Oceľ Corten (oceľ odolná voči poveternostným vplyvom) je široko používaná v stavebníctve, na mostoch, v doprave a v iných oblastiach vďaka svojej vynikajúcej vlastnej-ochrane. Rôzne medzinárodné normy však formulovali rôzne triedy Corten Steel, medzi ktorými sú najbežnejšie ASTM A588 (americká norma), EN 10025-5 S355J2W (európska norma) a GB/T 4171 Q355NH (čínska norma). Rozdiely v mechanických vlastnostiach (medza klzu, rázová húževnatosť) a odolnosti proti korózii medzi týmito triedami priamo ovplyvňujú výber projektu, životnosť a kontrolu nákladov. Tento článok bude systematicky porovnávať tieto kľúčové ukazovatele výkonnosti, aby poskytol jasný odkaz pre zahraničných zákazníkov.
Mechanické vlastnosti triedy A588
| STUPEŇ | HRÚBKA | ŤAHOVÝ KSI | VÝNOS KSI | % DLHÝ. MIN | |
| 8" | 2" | ||||
| A588 | .75"THRU 4" | 70 MIN | 50 YP MIN | 16 | 19 |
| >4"THRU 4" | 67 MIN | 46 YP MIN | - | ||
| >5 "THRU 8" | 63 MIN | 42 YP MIN | |||
Mechanické vlastnosti dosky S355J2W+N
|
Medza klzu |
Pevnosť v ťahu |
Minimálne predĺženie A (Lo=5.65 vs.) % |
|
355 MPa |
510 - 680 MPa |
20 |
Mechanické vlastnostiQ355NH
| stupňa | Mechanická vlastnosť Q355NH | |||
| Medza klzu (MPa) | Pevnosť v ťahu (MPa) | % Predĺženie min | ||
| Čína GB/T 4171 Q355NH | 325-355 | 490-630 | 20 | |
1. Porovnanie mechanických vlastností
Mechanické vlastnosti sú základnou zárukou konštrukčnej bezpečnosti Corten Steel a medzi kľúčové ukazovatele patrí medza klzu (minimálne napätie, ktoré materiál vydrží bez trvalej deformácie) a rázová húževnatosť (schopnosť odolávať zlomeniu pri náhlom zaťažení). Nasleduje podrobné porovnanie troch tried:
1.1 Medza klzu
Medza klzu určuje nosnosť-súčiastok z Corten Steel. Všetky tri triedy patria medzi stredne a{2}}vysokopevnú Corten Steel, existujú však malé rozdiely v požiadavkách na minimálnu medzu klzu:
ASTM A588 (americký štandard): Minimálna medza klzu je väčšia alebo rovná 345 MPa (50 ksi). Delí sa na viacero podtried (ako je Gr.A, Gr.K) a požiadavky na medzu klzu rôznych podtried sú konzistentné, pričom sa líšia najmä obsahom nečistôt a prvkami zjemnenia zrna (napr. Gr.K obsahuje Nb/V na optimalizáciu štruktúry zŕn).
EN 10025-5 S355J2W (európska norma): Minimálna medza klzu je väčšia alebo rovná 355 MPa, čo je o 10 MPa vyššia ako A588. "355" v triede priamo predstavuje minimálnu hodnotu medze klzu a norma má prísnu kontrolu nad rozsahom kolísania medze klzu, aby sa zabezpečila stabilita únosnosti konštrukcie.
GB/T 4171 Q355NH (čínsky štandard): Minimálna medza klzu je väčšia alebo rovná 355 MPa, čo je rovnaké ako pri S355J2W. V porovnaní so starou verziou Q345NH sa medza klzu zvýšila o 10 MPa a celkový mechanický výkon je v súlade s medzinárodnými pokročilými štandardmi.
1.2 Nárazová húževnatosť
Rázová húževnatosť je mimoriadne dôležitá pre projekty v-prostredí s nízkou teplotou, pretože určuje odolnosť materiálu voči krehkému lomu. Tieto tri triedy majú zjavné rozdiely v nárazovej teplote a požiadavkách na energiu nárazu:
ASTM A588: Norma vyžaduje nárazové testy pri 0 stupňoch a minimálna nárazová energia je väčšia alebo rovná 27 J. Pre projekty v chladnejších oblastiach (napríklad -20 stupňov) je potrebné prispôsobiť vysoko{5}}podstupne- tvrdosti a predvolená trieda nie je vhodná pre prostredia s ultranízkou teplotou.
EN 10025-5 S355J2W: „J2“ v triede znamená, že nárazová skúška sa vykonáva pri -20 stupňoch a minimálna energia nárazu je väčšia alebo rovná 27 J. Má lepšiu odolnosť pri nízkych teplotách ako štandardná trieda A588 a je vhodná pre väčšinu miernych a studených oblastí v Európe.
GB/T 4171 Q355NH: Norma vyžaduje nárazové testy pri -20 stupňoch a minimálna nárazová energia je väčšia alebo rovná 34 J, čo je viac ako A588 a S355J2W. Má vynikajúci výkon pri nízkych-teplotách a je vhodný najmä pre projekty v oblastiach s vysokou teplotou, ako je severná Čína.
