Stal konstrukcyjna S235JR
S235JR jest niestopową stalą konstrukcyjną ogólnego przeznaczenia, stosowaną przede wszystkim do wykonywania konstrukcji stalowych, ram, wsporników, elementów maszyn oraz różnego rodzaju konstrukcji spawanych. Jest jednym z najpopularniejszych gatunków stali konstrukcyjnych w Europie. Jej główne zalety to dobra spawalność, łatwa obróbka mechaniczna, dobra podatność na obróbkę plastyczną oraz szeroka dostępność. Oznaczenie S235 odnosi się do minimalnej granicy plastyczności wynoszącej 235 MPa dla określonych grubości wyrobu, natomiast JR oznacza wymaganą udarność 27 J w temperaturze +20°C.
Oznaczenia
Ten sam materiał pod nazwami, których używa się w różnych normach i krajach. Wpisanie dowolnej z nich w wyszukiwarce prowadzi na tę stronę.
| System | Oznaczenie |
|---|---|
| Werkstoff-NrNumer materiałowy — tak gatunki opisują huty i dostawcy w Europie. | 1.0038 |
| ENOznaczenie normy europejskiej, budowane ze składu chemicznego. | 1.0038 |
| DINStarsze oznaczenie niemieckie, wciąż spotykane w dokumentacji. | St 37-2 |
| PNOznaczenie polskie — to zwykle jest na rysunku i w rozmowie na hali. | S235JR |
| AISIOznaczenie amerykańskie, częste w katalogach narzędzi i literaturze. | ASTM A283 Gr. C |
Właściwości
| Właściwość | Symbol | Wartość | Źródło |
|---|---|---|---|
| Gęstość | ρ | 7850 kg/m³ | PN-EN 10025-2:2019 |
| Wytrzymałość na rozciąganie | Rm | 360–510 MPa | PN-EN 10025-2:2019 |
| Moduł Younga | E | 210 GPa | PN-EN 10025-2:2019 |
| Liczba Poissona | ν | 0,3 | PN-EN 10025-2:2019 |
| Twardość Brinella | HB | 120 HB | PN-EN 10025-2:2019 |
| Rozszerzalność cieplna | α | 12 10⁻⁶/K | PN-EN 10025-2:2019 |
| Przewodność cieplna | λ | 50 W/(m·K) | PN-EN 10025-2:2019 |
| Ciepło właściwe | c | 470 J/(kg·K) | PN-EN 10025-2:2019 |
| Temperatura topnienia | Tm | 1538 °C | PN-EN 10025-2:2019 |
Granica plastyczności zależy od grubości wyrobu:
| Grubość | Wartość | Źródło |
|---|---|---|
| 0–16 mm | 235 MPa | PN-EN 10025-2:2019 |
| 16–40 mm | 225 MPa | PN-EN 10025-2:2019 |
| 40–63 mm | 215 MPa | PN-EN 10025-2:2019 |
| 63–80 mm | 215 MPa | PN-EN 10025-2:2019 |
| 80–100 mm | 215 MPa | PN-EN 10025-2:2019 |
| 100–150 mm | 195 MPa | PN-EN 10025-2:2019 |
| 150–200 mm | 185 MPa | PN-EN 10025-2:2019 |
| 200–250 mm | 175 MPa | PN-EN 10025-2:2019 |
| 250–400 mm | 165 MPa | PN-EN 10025-2:2019 |
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. 0,17 %
- Mn
- maks. 1,40 %
- Si
- maks. 0,35 %
- P
- maks. 0,035 %
- S
- maks. 0,035 %
- Cu
- maks. 0,55 %
- N
- maks. 0,012 %
- Fe
- 97,60–99,50 %
Kalkulatory dla tego materiału
Gęstość tego materiału zostanie wczytana automatycznie po przejściu do kalkulatora.
Zastosowania
Konstrukcje stalowe
Ramy, słupy, belki i kratownice o umiarkowanym poziomie naprężeń.
