---
title: "Jak czytać tabele składu chemicznego i właściwości…"
description: "Zobacz, jak normy, postać wyrobu, grubość, obróbka i kierunek badania wpływają na skład chemiczny stali oraz tabele właściwości mechanicznych."
canonical: https://steelequivalents.com/pl/wiki/karta-materia%C5%82owa/jak-czyta%C4%87-tabele-sk%C5%82adu-chemicznego-i-w%C5%82a%C5%9Bciwo%C5%9Bci-mechanicznych-stali
language: pl
robots: index, follow
og_type: article
type: wiki-article
language_alternates:
  en: https://steelequivalents.com/wiki/reading-a-datasheet/chemical-composition-and-mechanical-property-tables.md
  cs: https://steelequivalents.com/cs/wiki/materiálový-list/jak-číst-tabulky-chemického-složení-a-mechanických-vlastností-oceli.md
  de: https://steelequivalents.com/de/wiki/werkstoffdatenblatt-lesen/so-lesen-sie-tabellen-zur-chemischen-zusammensetzung-und-zu-mechanischen-eigenschaften-von-stahl.md
  es: https://steelequivalents.com/es/wiki/leer-una-ficha-técnica/cómo-leer-las-tablas-de-composición-química-y-propiedades-mecánicas-del-acero.md
  fr: https://steelequivalents.com/fr/wiki/lire-une-fiche-technique/comment-lire-les-tableaux-de-composition-chimique-et-de-propriétés-mécaniques-de-l-acier.md
  hu: https://steelequivalents.com/hu/wiki/anyagadatlap/az-acél-kémiai-összetételére-és-mechanikai-tulajdonságaira-vonatkozó-táblázatok-olvasása.md
  it: https://steelequivalents.com/it/wiki/leggere-una-scheda-tecnica/come-leggere-le-tabelle-della-composizione-chimica-e-delle-proprietà-meccaniche-dell-acciaio.md
  nl: https://steelequivalents.com/nl/wiki/materiaaldatablad/hoe-u-tabellen-met-de-chemische-samenstelling-en-mechanische-eigenschappen-van-staal-leest.md
  pl: https://steelequivalents.com/pl/wiki/karta-materia%C5%82owa/jak-czyta%C4%87-tabele-sk%C5%82adu-chemicznego-i-w%C5%82a%C5%9Bciwo%C5%9Bci-mechanicznych-stali.md
  pt: https://steelequivalents.com/pt/wiki/ler-uma-ficha-técnica/como-ler-as-tabelas-de-composição-química-e-propriedades-mecânicas-do-aço.md
  ru: https://steelequivalents.com/ru/вики/характеристики-стали/как-читать-таблицы-химического-состава-и-механических-свойств-стали.md
  tr: https://steelequivalents.com/tr/wiki/teknik-veri-sayfası/çelik-kimyasal-bileşim-ve-mekanik-özellik-tabloları-nasıl-okunur.md
  zh: https://steelequivalents.com/zh/维基/如何读懂材料数据表/如何解读钢材化学成分和机械性能表.md
  ja: https://steelequivalents.com/ja/ウィキ/鋼材データシートの読み方/鋼の化学成分および機械的性質の表の読み方.md
  ar: https://steelequivalents.com/ar/ويكي/قراءة-ورقة-البيانات/كيفية-قراءة-جداول-التركيب-الكيميائي-والخواص-الميكانيكية-للفولاذ.md
  ko: https://steelequivalents.com/ko/위키/강재-물성표-읽는-법/강철-화학-조성-및-기계적-특성-표-읽는-법.md
  pt-br: https://steelequivalents.com/pt-br/wiki/ler-uma-ficha-técnica/como-interpretar-tabelas-de-composição-química-e-propriedades-mecânicas-do-aço.md
  hi: https://steelequivalents.com/hi/विकी/डेटाशीट-कैसे-पढ़ें/स्टील-की-रासायनिक-संरचना-और-यांत्रिक-गुणों-की-तालिकाएँ-कैसे-पढ़ें.md
content_hash: sha256:ecca8c5043fedbaaffbcaaa580d8b3e3b42dbad5e665c41822c71f64f44385c9
generated: 2026-09-26
---

> **Machine-readable Markdown rendering.** This is a Markdown representation of a web page,
> served for AI agents and crawlers as a token-efficient alternative to the full HTML.
> Full interactive HTML version: https://steelequivalents.com/pl/wiki/karta-materia%C5%82owa/jak-czyta%C4%87-tabele-sk%C5%82adu-chemicznego-i-w%C5%82a%C5%9Bciwo%C5%9Bci-mechanicznych-stali
> Canonical URL: https://steelequivalents.com/pl/wiki/karta-materia%C5%82owa/jak-czyta%C4%87-tabele-sk%C5%82adu-chemicznego-i-w%C5%82a%C5%9Bciwo%C5%9Bci-mechanicznych-stali
> Available languages: en, cs, de, es, fr, hu, it, nl, pl, pt, ru, tr, zh, ja, ar, ko, pt-br, hi
> Change detection: `content_hash` is the SHA-256 of this document's Markdown body — everything
> below this block, whitespace-trimmed, excluding the front-matter. Compare it to detect a real
> content change; `generated` moves on every render and is not a change signal.

