Stal konstrukcyjna S355JR
S355JR jest niestopową stalą konstrukcyjną ogólnego przeznaczenia, stosowaną do wykonywania konstrukcji stalowych, ram maszyn, wsporników, podstaw, belek, słupów, platform oraz konstrukcji spawanych. W porównaniu z S235JR i S275JR oferuje wyższą granicę plastyczności. Dla wyrobów o grubości do 16 mm minimalna granica plastyczności wynosi 355 MPa. S355JR łączy stosunkowo wysoką wytrzymałość z dobrą spawalnością, ciągliwością i podatnością na obróbkę mechaniczną. Jest jednym z najczęściej stosowanych gatunków stali konstrukcyjnych w budowie maszyn i konstrukcjach stalowych.
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. | 1.0577 |
| ENOznaczenie normy europejskiej, budowane ze składu chemicznego. | S355J2 |
| DINStarsze oznaczenie niemieckie, wciąż spotykane w dokumentacji. | St 52-3 |
| PNOznaczenie polskie — to zwykle jest na rysunku i w rozmowie na hali. | St52-3 |
| AISIOznaczenie amerykańskie, częste w katalogach narzędzi i literaturze. | A572 Grade 50≈ odpowiednik przybliżony |
| Nazwa handlowaJak materiał nazywa się w praktyce warsztatowej i w sklepie. | S355J2 |
≈ Zbliżony gatunek, nie ten sam. Do zamiany w produkcji wymaga sprawdzenia w karcie materiałowej.
Właściwości
| Właściwość | Symbol | Wartość | Źródło |
|---|---|---|---|
| Gęstość | ρ | 7850 kg/m³ | PN-EN 10025-2:2019 |
| Granica plastyczności | Re | 335–355 MPa | PN-EN 10025-2:2019 |
| Wytrzymałość na rozciąganie | Rm | 470–630 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 | 150 HB | PN-EN 10025-2:2019 |
| Rozszerzalność cieplna | α | 12 10⁻⁶/K | PN-EN 10025-2:2019 |
| Przewodność cieplna | λ | 45 W/(m·K) | PN-EN 10025-2:2019 |
| Temperatura topnienia | Tm | 1535 °C | PN-EN 10025-2:2019 |
Granica plastyczności zależy od grubości wyrobu:
| Grubość | Wartość | Źródło |
|---|---|---|
| 0–16 mm | 355 MPa | PN-EN 10025-2:2019 |
| 16–40 mm | 345 MPa | PN-EN 10025-2:2019 |
| 40–63 mm | 335 MPa | PN-EN 10025-2:2019 |
| 63–80 mm | 325 MPa | PN-EN 10025-2:2019 |
| 80–100 mm | 315 MPa | PN-EN 10025-2:2019 |
| 100–150 mm | 305 MPa | PN-EN 10025-2:2019 |
| 150–200 mm | 295 MPa | PN-EN 10025-2:2019 |
| 200–250 mm | 285 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. 0,20 %
- Si
- maks. 0,55 %
- P
- maks. 0,025 %
- S
- maks. 0,025 %
- N
- maks. 0,012 %
- Cu
- maks. 0,55 %
Kalkulatory dla tego materiału
Gęstość tego materiału zostanie wczytana automatycznie po przejściu do kalkulatora.
Zastosowania
Konstrukcje nośne
Mosty, dźwigary i ramy maszyn, gdzie liczy się stosunek wytrzymałości do masy.
Maszyny budowlane
Wysięgniki i ramy podwozi narażone na obciążenia zmienne.
Spawalność
S355JR ma dobrą spawalność, jednak jest nieco bardziej wymagająca technologicznie niż S235JR.
Możliwe są typowe metody:
MIG/MAG, TIG, MMA, spawanie łukiem krytym, spawanie automatyczne.
Przy dużych grubościach i wymagających warunkach należy odpowiednio dobrać:
temperaturę podgrzewania wstępnego, temperaturę międzyściegową, materiał dodatkowy, energię liniową, sposób chłodzenia.
Wynika to m.in. z większej zawartości węgla i manganu oraz wyższej wytrzymałości materiału.
Do oceny podatności na pękanie wodorowe wykorzystuje się m.in. równoważnik węgla, np. CEV.
Obróbka skrawaniem
S355JR ma dobrą skrawalność, choć ze względu na wyższą wytrzymałość może stawiać nieco większy opór skrawaniu niż S235JR.
Możliwe są:
toczenie, frezowanie, wiercenie, rozwiercanie, gwintowanie, rowkowanie, cięcie.
W praktyce materiał bardzo dobrze nadaje się do wykonywania ram i konstrukcji maszyn obrabianych na CNC.
Podczas skrawania należy uwzględnić:
wyższą wytrzymałość niż S235/S275, ciągliwość materiału, możliwość powstawania ciągłego wióra, odpowiednie chłodzenie i dobór geometrii narzędzia.
Obróbka plastyczna
S355JR dobrze nadaje się do obróbki plastycznej.
Możliwe są:
gięcie, walcowanie, profilowanie, tłoczenie, prostowanie, kucie, formowanie na zimno, formowanie na gorąco.
Przy dużych odkształceniach na zimno należy uwzględnić możliwość umocnienia materiału i wynikającego z niego wzrostu naprężeń.
Obróbka cieplna
S355JR nie jest typową stalą do ulepszania cieplnego.
Jej właściwości konstrukcyjne uzyskuje się przede wszystkim poprzez odpowiedni proces hutniczy, a nie przez klasyczne:
hartowanie → odpuszczanie.
Normalizowanie
Może być stosowane w celu:
ujednorodnienia struktury, uzyskania bardziej równomiernych właściwości, ograniczenia wpływu wcześniejszej obróbki. Wyżarzanie odprężające
Może być stosowane w odpowiednich przypadkach po:
spawaniu, intensywnej obróbce plastycznej, obróbce mechanicznej,
jeżeli wymagane jest ograniczenie naprężeń własnych.
Hartowanie
Nie jest typową metodą obróbki S355JR.
Ze względu na stosunkowo niską zawartość węgla nie uzyskuje się wysokiej twardości charakterystycznej dla stali przeznaczonych do hartowania.
Hartowanie indukcyjne
S355JR nie jest typową stalą do hartowania indukcyjnego.
Możliwe jest uzyskanie pewnego umocnienia powierzchniowego, ale nie jest to standardowe zastosowanie tego gatunku.
Do odpowiedzialnego hartowania indukcyjnego lepiej stosować np.:
C45, 41Cr4, 42CrMo4.
Nawęglanie
S355JR nie jest standardową stalą do nawęglania.
Jeżeli element wymaga:
twardej powierzchni + ciągliwego rdzenia,
należy zastosować stal przeznaczoną do cementowania, np.:
16MnCr5, 20MnCr5, 18CrNiMo7-6.
Azotowanie
S355JR nie jest stalą przeznaczoną do klasycznego azotowania.
Brak odpowiedniej zawartości pierwiastków stopowych tworzących stabilne azotki ogranicza możliwość uzyskania właściwości typowych dla specjalistycznych stali azotujących.
Do azotowania stosuje się np.:
31CrMoV9, 34CrAl6, 34CrAlNi7.
Odporność na korozję
S355JR nie jest stalą nierdzewną ani stalą odporną na korozję atmosferyczną.
Wymaga zabezpieczenia w środowisku powodującym korozję.
Stosuje się m.in.:
malowanie, cynkowanie ogniowe, cynkowanie galwaniczne, systemy powłokowe, zabezpieczenia wielowarstwowe.