Platforma Inżynierska
Stal konstrukcyjna zwykłej jakości1.890210025

Stal konstrukcyjna S420N 1.8902

S420N jest niskostopową stalą konstrukcyjną o podwyższonej granicy plastyczności, przeznaczoną przede wszystkim do wykonywania wysoko obciążonych konstrukcji stalowych i spawanych. W porównaniu z popularnymi gatunkami S235JR, S275JR i S355JR charakteryzuje się wyższą wytrzymałością. Minimalna granica plastyczności dla wyrobów o grubości do 16 mm wynosi 420 MPa. Stal jest dostarczana w stanie normalizowanym lub walcowanym normalizująco, co zapewnia odpowiednią kombinację wytrzymałości, ciągliwości i udarności.

Oznaczenia

Ten sam materiał pod nazwami, których używa się w różnych normach i krajach. Wpisanie dowolnej z nich w wyszukiwarce prowadzi na tę stronę.

Oznaczenia
SystemOznaczenie
Werkstoff-NrNumer materiałowy — tak gatunki opisują huty i dostawcy w Europie.1.8902
ENOznaczenie normy europejskiej, budowane ze składu chemicznego.S420N
DINStarsze oznaczenie niemieckie, wciąż spotykane w dokumentacji.TStE 420
PNOznaczenie polskie — to zwykle jest na rysunku i w rozmowie na hali.18G2A≈ odpowiednik przybliżony
Nazwa handlowaJak materiał nazywa się w praktyce warsztatowej i w sklepie.S420N

≈ Zbliżony gatunek, nie ten sam. Do zamiany w produkcji wymaga sprawdzenia w karcie materiałowej.

Właściwości

Właściwości
WłaściwośćSymbolWartośćŹródło
Gęstośćρ7850 kg/m³10025
Wytrzymałość na rozciąganieRm480 MPa10025
Moduł YoungaE210 GPa10025
Liczba Poissonaν0,310025
Twardość BrinellaHB179 HB10025
Rozszerzalność cieplnaα12 10⁻⁶/KEN 1993-1-1
Przewodność cieplnaλ44 W/(m·K)10025
Ciepło właściwec460 J/(kg·K)10025
Temperatura topnieniaTm1480 °C10025
Rezystywnośćϱ1 µΩ·m10025

Granica plastyczności zależy od grubości wyrobu:

Granica plastyczności
GrubośćWartośćŹródło
0–16 mm420 MPa10025
16–40 mm400 MPa10025
40–63 mm390 MPa10025
63–80 mm370 MPa10025
80–100 mm360 MPa10025
100–120 mm350 MPa10025

Wartości nominalne z podanych norm. Do obliczeń wytrzymałościowych używaj atestu materiałowego od dostawcy.

Skład chemiczny

Zakresy dopuszczone przez normę, w procentach masowych. Rzeczywisty skład wytopu podaje atest hutniczy.

Pierwiastek — Zawartość
C
maks. 0,20 %
Si
maks. 0,60 %
Mn
maks. 1,70 %
P
maks. 0,025 %
S
maks. 0,025 %
Cr
maks. 0,30 %
Cu
maks. 0,55 %
Mo
maks. 0,10 %
Ni
maks. 0,50 %
Nb
maks. 0,05 %
Ti
maks. 0,05 %
V
maks. 0,12 %
N
maks. 0,025 %
Al
maks. 0,015 %
Fe
97,00–98,00 %

Kalkulatory dla tego materiału

Gęstość tego materiału zostanie wczytana automatycznie po przejściu do kalkulatora.

Zastosowania

Budownictwo lądowe i przemysłowe

Wysokie budynki, wieżowce oraz hale o dużej rozpiętości

Infrastruktura

Mosty i wiadukty

Przemysł ciężki i maszynowy

Dźwigi, żurawie, podest robocze oraz platformy wiertnicze.

Energetyka i zbiorniki

Elementy zbiorników ciśnieniowych oraz infrastruktura przemysłowa.

Spawalność

S420N ma dobrą spawalność, ale wymaga większej kontroli procesu niż S235JR.