![Jak czytać tabele składu chemicznego i właściwości mechanicznych stali](/images/uploads/a1fe8e10-605f-4680-a961-28160d5ca8f3/wiki-hero-a-steel-property-table-connected-to-the-specification-factors-that-give-each-val-1920x823.jpg)

Jak czytać kartę materiałową

# Jak czytać tabele składu chemicznego i właściwości mechanicznych stali

Zobacz, jak normy, postać wyrobu, grubość, obróbka i kierunek badania wpływają na skład chemiczny stali oraz tabele właściwości mechanicznych.

![Portret Andersa Bergströma, reportera branży stalowej](/images/uploads/a7d8e5bc-7cdf-409b-913b-211e63e8c441/anders-bergstr-m-1920x1920.jpg)

 **[Anders Bergström](/pl/aktualnosci/autor/anders-bergstrom "Anders Bergström")** Jak czytać kartę materiałową 60+ min czytania Zaktualizowano 14 sie 2026 Zweryfikowano naukowo

  Na tej stronieNa tej stronie

- [Jak czytać tabelę składu chemicznego i właściwości mechanicznych stali](/pl/wiki/karta-materia%C5%82owa/jak-czyta%C4%87-tabele-sk%C5%82adu-chemicznego-i-w%C5%82a%C5%9Bciwo%C5%9Bci-mechanicznych-stali#jak-czytać-tabelę-składu-chemicznego-i-właściwości-mechanicznych-stali "Jak czytać tabelę składu chemicznego i właściwości mechanicznych stali")
- [System oznaczeń stali i norm](/pl/wiki/karta-materia%C5%82owa/jak-czyta%C4%87-tabele-sk%C5%82adu-chemicznego-i-w%C5%82a%C5%9Bciwo%C5%9Bci-mechanicznych-stali#system-oznaczeń-stali-i-norm "System oznaczeń stali i norm")
- [Tabele składu chemicznego: pierwiastki i ich funkcje](/pl/wiki/karta-materia%C5%82owa/jak-czyta%C4%87-tabele-sk%C5%82adu-chemicznego-i-w%C5%82a%C5%9Bciwo%C5%9Bci-mechanicznych-stali#tabele-składu-chemicznego-pierwiastki-i-ich-funkcje "Tabele składu chemicznego: pierwiastki i ich funkcje")
- [Dlaczego sam skład chemiczny nie określa właściwości mechanicznych](/pl/wiki/karta-materia%C5%82owa/jak-czyta%C4%87-tabele-sk%C5%82adu-chemicznego-i-w%C5%82a%C5%9Bciwo%C5%9Bci-mechanicznych-stali#dlaczego-sam-skład-chemiczny-nie-określa-właściwości-mechanicznych "Dlaczego sam skład chemiczny nie określa właściwości mechanicznych")
- [Tabele właściwości mechanicznych: znaczenie poszczególnych kolumn](/pl/wiki/karta-materia%C5%82owa/jak-czyta%C4%87-tabele-sk%C5%82adu-chemicznego-i-w%C5%82a%C5%9Bciwo%C5%9Bci-mechanicznych-stali#tabele-właściwości-mechanicznych-znaczenie-poszczególnych-kolumn "Tabele właściwości mechanicznych: znaczenie poszczególnych kolumn")
- [Wielkość przekroju, grubość, postać wyrobu i kierunek badania](/pl/wiki/karta-materia%C5%82owa/jak-czyta%C4%87-tabele-sk%C5%82adu-chemicznego-i-w%C5%82a%C5%9Bciwo%C5%9Bci-mechanicznych-stali#wielkość-przekroju-grubość-postać-wyrobu-i-kierunek-badania "Wielkość przekroju, grubość, postać wyrobu i kierunek badania")
- [Stale węglowe i stopowe w tabelach porównawczych](/pl/wiki/karta-materia%C5%82owa/jak-czyta%C4%87-tabele-sk%C5%82adu-chemicznego-i-w%C5%82a%C5%9Bciwo%C5%9Bci-mechanicznych-stali#stale-węglowe-i-stopowe-w-tabelach-porównawczych "Stale węglowe i stopowe w tabelach porównawczych")
- [Tabele składu i właściwości stali nierdzewnych](/pl/wiki/karta-materia%C5%82owa/jak-czyta%C4%87-tabele-sk%C5%82adu-chemicznego-i-w%C5%82a%C5%9Bciwo%C5%9Bci-mechanicznych-stali#tabele-składu-i-właściwości-stali-nierdzewnych "Tabele składu i właściwości stali nierdzewnych")
- [Tabele stali konstrukcyjnych i wartości obliczeniowe](/pl/wiki/karta-materia%C5%82owa/jak-czyta%C4%87-tabele-sk%C5%82adu-chemicznego-i-w%C5%82a%C5%9Bciwo%C5%9Bci-mechanicznych-stali#tabele-stali-konstrukcyjnych-i-wartości-obliczeniowe "Tabele stali konstrukcyjnych i wartości obliczeniowe")
- [ASTM A400 jako model doboru i interpretacji](/pl/wiki/karta-materia%C5%82owa/jak-czyta%C4%87-tabele-sk%C5%82adu-chemicznego-i-w%C5%82a%C5%9Bciwo%C5%9Bci-mechanicznych-stali#astm-a400-jako-model-doboru-i-interpretacji "ASTM A400 jako model doboru i interpretacji")
- [Jak porównywać gatunki według systemów ASTM, EN i innych](/pl/wiki/karta-materia%C5%82owa/jak-czyta%C4%87-tabele-sk%C5%82adu-chemicznego-i-w%C5%82a%C5%9Bciwo%C5%9Bci-mechanicznych-stali#jak-porównywać-gatunki-według-systemów-astm-en-i-innych "Jak porównywać gatunki według systemów ASTM, EN i innych")
- [Badania, pobieranie próbek i znaczenie raportowanej wartości](/pl/wiki/karta-materia%C5%82owa/jak-czyta%C4%87-tabele-sk%C5%82adu-chemicznego-i-w%C5%82a%C5%9Bciwo%C5%9Bci-mechanicznych-stali#badania-pobieranie-próbek-i-znaczenie-raportowanej-wartości "Badania, pobieranie próbek i znaczenie raportowanej wartości")
- [Typowe błędy w tabelach właściwości stali](/pl/wiki/karta-materia%C5%82owa/jak-czyta%C4%87-tabele-sk%C5%82adu-chemicznego-i-w%C5%82a%C5%9Bciwo%C5%9Bci-mechanicznych-stali#typowe-błędy-w-tabelach-właściwości-stali "Typowe błędy w tabelach właściwości stali")
- [Szablon wiki-referencyjnej dla wiarygodnych tabel stali](/pl/wiki/karta-materia%C5%82owa/jak-czyta%C4%87-tabele-sk%C5%82adu-chemicznego-i-w%C5%82a%C5%9Bciwo%C5%9Bci-mechanicznych-stali#szablon-wiki-referencyjnej-dla-wiarygodnych-tabel-stali "Szablon wiki-referencyjnej dla wiarygodnych tabel stali")

