky válcované za tepla se používají pouze k tažení za studena nebo ve šroubárnách k výrobě spojovacích součástí.
Jakost ČSN 11 343 (Ocel S235 JRG 1, ozn. W nr 1.0028, 1.0036)
Neušlechtilá běžná konstrukční ocel. Vhodná na součásti konstrukcí a strojů menších tlouštěk, tavně svařované namáhané staticky, popř. i mírně dynamicky.
Jakost ČSN 11 353 (ozn. W nr. 1.0254)
Ocel jednoúčelová k výrobě bezešvých trubek, vhodná na trubkové konstrukce staticky namáhaných součástí (i svařované), potrubí pro vedení oleje, nafty, vody, páry, vzduchu, plynu, na spojovací součásti potrubí apod. Svařitelnost zaručená v závislosti na tloušťce polotovaru.
Jakost ČSN 11 375 (Ocel S235 JR, S235 JRG 2, Rst 37-2, Fe360B, ozn. W nr. 1.0039)
Neušlechtilá konstrukční ocel obvyklé jakosti vhodná ke svařování. Součásti konstrukcí a strojů středních tlouštěk tavně svařované, namáhané staticky i dynamicky. Součásti vyráběné z plechů, podélně svařovaných dutých profilů a součásti kované pro tepelná energetická zařízení a tlakové nádoby pracující s omezeným přetlakem a teplotou do 300 °C.
Jakost ČSN 11 378 (Ocel S235 J2G3, St 37-3 U, Fe360C, ozn. W nr. 1.0114)
Nejběžněji používané konstrukční oceli s minimální mezí kluzu 235 MPa a zaručenou svařitelností, s použitím pro nenáročné ocelové konstrukce mostů, hal, části kolejových a motorových vozidel atd. Ocel nelegovaná, jakostní, jemnozrnná, konstrukční.
Jakost ČSN 11 416 (Ocel P265GH, F 5-8, ozn. W nr. 1.0425)
Neušlechtilá, nízkouhlíková, nelegovaná ocel, pro vyšší teploty a žáropevná. Na součásti kotlů a tlakových nádob. Svařitelnost zaručená.
Jakost ČSN 11 443 (Ocel S275JR, St 44-2, Fe 430B, ozn. W nr. 1.0044, 1.0128, 1.0149)
Jakost ČSN 11 500 (Ocel E295, St 50-2, Fe 490, ozn. W nr. 1.0050)
Neušlechtilá konstrukční ocel, obvyklé jakosti s vyšším obsahem uhlíku. Částečně lisovatelná ocel vhodná na strojní součásti namáhané staticky i dynamicky, u nichž se nevyžaduje svařitelnost. Svařitelnost obtížná.
Jakost ČSN 11 503 (Ocel P355NL1, Fe 510D, ozn. W nr. 1.0566, 1.0570, 1.0576, 1.0577 )
Nelegovaná konstrukční jemnozrnná jakostní ocel pro snížené atmosférické teploty pod -20 °C vhodná ke svařování. Součásti zařízení pracujících při teplotách +400 °C až -50 °C vyrobených z plechů se zaručenou hodnotou zkoušky rázem v ohybu až do -50 °C
Jakost ČSN 11 600 (Ocel E335, St 60-2, Fe 590, ozn. W nr. 1.0060)
Neušlechtilá konstrukční ocel obvyklé jakosti s vyšším obsahem uhlíku. Vhodná na strojní součásti namáhané staticky i dynamicky, u nichž se nevyžaduje svařitelnost.
Jakost ČSN 11 700 (Ocel E360, St 70-2, Fe 690, ozn. W nr. 1.0070)
Neušlechtilá konstrukční ocel obvyklé jakosti s vyšším obsahem uhlíku. Vhodná na strojní součásti s větší odolností proti namáhání a odolností proti opotřebení, u nichž se nevyžaduje svařitelnost.
Jakost ČSN 12 050 (Ocel C45, C60E4, ozn. W nr. 1.0503) - vhodná k zušlechťování, kalitelná. Jedná se o středně uhlíkovou ocel, používanou tam, kde je požadována větší pevnost a tvrdost než ve stavu „válcovaném“. Vyznačuje se rozměrovou přesností, rovinností spojenou s minimálním opotřebením při vysokorychlostních aplikacích. Svařitelnost obtížná.
Jakost ČSN 12 060 (Ocel C55, C55E4, ozn. W nr. 1.1203 ) - ocel s vyšším obsahem uhlíku (0,55%) pro vyšší pevnost nežli nízkouhlíkové oceli. Je vhodná k zušlechťování a kalení. Konstrukční ocel nelegovaná, jakostní k zušlechťování. Svařitelnost obtížná.
Jakost ČSN 12 061 (Ocel C60, 60, ozn. W nr. 1.0601)
Konstrukční ocel nelegovaná, jakostní k zušlechťování. Svařitelnost obtížná.
Jakost ČSN 12 081 (Ocel C75, ozn. W nr. 1.1248, 1.1249) - ocel uhlíková na pružiny. Vhodná pro pásy a pruhy válcované za studena, pro tvarové, zejména tažné pružiny a pružné elementy, pojišťovací spony a pojistné kroužky.
Jakost ČSN 14 260 - ocel je vhodná k zušlechťování. Nízkolegovaná ocel obsahující křemík. S dobrou houževnatostí a pružností. Dobře tvárná za tepla, ve stavu žíhaném naměkko dobře obrobitelná. Svařitelnost obtížná.
Jakost ČSN 19 421.3 (107CrV3, ozn. W nr. 1.2210)
Ocel Cr-V, nízkolegovaná, nástrojová pro práci za studena. Dobrá houževnatost, obtížnější tvárnost za tepla, dobrá obrobitelnost. Svařitelnost obtížná.