Introducere
Compoziția chimică a oțelului structural este esențială pentru determinarea proprietăților mecanice și a aplicațiilor specifice ale diferitelor grade de oțel. Oțelul structural, utilizat pe scară largă în construcții, este fabricat din grade specifice și format în diverse forme secționale standardizate. În Europa, acest tip de oțel trebuie să respecte Standardul European EN 10025.
Standarde Europene
În Europa, oțelul structural trebuie să respecte Standardul European EN 10025, care este reglementat de Comitetul European pentru Standardizarea Fierului și Oțelului (ECISS), o subdiviziune a Comitetului European pentru Standardizare (CEN). Există numeroase exemple de grade europene de oțel structural, cum ar fi S195, S235, S275, S355, S420 și S460. În acest articol, ne vom concentra pe compoziția chimică, proprietățile mecanice și aplicațiile gradelor S235, S275 și S355, care sunt trei grade comune de oțel structural utilizate în diverse proiecte de construcție în întreaga UE.
Simboluri și Clasificări
Conform clasificărilor standard europene, oțelurile structurale trebuie să fie referențiate folosind simboluri standardizate, inclusiv, dar fără a se limita la S, 235, J2, K2, C, Z, W, JR și JO, unde:
- ‘S’ indică faptul că este oțel structural;
- ‘235’ se referă la rezistența minimă la curgere a oțelului (testată la o grosime de 16mm);
- ‘J2’, ‘K2’, ‘JR’ și ‘JO’ demonstrează duritatea materialului în raport cu metodologia testului de impact Charpy sau ‘V’ notch;
- ‘W’ este oțel rezistent la coroziune atmosferică (weathering steel);
- ‘Z’ reprezintă oțel structural cu rezistență îmbunătățită perpendiculară pe suprafață;
- ‘C’ este format la rece.
Echivalențe Internaționale
Clasificările standard europene nu sunt un standard global, astfel încât o serie de grade corespunzătoare cu aceleași proprietăți chimice și mecanice pot fi utilizate în alte părți ale lumii. De exemplu, oțelurile structurale fabricate pentru piața din SUA trebuie specificate conform normelor American Society for Testing and Materials (ASTM). Ghidurile internaționale sunt referențiate cu un ‘A’ și apoi gradul relevant, de exemplu, A36 sau A53.
Echivalențe EU și US:
| EU | US |
|---|---|
| S235 | A283C |
| S275 | A570Gr40 |
| S355 | A572Gr50 |
Compoziția Chimică a Oțelurilor Structurale – S235, S275 și S355
Compoziția chimică a oțelului structural este extrem de importantă și foarte reglementată. Este un factor fundamental care definește proprietățile mecanice ale oțelului. În tabelul următor, puteți vedea nivelurile maxime procentuale ale anumitor elemente reglementate prezente în gradele europene de oțel structural S235, S275 și S355.
| Grad EU | C% | Mn% | P% | S% | Si% |
|---|---|---|---|---|---|
| S235 | 0.22 | 1.60 | 0.05 | 0.05 | 0.05 |
| S275 | 0.25 | 1.60 | 0.04 | 0.05 | 0.05 |
| S355 | 0.23 | 1.60 | 0.05 | 0.05 | 0.05 |
Proprietăți Mecanice ale Oțelurilor Structurale – S235, S275, S355
Proprietățile mecanice ale oțelului structural sunt fundamentale pentru clasificarea și aplicarea sa. Deși compoziția chimică este un factor dominant în determinarea proprietăților mecanice ale oțelului, este de asemenea foarte important să înțelegem standardele minime pentru proprietățile mecanice sau caracteristicile de performanță, cum ar fi rezistența la curgere și rezistența la tracțiune.
Rezistența la Curgere
Rezistența la curgere a oțelului structural măsoară forța minimă necesară pentru a crea o deformare permanentă în oțel. Convenția de denumire utilizată în Standardul European EN10025 se referă la rezistența minimă la curgere a gradului de oțel testat la o grosime de 16mm.
| Grad de Oțel Structural la 16mm | Rezistență minimă la curgere la grosime nominală 16mm | psi | N/mm² (MPa) |
|---|---|---|---|
| S235 | 33 000 | 235 N/mm² | |
| S275 | 36 000 | 275 N/mm² | |
| S355 | 50 000 | 355 N/mm² |
Rezistența la Tracțiune
Rezistența la tracțiune a oțelului structural se referă la punctul în care apare deformarea permanentă atunci când materialul este tras sau întins lateral pe lungimea sa.
| Grad de Oțel Structural | Rezistență la tracțiune MPa la grosime nominală între 3mm și 16mm |
|---|---|
| S235 | 360 – 510 MPa |
| S275 | 370 – 530 MPa |
| S355 | 470 – 630 MPa |
Forme Secționale Tipice ale Oțelului Structural
Oțelul structural este disponibil în multe grade, dar este de obicei vândut pre-format cu o formă secțională definită, concepută pentru aplicații specifice. De exemplu, este comun să găsești oțel structural vândut sub formă de grinzi I, grinzi Z, linteluri din cutie, secțiuni structurale goale (HSS), în formă de L și plăci de oțel.
Aplicații ale Oțelului Structural
Oțelurile structurale sunt utilizate în multe moduri, iar aplicarea lor poate fi diversă. Ele sunt deosebit de utile deoarece oferă o combinație unică de proprietăți bune de sudare cu rezistențe garantate. Oțelul structural este un produs extrem de adaptabil și este adesea preferat de ingineri care încearcă să maximizeze rezistența structurii minimizând în același timp greutatea acesteia.
Industria construcțiilor este cel mai mare consumator de oțel structural, unde este utilizat pentru diverse scopuri. Fie că un mic lintel din cutie este folosit pentru a susține încărcătura unui perete structural într-o proprietate rezidențială sau o vastă grindă I este fixată pentru a susține suprafața unui drum pe un pod, oțelul structural poate fi specificat, proiectat și fabricat pentru orice tip de job.