## Jak czytać tabelę składu chemicznego i właściwości mechanicznych stali

Tabela stali stanowi materiał referencyjny, a nie specyfikację. Jej wiersze zawierają w skróconej formie informacje, które zwykle należą do normy wyrobu, zakresu wymiarowego, technologii wytwarzania, stanu obróbki cieplnej oraz metody badań. Oznaczenie takie jak **AISI 4140**, **304** lub **S355** identyfikuje rodzinę albo gatunek stali, lecz samo w sobie nie określa wszystkich limitów składu chemicznego ani wymagań mechanicznych mających zastosowanie do dostarczonego wyrobu.

Przykłady pokazujące, dlaczego oznaczenie należy odczytywać łącznie z obowiązującą normą wyrobu.
| Oznaczenie lub norma | Zakres wyrobu | Dlaczego zakres ma znaczenie |
|---|---|---|
| ASTM A240 | Blachy, arkusze i taśmy ze stali nierdzewnej chromowej oraz chromowo-niklowej | Wymagania dotyczące składu chemicznego, właściwości mechanicznych, wymiarów i badań właściwe dla danego wyrobu |
| ASTM A276 | Pręty i kształtowniki ze stali nierdzewnej | Wymagania nie są automatycznie identyczne z wymaganiami A240 |
| S355 | Europejskie oznaczenie stali konstrukcyjnej | Obowiązująca norma EN dotycząca wyrobu określa wymagania dla tego wyrobu |

Najpierw należy ustalić obowiązujący dokument. **ASTM A240** obejmuje blachy, arkusze i taśmy ze stali nierdzewnej chromowej oraz chromowo-niklowej, przeznaczone do zbiorników ciśnieniowych i zastosowań ogólnych; **ASTM A276** obejmuje pręty i kształtowniki ze stali nierdzewnej. Obie normy mogą zawierać gatunki oznaczone jako **304**, jednak postać wyrobu, dopuszczalny stan wytwarzania, zasady dotyczące wymiarów oraz wymagania dotyczące badań nie są identyczne. Podobnie **S355** określona w europejskiej normie dotyczącej wyrobów konstrukcyjnych nie jest niezależną, oderwaną od kontekstu identyfikacją materiału. Właściwa norma EN dotycząca wyrobu określa wymagania dla blach, kształtowników, kształtowników zamkniętych lub innych postaci wyrobu.