Elementy spawane
Niska zawartość węgla daje dobrą spawalność bez podgrzewania wstępnego przy typowych grubościach.
Wsporniki i uchwyty
Gięte na zimno elementy montażowe i mocowania.
Spawalność
S235JR ma bardzo dobrą spawalność.
Niska zawartość węgla oraz stosunkowo niewielka ilość pierwiastków stopowych powodują małą podatność na powstawanie niekorzystnych struktur w strefie wpływu ciepła.
Możliwe jest stosowanie typowych metod:
MIG/MAG, TIG, MMA, spawania automatycznego, spawania łukiem krytym.
W wielu typowych zastosowaniach spawanie S235JR można prowadzić bez skomplikowanych zabiegów cieplnych, jednak rzeczywista technologia spawania powinna uwzględniać grubość materiału, temperaturę otoczenia, stan dostawy i wymagania konstrukcji.
Obróbka skrawaniem
S235JR ma dobrą skrawalność.
Możliwe są:
toczenie, frezowanie, wiercenie, gwintowanie, rozwiercanie, cięcie, wykonywanie rowków.
Materiał jest jednak stosunkowo miękki i ciągliwy, dlatego podczas skrawania może tworzyć ciągły wiór.
Przy obróbce CNC istotne jest odpowiednie dobranie:
prędkości skrawania, posuwu, geometrii ostrza, chłodzenia.
Obróbka plastyczna
S235JR bardzo dobrze nadaje się do obróbki plastycznej.
Możliwe jest:
gięcie, tłoczenie, walcowanie, profilowanie, cięcie, kucie, prostowanie.
Dzięki niskiej zawartości węgla stal ma dobrą ciągliwość i może być stosowana do wykonywania elementów o złożonych kształtach.
Obróbka cieplna
S235JR nie jest stalą przeznaczoną do klasycznego ulepszania cieplnego.
Ze względu na niską zawartość węgla jej hartowność jest niewielka.
Wyżarzanie
Możliwe jest stosowanie różnych rodzajów wyżarzania zależnie od celu technologicznego, np.:
normalizowania, odprężania. Normalizowanie
Może być stosowane w celu uzyskania bardziej jednorodnej struktury i właściwości materiału.
Hartowanie
Nie jest typową metodą obróbki S235JR.
Niska zawartość węgla powoduje, że po hartowaniu nie uzyskuje się wysokiej twardości charakterystycznej np. dla C45.
Hartowanie indukcyjne
S235JR nie jest odpowiednim materiałem do typowego hartowania indukcyjnego.
Ze względu na niską zawartość węgla nie można uzyskać wysokiej twardości martenzytycznej.
Do hartowania indukcyjnego lepiej stosować np.:
C45, 41Cr4, 42CrMo4.
Nawęglanie
S235JR nie jest standardową stalą do nawęglania.
Mimo niskiej zawartości węgla można teoretycznie zwiększyć zawartość węgla przy powierzchni, jednak nie jest to właściwy wybór do odpowiedzialnych elementów nawęglanych.
Do tego celu stosuje się stale specjalnie przeznaczone do cementowania, np.:
16MnCr5, 20MnCr5, 18CrNiMo7-6.
Azotowanie
S235JR nie jest stalą przeznaczoną do azotowania.
Brak odpowiedniej zawartości pierwiastków tworzących stabilne azotki sprawia, że nie uzyskuje się właściwości typowych dla specjalistycznych stali azotujących.
Do azotowania stosuje się np.:
31CrMoV9, 34CrAl6, 34CrAlNi7.
Odporność na korozję
S235JR nie jest stalą nierdzewną ani odporną na korozję atmosferyczną w stanie niezabezpieczonym.
W środowisku atmosferycznym może korodować.
W zależności od zastosowania stosuje się:
malowanie, cynkowanie ogniowe, cynkowanie galwaniczne, powłoki ochronne, zabezpieczenia systemowe.