2. Porovnanie odolnosti proti korózii
Korózna odolnosť ocele Corten závisí hlavne od typu a obsahu legujúcich prvkov (Cu, Cr, Ni, P atď.), ktoré spoločne podporujú tvorbu hustej -FeOOH ochrannej vrstvy hrdze. Rozdiely v odolnosti proti korózii troch tried sa odrážajú v konfigurácii legujúcich prvkov a indexe odolnosti proti korózii:
2.1 Zloženie legujúceho prvku
ASTM A588: Patrí do systému zliatin Cu-Cr-Ni s obsahom Cu 0,25-0,40 %, obsahom Cr 0,40 – 0,65 % a obsahom Ni menším alebo rovným 0,40 %. Obsah fosforu (P) je prísne kontrolovaný (menej alebo rovný 0,03 %), čo uprednostňuje zvárací výkon a zároveň zabezpečuje odolnosť proti korózii. Ide o Corten Steel "s nízkym obsahom fosforu".
EN 10025-5 S355J2W: Norma jasne vyžaduje, aby celkový obsah Cu + Cr + Ni bol väčší alebo rovný 0,80 %, s obsahom Cu 0,20-0,50 %, obsahom Cr 0,30-1,20 % a obsahom Ni menším alebo rovným 0,65 %. Môže byť prispôsobený na "typ s vysokým obsahom fosforu" (S355J0WP, obsah P 0,06-0,15%) podľa potrieb a typ s vysokým obsahom fosforu má lepšiu odolnosť proti korózii, ale mierne znížený zvárací výkon.
GB/T 4171 Q355NH: Používa systém zliatin Cu-Cr-Ni s obsahom Cu 0,25-0,55 %, obsahom Cr 0,40 – 0,80 % a obsahom Ni menším alebo rovným 0,65 %. Celkový obsah Cu + Cr + Ni je tiež väčší alebo rovný 0,80 %, čo je v súlade s S355J2W. Má dva typy: obyčajný typ (P menší alebo rovný 0,03 %) a typ odolný voči poveternostným vplyvom (Q355GNH, P 0,07-0,15 %), ktorý pokrýva rôzne potreby korózneho prostredia.
2.2 Odolnosť proti korózii
ASTM A588: Index odolnosti voči poveternostným vplyvom (I) väčší alebo rovný 6,0 a ročná miera korózie v priemyselnej a vidieckej atmosfére je 0,015-0,025 mm/rok. Je vhodný pre stredne-korózne prostredia a v pobrežných oblastiach s vysokým-soľným postrekom je potrebné pridať pomocné protikorózne opatrenia (ako je impregnácia silánom).
EN 10025-5 S355J2W: Index odolnosti voči poveternostným vplyvom (I) väčší alebo rovný 6,0 a typ s vysokým-fosforom (S355J0WP) má index odolnosti voči poveternostným vplyvom väčší alebo rovný 7,0. Ročná miera korózie v stredne-koróznych prostrediach je 0,010-0,020 mm/rok, čo je o niečo lepšie ako A588. Podtrieda S355J2W(H) špeciálne navrhnutá pre železničné mosty má silnejšiu odolnosť voči korózii chloridových iónov.
GB/T 4171 Q355NH: Index odolnosti voči poveternostným vplyvom (I) väčší alebo rovný 6,0 a vysoko-odolnosť voči poveternostným vplyvom typu Q355GNH má index odolnosti voči poveternostným vplyvom väčší alebo rovný 7,0. Jeho odolnosť proti korózii je ekvivalentná odolnosti S355J2W a ročná miera korózie je 0,010-0,020 mm/rok. V porovnaní s ostatnými dvoma triedami má zjavné cenové výhody (o 15-20 % nižšie ako A588 a S355J2W).
3. Zhrnutie a praktické návrhy na výber
Aby sme to zhrnuli, hlavné výkonnostné rozdiely troch hlavných tried Corten Steel sú nasledovné: Pokiaľ ide o mechanické vlastnosti, S355J2W a Q355NH majú vyššiu medzu klzu ako A588 a Q355NH má najlepšiu rázovú húževnatosť pri nízkych-teplotách; pokiaľ ide o odolnosť proti korózii, S355J2W a Q355GNH (typ s vysokou{9}}poveternostnou odolnosťou) sú lepšie ako A588 a Q355NH má najvyššiu nákladovú výkonnosť.
Pre zahraničných zákazníkov sa poskytujú tieto návrhy výberu podľa rôznych potrieb projektu:
Ak sa projekt nachádza v Severnej Amerike a musí spĺňať miestne normy alebo uprednostňuje zvárací výkon v stredne-koróznych prostrediach,ASTM A588odporúča sa;
Ak sa projekt nachádza v Európe alebo je potrebné ho použiť v prostredí s nízkou-teplotou (-20 stupňov) a stredne vysokou koróziou a má vysoké požiadavky na stabilitu výkonu,EN 10025-5 S355J2Wodporúča sa; pre prostredia s vysokou-koróziou, ako sú pobrežné oblasti, je možné zvoliť S355J0WP (typ s vysokým-fosforom);
Ak projekt sleduje nákladovú efektívnosť alebo potrebuje vyvážiť vysokú pevnosť, húževnatosť pri nízkych{0}}teplotách a odolnosť proti korózii,GB/T 4171 Q355NHodporúča sa; pre prostredie s vysokou-koróziou je možné použiť Q355GNH (typ s vysokou{2}}poveternostnou odolnosťou).