#### Nie używaj wiersza bez określonego zakresu do oceny zgodności

Przed uznaniem wpisu w tabeli za wymaganie certyfikowane należy potwierdzić obowiązującą normę, postać wyrobu, stan dostawy, grubość lub rozmiar przekroju, kierunek badania, jednostki, metodę badania i kryteria akceptacji.

#### Minimalny zakres pól

- **Norma** Podaj obowiązujący dokument i jego wydanie.
- **Postać wyrobu** Określ, czy jest to blacha, arkusz, taśma, pręt, kształtownik, rura, odkuwka czy inna postać.
- **Stan** Podaj, czy materiał jest wyżarzony, normalizowany, hartowany i odpuszczany, wyżarzany przesyłająco, przerabiany na zimno czy dostarczany w innym stanie.
- **Rozmiar** Zapisz grubość, średnicę, grubość ścianki lub zakres przekroju.
- **Podstawa badania** Uwzględnij jednostki, kierunek, temperaturę, metodę i kryteria akceptacji.

Użyteczna tabela wymaga zatem jasno określonego zakresu. Powinna wskazywać normę, oznaczenie gatunku, postać wyrobu, stan dostawy, grubość lub wymiar przekroju, jednostki, kierunek badania oraz kryteria odbioru. Bez tych informacji wiersz może służyć do wstępnego porównania, lecz nie może stanowić podstawy do potwierdzenia zgodności.

![Jak czytać tabele składu chemicznego i właściwości mechanicznych stali](/images/uploads/b5e8dbb0-3d26-4858-8a4a-41e9ed557021/wiki-inline-a-steel-grade-row-branching-into-product-form-processing-condition-section-size-1920x1094.jpg)[](/images/uploads/b5e8dbb0-3d26-4858-8a4a-41e9ed557021/wiki-inline-a-steel-grade-row-branching-into-product-form-processing-condition-section-size-1920x1094.avif "Powiększ obraz — Jak czytać tabele składu chemicznego i właściwości mechanicznych stali")A grade row represents a defined slice of a specification system.

### Co faktycznie przedstawia wiersz dotyczący gatunku

Wiersz dotyczący gatunku przedstawia jeden określony fragment systemu specyfikacji. Co najmniej łączy oznaczenie z wymaganiami dotyczącymi składu chemicznego oraz jednym lub większą liczbą wymagań dotyczących właściwości. Dobra tabela może również wskazywać, czy wartości odnoszą się do pręta walcowanego na gorąco, blachy normalizowanej, stali stopowej ulepszanej cieplnie, stali nierdzewnej przesyconej lub innego stanu.

ASTM A400 łączy dobór prętów stalowych z gatunkiem, składem chemicznym, stanem przetworzenia, rozmiarem przekroju i wymaganą minimalną granicą plastyczności. Strong evidence

 \[1\] \[1\] [**Standard Practice for Steel Bars, Selection Guide, Composition, and Mechanical Properties**](https://store.astm.org/a0400-69r12.html). ASTM International. ASTM standard.ASTM A400, **Standard Practice for Steel Bars, Selection Guide, Composition, and Mechanical Properties**, wyjątkowo jasno przedstawia tę kwestię. Jej wytyczne tabelaryczne wiążą dobór prętów stalowych z gatunkiem, składem chemicznym, stanem przeróbki, wymiarem przekroju oraz wymaganą minimalną granicą plastyczności. Wiersz nie przedstawia zatem po prostu „właściwości stali 4140”. Jest to wytyczna dotycząca określonego kontekstu wyrobu prętowego, w którym wytrzymałość zależy od sposobu przetworzenia stali oraz od wielkości przekroju.

Stan dostawy zmienia sposób interpretacji obowiązujących wymagań dotyczących właściwości mechanicznych.
| Postać wyrobu | Możliwy stan | Właściwości, na które ma wpływ |
|---|---|---|
| Blacha | Normalizowana | Twardość, wytrzymałość, plastyczność i udarność |
| Blacha | Normalizowana i odpuszczana | Równowaga między wytrzymałością a udarnością |
| Blacha | Hartowana i odpuszczana | Twardość, granica plastyczności, wytrzymałość na rozciąganie i plastyczność |
| Pręt | Wyżarzony lub ciągniony na zimno | Twardość, wytrzymałość i plastyczność |

To samo oznaczenie może wiązać się z innymi wymaganiami w innej specyfikacji wyrobu. Blacha może być dostarczana w stanie normalizowanym, normalizowanym i odpuszczonym albo hartowanym i odpuszczonym. Pręt może być wyżarzony lub ciągniony na zimno. Stany te zmieniają twardość, granicę plastyczności, wytrzymałość na rozciąganie oraz ciągliwość, nawet jeśli skład chemiczny wytopu mieści się w tych samych limitach gatunkowych.

