Stal konstrukcyjna S460N 1.8901
S460N to wysokowytrzymała, drobnoziarnista stal konstrukcyjna przeznaczona do wykonywania spawanych konstrukcji stalowych o podwyższonej nośności. Jest dostarczana w stanie normalizowanym lub walcowanym normalizująco (N) i charakteryzuje się minimalną granicą plastyczności na poziomie 460 MPa dla małych grubości. Dzięki połączeniu wysokiej wytrzymałości, dobrej udarności oraz stosunkowo dobrej spawalności stal S460N znajduje zastosowanie tam, gdzie wymagana jest większa nośność konstrukcji przy jednoczesnym ograniczeniu jej masy. W porównaniu ze stalami S235, S355 czy S420 pozwala na projektowanie lżejszych elementów przy zachowaniu wymaganej wytrzymałości.
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. | 1.8901 |
| ENOznaczenie normy europejskiej, budowane ze składu chemicznego. | S460N |
| DINStarsze oznaczenie niemieckie, wciąż spotykane w dokumentacji. | StE460 |
| Nazwa handlowaJak materiał nazywa się w praktyce warsztatowej i w sklepie. | S460N |
Właściwości
| Właściwość | Symbol | Wartość | Źródło |
|---|---|---|---|
| Gęstość | ρ | 7850 kg/m³ | 10025 |
| Wytrzymałość na rozciąganie | Rm | 520 MPa | 10025 |
| Moduł Younga | E | 210 GPa | 10025 |
| Liczba Poissona | ν | 0,3 | 10025 |
| Twardość Brinella | HB | 170 HB | 10025 |
| Rozszerzalność cieplna | α | 12 10⁻⁶/K | EN 1993-1-1 |
| Przewodność cieplna | λ | 43 W/(m·K) | 10025 |
| Ciepło właściwe | c | 420 J/(kg·K) | 10025 |
| Temperatura topnienia | Tm | 1425 °C | 10025 |
Granica plastyczności zależy od grubości wyrobu:
| Grubość | Wartość | Źródło |
|---|---|---|
| 0–16 mm | 460 MPa | 10025 |
| 16–40 mm | 440 MPa | 10025 |
| 40–63 mm | 430 MPa | 10025 |
| 63–80 mm | 410 MPa | 10025 |
| 80–100 mm | 400 MPa | 10025 |
| 100–150 mm | 380 MPa | 10025-3 |
| 150–200 mm | 370 MPa | 10025-3 |
Wytrzymałość na rozciąganie zależy od grubości wyrobu:
| Grubość | Wartość | Źródło |
|---|---|---|
| 16–40 mm | 540–720 MPa | 10025-3 |
| 40–63 mm | 540–720 MPa | 10025-3 |
| 63–80 mm | 540–720 MPa | 10025-3 |
| 80–100 mm | 510–690 MPa | 10025-3 |
| 100–150 mm | 500–670 MPa | 10025-3 |
| 150–200 mm | 490–660 MPa | 10025-3 |
| 0–16 mm | 540–720 MPa | 10025-3 |
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
konstrukcje mostowe,ciężkie konstrukcje stalowe,konstrukcje wsporcze i nośne
Przemysł
dźwigi i urządzenia dźwigowe,konstrukcje przemysłowe,maszyny i urządzenia
Energetyka
konstrukcje energetyczne
Motoryzacja
elementy pojazdów i maszyn roboczych, Ramy i konstrukcje nośne
Spawalność
S460N ma dobrą spawalność, jednak wymaga większej kontroli procesu niż S235JR czy S355JR.
Przy projektowaniu technologii spawania należy uwzględnić:
grubość materiału, równoważnik węgla CEV, temperaturę podgrzewania, temperaturę międzyściegową, energię liniową, szybkość chłodzenia, zawartość wodoru w procesie.
Mogą być stosowane m.in.:
MIG/MAG, TIG, MMA, spawanie łukiem krytym.
Przy dużych grubościach lub konstrukcjach odpowiedzialnych technologię spawania należy dobrać indywidualnie.
Obróbka skrawaniem
S460N może być obrabiana skrawaniem, jednak wymaga większych sił skrawania niż S235JR, S275JR czy S355JR.
Możliwe są:
toczenie, frezowanie, wiercenie, rozwiercanie, gwintowanie, wykonywanie rowków, cięcie.
Podczas obróbki należy odpowiednio dobrać:
prędkość skrawania, posuw, głębokość skrawania, geometrię narzędzia, chłodzenie.
Obróbka plastyczna
S460N może być poddawana:
gięciu, walcowaniu, profilowaniu, prostowaniu, formowaniu.
Przy gięciu na zimno należy uwzględnić wysoką granicę plastyczności materiału.
Jeżeli materiał zostanie poddany znacznemu odkształceniu na zimno, może dojść do zmiany jego właściwości mechanicznych.
Producent Salzgitter wskazuje, że przy formowaniu na zimno powyżej 5% lub formowaniu na gorąco poza określonym zakresem może być wymagane późniejsze normalizowanie.
Obróbka cieplna
S460N jest dostarczana w stanie normalizowanym lub walcowanym normalizująco.
Jej właściwości wynikają w dużym stopniu z kontrolowanego procesu walcowania i uzyskania drobnoziarnistej struktury.
Normalizowanie
Typowe normalizowanie dla tego rodzaju stali służy do uzyskania:
jednorodnej struktury, drobnego ziarna, odpowiedniej kombinacji wytrzymałości i ciągliwości.
Dla stali drobnoziarnistych Salzgitter podaje zakres 880–930°C dla późniejszego normalizowania w przypadku przekroczenia określonych warunków obróbki plastycznej.
Wyżarzanie odprężające
Może być stosowane w odpowiednich przypadkach po:
spawaniu, intensywnej obróbce plastycznej, obróbce mechanicznej.
Parametry należy jednak dobierać tak, aby nie pogorszyć wymaganych właściwości mechanicznych stali.
Hartowanie
S460N nie jest typową stalą do ulepszania cieplnego przez hartowanie i odpuszczanie.
Nie należy traktować jej jak 42CrMo4 czy 34CrNiMo6.
Hartowanie indukcyjne
S460N nie jest typową stalą do hartowania indukcyjnego.
Jeżeli konstrukcja wymaga wysokiej twardości powierzchniowej uzyskiwanej przez hartowanie indukcyjne, odpowiedniejsze będą np.:
C45, 41Cr4, 42CrMo4.
Nawęglanie
S460N nie jest stalą do nawęglania.
Jeżeli wymagane jest połączenie:
twarda powierzchnia + ciągliwy rdzeń,
należy stosować stale przeznaczone do cementowania, np.:
16MnCr5, 20MnCr5, 18CrNiMo7-6.
Azotowanie
S460N nie jest typową stalą do azotowania.
Nie została zaprojektowana jako stal azotująca i nie zawiera odpowiedniego poziomu pierwiastków stopowych typowych dla takich gatunków.
Do azotowania stosuje się m.in.:
31CrMoV9, 34CrAl6, 34CrAlNi7.
Odporność na korozję
S460N nie jest stalą nierdzewną ani odporną na korozję atmosferyczną.
Wymaga zabezpieczenia odpowiedniego do środowiska pracy, np.:
malowania, cynkowania ogniowego, systemów powłokowych.