Możliwe są m.in.:

MIG/MAG, TIG, MMA, spawanie łukiem krytym.

Ze względu na wyższą wytrzymałość oraz skład chemiczny należy zwracać szczególną uwagę na:

równoważnik węgla, grubość materiału, temperaturę podgrzewania, temperaturę międzyściegową, energię liniową, szybkość chłodzenia, ryzyko pęknięć wodorowych.

W przypadku odpowiedzialnych konstrukcji technologia spawania powinna być dobrana zgodnie z wymaganiami konkretnego zastosowania.

Obróbka skrawaniem

S420N można obrabiać skrawaniem, jednak ze względu na wyższą wytrzymałość wymaga nieco większych sił skrawania niż S235JR czy S275JR.

Możliwe są:

toczenie, frezowanie, wiercenie, rozwiercanie, gwintowanie, wykonywanie rowków, cięcie.

Przy obróbce CNC należy odpowiednio dobrać:

prędkość skrawania, posuw, głębokość skrawania, geometrię narzędzia, chłodzenie.

S420N nadal jest jednak znacznie łatwiejsza w obróbce niż stale ulepszane cieplnie o twardości kilkudziesięciu HRC.

Obróbka plastyczna

S420N może być poddawana obróbce plastycznej, szczególnie:

gięciu, walcowaniu, profilowaniu, prostowaniu, formowaniu na gorąco.

Przy gięciu na zimno należy uwzględnić wyższą wytrzymałość materiału oraz możliwość umocnienia w strefie odkształcenia.

W przypadku intensywnego formowania należy kontrolować wpływ procesu na właściwości mechaniczne.

Obróbka cieplna

S420N jest dostarczana w stanie normalizowanym lub walcowanym normalizująco, dlatego jej właściwości są już uzyskiwane podczas kontrolowanego procesu hutniczego.

Normalizowanie

Proces normalizowania może być stosowany w celu uzyskania:

drobnoziarnistej struktury, jednorodnych właściwości, odpowiedniej kombinacji wytrzymałości i ciągliwości. Wyżarzanie odprężające

Może być stosowane w odpowiednich przypadkach w celu ograniczenia naprężeń własnych po:

spawaniu, intensywnej obróbce plastycznej, niektórych operacjach mechanicznych.

Parametry należy jednak dobierać tak, aby nie pogorszyć wymaganych właściwości mechanicznych.

Hartowanie

S420N nie jest typową stalą przeznaczoną do hartowania i odpuszczania.

Możliwe jest wystąpienie lokalnego zahartowania w strefie wpływu ciepła podczas spawania lub innych procesów cieplnych, dlatego kontrola cyklu cieplnego jest istotna.

Hartowanie indukcyjne

S420N nie jest typowym materiałem do hartowania indukcyjnego.

Możliwe jest pewne umocnienie powierzchni, ale nie jest to podstawowe zastosowanie tego gatunku.

Jeżeli projekt wymaga wysokiej twardości powierzchniowej uzyskiwanej przez hartowanie indukcyjne, odpowiedniejsze będą np.:

C45, 41Cr4, 42CrMo4.

Nawęglanie

S420N nie jest stalą przeznaczoną do nawęglania.

Jeżeli wymagany jest twardy, odporny na zużycie korpus powierzchniowy przy zachowaniu ciągliwego rdzenia, należy zastosować stal do cementowania, np.:

16MnCr5, 20MnCr5, 18CrNiMo7-6.

Azotowanie

S420N nie jest typową stalą do azotowania.

Brakuje w niej odpowiedniej ilości pierwiastków stopowych typowych dla specjalistycznych stali azotujących.

Do azotowania stosuje się m.in.:

31CrMoV9, 34CrAl6, 34CrAlNi7.

Odporność na korozję

S420N nie jest stalą nierdzewną ani odporną na korozję atmosferyczną.

W środowisku wilgotnym wymaga zabezpieczenia, np.:

malowania, cynkowania ogniowego, systemów powłokowych, innych zabezpieczeń antykorozyjnych.

Podobne materiały

Szukaj na platformie

Kalkulatory, materiały, pytania z forum i firmy