Wymiary również stanowią część identyfikacji wymagania. W przypadku stali konstrukcyjnych minimalna granica plastyczności przy większych grubościach jest zazwyczaj niższa, ponieważ szybkość chłodzenia i warunki przemian różnią się w przekroju. Eurocode 3, **EN 1993-1-1 Section 3.2.6**, podaje projektowe właściwości materiałów dla gatunków **S235, [S275](/pl/materiały/gost/s275 " — skład, odpowiedniki i normy"), S355, S420, S450 i S460**, lecz wartości te są danymi projektowymi powiązanymi z zasadami Eurocode oraz z postanowieniami dotyczącymi grubości. Nie należy kopiować ich do tabeli ogólnego przeznaczenia i przedstawiać jako uniwersalnych wyników próby rozciągania.

Kierunek badania stanowi kolejną granicę zakresu. Walcowana blacha może wykazywać różną wytrzymałość, wydłużenie, przewężenie oraz udarność w kierunku poprzecznym i wzdłużnym względem kierunku walcowania. Wiersz dotyczący właściwości mechanicznych, w którym pominięto kierunek, może ukrywać wymaganie obowiązujące wyłącznie w kierunku wzdłużnym albo wyłącznie w kierunku poprzecznym. Znaczenie może mieć również temperatura, zwłaszcza w przypadku energii uderzenia.

Normy ASTM obejmują właściwości chemiczne, mechaniczne, metalurgiczne i inne właściwości stali węglowych, konstrukcyjnych, nierdzewnych, ferrytycznych, austenitycznych i stopowych. Tak szeroki zakres ostrzega przed traktowaniem krótkiego oznaczenia gatunku jako pełnej definicji materiału.

### Limity składu chemicznego a wyniki analiz

Analiza wytopowa **Analiza wytopowa** Analiza chemiczna mająca przedstawiać skład określonego wytopu lub kadzi stali.

Tabele składu chemicznego zwykle przedstawiają limity, a nie gwarantowany skład. Specyfikacja może na przykład określać maksymalną zawartość węgla na poziomie **0,08%**, maksymalną zawartość manganu na poziomie **2,00%** albo zawartość chromu w określonym przedziale minimalnym i maksymalnym. Są to granice odbioru, zazwyczaj podawane w procentach masowych. Nie oznaczają, że każdy wytop zawiera wartość środkową danego zakresu.

Świadectwo odbioru materiału może podawać analizę wytopu, na przykład: węgiel **0,045%**, mangan **1,52%** i chrom **18,20%**. Wartości te opisują zbadany wytop, z uwzględnieniem zasad pobierania próbek i analizy określonych w normie. Nie zastępują one limitów specyfikacji. Z drugiej strony tabela poglądowa może podawać zawartość węgla **0,20%** dla gatunku, którego dopuszczalny zakres wynosi **0,17–0,23%**. Ta pojedyncza liczba jest przydatna orientacyjnie, lecz nie może służyć do określenia zgodności.

Rozróżnienie to nabiera szczególnego znaczenia w przypadku pierwiastków stopowych i resztkowych. Fosfor i siarka mogą podlegać limitom maksymalnym; krzem i mangan mogą mieć określone zakresy; zawartość azotu, miedzi, niobu, tytanu lub innych pierwiastków może być kontrolowana w zależności od gatunku i normy wyrobu. Tabela porównawcza, w której zaokrąglono wartości, połączono różne wydania norm lub pominięto pierwiastki opcjonalne, może stworzyć fałszywe wrażenie równoważności.

SSINA publikuje na przykład tabele składu w procentach masowych oraz określonych właściwości mechanicznych austenitycznych gatunków stali nierdzewnej objętych specyfikacjami wyrobów ASTM. Tabela taka jest użyteczna tylko wtedy, gdy zachowane zostaną przywołana specyfikacja ASTM oraz postać wyrobu. **Nickel Institute** podobnie oddziela w formie tabelarycznej skład chemiczny, właściwości mechaniczne, właściwości fizyczne oraz specyfikacje. Zachowanie rozdziału tych klas właściwości zapobiega pomyleniu wartości składu chemicznego z gwarancją parametrów użytkowych.

Tabele porównawcze wymagają dodatkowej ostrożności. **Handbook of Comparative World Steel Standards** zawiera oddzielne tabele składów chemicznych i właściwości mechanicznych dla międzynarodowych systemów oznaczeń. Takie rozdzielenie jest uzasadnione: podobne nazwy lub przybliżone składy nie dowodzą, że dwa gatunki mają identyczne zasady przeróbki, wymagania dotyczące udarności, wymagania dotyczące czystości lub minimalne właściwości mechaniczne. Określenie „równoważny” powinno oznaczać równoważność dla określonego zastosowania i według określonej normy, a nie jedynie podobieństwo w kolumnie składu chemicznego.

### Właściwości określone wymaganiami a właściwości typowe

Właściwość określona wymaganiem jest wymogiem umownym lub wynikającym z normy. Jeżeli specyfikacja wyrobu wymaga minimalnej granicy plastyczności **355 MPa**, zbadana wartość poniżej tego progu oznacza niespełnienie wymagania, chyba że norma przewiduje uzasadniony wyjątek lub procedurę ponownego badania. Jeżeli określono maksymalną twardość, analogiczne znaczenie ma podana wartość przekraczająca ten limit.

Wartość typowa jest informacją reprezentatywną i nie zastępuje określonej wartości minimalnej ani maksymalnej. Strong evidence

Właściwość typowa jest czymś innym. Jest to wartość zaobserwowana, reprezentatywna lub często publikowana, zwykle związana z określoną obróbką cieplną i orientacją próbki. Typowa wytrzymałość na rozciąganie w danym stanie może wynosić **700 MPa**, podczas gdy specyfikacja określa jedynie wartość minimalną **655 MPa**. Wartość typowa pomaga inżynierom oszacować zachowanie materiału; nie podnosi jednak wymagania minimalnego do 700 MPa. \[2\] \[2\] [**Mechanical Properties of Carbon and Alloy Steels**](https://dl.asminternational.org/handbooks/edited-volume/49/chapter-abstract/613530/Mechanical-Properties-of-Carbon-and-Alloy-Steels). ASM International. ASM Metals Handbook.

Różnica ta ma zasadnicze znaczenie, ponieważ wytrzymałość nie zależy wyłącznie od składu chemicznego. ASM International stwierdza, że właściwości stali węglowych i stopowych wynikają ze łącznego oddziaływania składu chemicznego, procesu wytwarzania oraz mikrostruktury. Szybkość hartowania, temperatura odpuszczania, wielkość ziarna, wcześniejsze odkształcenie oraz grubość przekroju mogą zmieniać twardość, udarność, granicę plastyczności i wydłużenie w obrębie tego samego gatunku pod względem składu chemicznego.

Etykiety zapobiegające traktowaniu nieporównywalnych wartości jako zamiennych.
| Etykieta | Znaczenie |
|---|---|
| Maksimum | Górna granica akceptacji |
| Minimum | Dolna granica akceptacji |
| Zakres | Dolna i górna dopuszczalna granica |
| Typowa | Wartość reprezentatywna lub często obserwowana |
| Nominalna | Wartość oznaczenia lub docelowa |
| Wartość projektowa | Wartość przypisana w ramach systemu przepisów projektowych |
| Zgłoszona analiza | Zmierzony skład chemiczny określonej próbki |

\[3\] \[3\] [**General Content and Format of ASTM Standard Specifications for Steel Products**](https://www.aisc.org/aisc/solutions-center/engineering-faqs/10-general-content-and-format-of-astm-standard-specifications-for-steel-products/). American Institute of Steel Construction. AISC Engineering FAQ.Tabela powinna jednoznacznie oznaczać każdą wartość jako: **maksymalną**, **minimalną**, **zakres**, **typową**, **nominalną**, **projektową** lub **wynik analizy**. W stosownych przypadkach powinna również wskazywać normę badania, miejsce pobrania próbki, orientację, temperaturę oraz stan dostawy. W odniesieniu do kształtowników konstrukcyjnych i blach American Institute of Steel Construction zauważa, że specyfikacje wyrobów ASTM zazwyczaj zawierają zarówno wymagania dotyczące składu chemicznego, jak i właściwości mechanicznych; żadna z tych kategorii nie może bezpiecznie zastępować drugiej.

Zasada redakcyjna jest prosta: nigdy nie traktuj skopiowanej tabeli jako zamiennika właściwej normy. Używaj tabeli do zlokalizowania gatunku i zrozumienia zmiennych. Następnie przed określeniem zgodności lub właściwości projektowych zweryfikuj obowiązującą specyfikację, postać wyrobu, stan materiału, wymiary, wydanie normy oraz wymagania dotyczące badań.

## System oznaczeń stali i norm

### Logika oznaczeń ASTM i ASME

Oznaczenie stali nie stanowi pełnej identyfikacji materiału. Jest adresem w ramach określonego systemu norm. ASTM A36 oznacza na przykład specyfikację dotyczącą węglowej stali konstrukcyjnej, lecz specyfikacja reguluje więcej niż samą nazwę: określa dopuszczalne postacie wyrobów, ograniczenia składu chemicznego, wymagania dotyczące wytrzymałości na rozciąganie i granicy plastyczności, metody badań, warunki dostawy, a niekiedy także wymagania dodatkowe. ASTM A572/A572M Grade 50 odnosi się do niskostopowej stali konstrukcyjnej o podwyższonej wytrzymałości i określonej minimalnej granicy plastyczności, jednak obowiązujące ograniczenia i postanowienia dotyczące badań nadal zależą od wyrobu objętego daną specyfikacją.

System ASTM zasadniczo łączy literę, numer seryjny oraz, w razie potrzeby, oznaczenie gatunku, typu, klasy lub wymagania dodatkowego. Litera wskazuje ogólny przedmiot normy: „A” obejmuje materiały żelazne, natomiast numer identyfikuje konkretną specyfikację. „A36” i „A572” nie są zatem dwiema uniwersalnymi recepturami chemicznymi. Są to oznaczenia specyfikacji. „Grade 50” wyraża klasę wytrzymałości w ramach A572/A572M, a nie samodzielny gatunek, który można bez zmian zastosować do każdego wyrobu stalowego.

Rozróżnienie to staje się jasne w ASTM A400, *Standard Practice for Steel Bars, Selection Guide, Composition, and Mechanical Properties*. Jej tabele wiążą gatunki prętów ze składem chemicznym, stanem przeróbki, wymiarem przekroju oraz wymaganą minimalną granicą plastyczności. Taki układ ostrzega przed odczytywaniem pojedynczego wiersza jako kompletnego wymagania zakupowego lub projektowego. Stop typu 4140 w stanie walcowanym na gorąco, normalizowanym, ulepszonym cieplnie lub wykończonym na zimno może wykazywać zasadniczo różną wytrzymałość, twardość i ciągliwość. Po obróbce cieplnej większe przekroje mogą również nie osiągać takich samych właściwości w całym przekroju jak przekroje mniejsze.

Normy ASTM dotyczące stali obejmują stale węglowe, konstrukcyjne, nierdzewne, ferrytyczne, austenityczne i stopowe oraz mogą określać chemiczne, mechaniczne, metalurgiczne i inne właściwości materiału. AISC wyjaśnia, że specyfikacje stali konstrukcyjnej dotyczące kształtowników i blach zasadniczo zawierają zarówno wymagania dotyczące składu, jak i właściwości mechanicznych. Żadna z tych tabel nie zastępuje drugiej. Skład chemiczny określa, jakie dodatki stopowe i pierwiastki resztkowe są dopuszczalne, natomiast wymagania mechaniczne ustalają, jakie właściwości dostarczony wyrób musi osiągnąć w badaniach.

Oznaczenia ASME często ujawniają drugi poziom kontroli. W ASME Boiler and Pressure Vessel Code specyfikacja ASTM może występować z prefiksem „SA”, na przykład SA-516/SA-516M dla blach przeznaczonych na zbiorniki ciśnieniowe, zamiast A516/A516M. Prefiks ten sygnalizuje akceptację w ramach systemu norm ASME, lecz nie eliminuje znaczenia przywołanej specyfikacji, jej wydania, postaci wyrobu, gatunku, obróbki cieplnej ani wymagań dodatkowych. Wersje metryczne i zwyczajowe mogą również zawierać odrębne wymagania lub zasady zamawiania. „SA-516 Grade 70” nie jest zatem niezależnym oznaczeniem, które można zastąpić dowolną blachą określoną jako „A516 Grade 70” bez sprawdzenia obowiązującego kodeksu i jego wydania.

Uproszczenie polegające na bezpośrednim przejściu od składu chemicznego do właściwości nie sprawdza się również z punktu widzenia metalurgii. ASM International stwierdza, że właściwości stali węglowych i stopowych wynikają ze łącznego wpływu składu, przeróbki i mikrostruktury. Zawartość węgla, manganu, chromu, niklu, molibdenu i boru wpływa na hartowność i przemiany fazowe, lecz stopień gniotu podczas walcowania, szybkość chłodzenia, odpuszczanie, wielkość ziarna i grubość przekroju zmieniają powstającą strukturę. Tabela składu może wykazać, czy wytop mieści się w określonych granicach. Sama w sobie nie może jednak potwierdzić granicy plastyczności, udarności, twardości ani spawalności.

### Europejskie oznaczenia, takie jak S235 i S355

Europejskie oznaczenia konstrukcyjne kodują inny zestaw informacji. W systemie EN litera „S” w oznaczeniach S235 i S355 identyfikuje stal konstrukcyjną, natomiast liczba wskazuje nominalną minimalną granicę plastyczności w megapaskalach dla określonego wyrobu i zakresu grubości. Liczba ta nie jest kodem równoważności chemicznej. S355 nie oznacza, że każdy wyrób oznaczony jako S355 ma jeden stały skład w zakresie zawartości węgla, manganu, krzemu lub pierwiastków stopowych.

Znaczenie ma również przyrostek. W normach wyrobu z serii EN 10025 oznaczenia takie jak S235JR, S355J2 i S355K2 obejmują kategorie udarności. „JR”, „J0”, „J2” i „K2” odpowiadają różnym wymaganiom dotyczącym udarności oznaczanej próbą Charpy’ego z karbem V oraz temperaturom badań. „N” lub „NL” może identyfikować klasy dostawy w stanie normalizowanym lub walcowanym normalizująco w odpowiednich normach wyrobu. Oznaczenie pozbawione pełnego przyrostka może pomijać informacje mające wpływ na zachowanie w niskiej temperaturze i stan przeróbki.

Grubość również zmienia znaczenie podanej wytrzymałości. Wymagania EN często przypisują różne minimalne wartości granicy plastyczności poszczególnym przedziałom grubości, dlatego wartość 355 MPa związana z S355 nie musi być wymaganą granicą plastyczności dla każdej grubości blachy lub każdego kształtownika. Normy wyrobu, takie jak EN 10025-2, regulują zasady dotyczące walcowanych na gorąco niestopowych stali konstrukcyjnych, podczas gdy inne normy EN dotyczą przekrojów zamkniętych, odkuwek, elementów złącznych lub wyrobów ze stali nierdzewnej. Norma wyrobu stanowi część identyfikacji materiału.

SteelConstruction.info odróżnia europejski system oznaczania stali konstrukcyjnej od norm regulujących skład chemiczny i właściwości mechaniczne. Eurocode 3 wprowadza następnie projektowe właściwości materiałów za pośrednictwem EN 1993-1-1, Section 3.2.6. Jego tabela obejmuje S235, S275, S355, S420, S450 i S460, lecz są to wartości projektowe związane z systemem Eurocode, a nie zamiennik świadectwa hutniczego ani właściwej normy EN wyrobu. Tabela projektowa i tabela odbioru materiału odpowiadają na różne pytania. \[4\] \[4\] [**Composition and Properties**](https://www.ssina.com/education/technical-resources/composition-properties/). Specialty Steel Industry of North America. SSINA technical resources.

Oznaczenia stali nierdzewnych ukazują tę samą zasadę z innej perspektywy. „304” może odnosić się do oznaczenia rodziny stosowanego w różnych systemach, podczas gdy ASTM A240 Type 304 dotyczy blach, arkuszy i taśm oraz obejmuje wymagania właściwe dla danego wyrobu. SSINA przedstawia zarówno ograniczenia składu wyrażone w procentach masowych, jak i określone właściwości mechaniczne dla austenitycznych gatunków stali nierdzewnych objętych specyfikacjami wyrobów ASTM. Wiersz dotyczący składu chemicznego i wiersz dotyczący wytrzymałości na rozciąganie należy odczytywać łącznie, z uwzględnieniem postaci wyrobu i jego stanu.

### Twierdzenia o równoważności krajowej i międzynarodowej

Tabele porównawcze są przydatne do wyszukiwania gatunków powiązanych. Nie stanowią jednak świadectw zamienności. *Handbook of Comparative World Steel Standards* oddziela porównania składów chemicznych od porównań właściwości mechanicznych w ramach międzynarodowych systemów oznaczeń. Rozdzielenie to ma zasadnicze znaczenie: dwa gatunki mogą mieć podobne zakresy zawartości węgla, chromu, niklu lub molibdenu, a jednocześnie różnić się granicą plastyczności, wymaganiami dotyczącymi badań udarności, obróbką cieplną, ograniczeniami wymiarowymi lub zasadami kontroli.

Tabela zestawiająca ASTM A36 z EN S235JR może wskazywać praktyczne pokrewieństwo rodzin oparte na nominalnym poziomie wytrzymałości i powszechnym zastosowaniu konstrukcyjnym. Nie dowodzi jednak, że każdy wyrób A36 spełnia każde wymaganie S235JR ani że którykolwiek z tych gatunków spełnia wymagania drugiego w zakresie udarności, grubości, składu chemicznego lub warunków dostawy. Ta sama ostrożność dotyczy ASTM A572 Grade 50 i S355. Ich nominalne poziomy wytrzymałości są powiązane, lecz numery gatunków nie potwierdzają zgodności pod względem spawalności, udarności, ograniczeń grubości ani wymagań dotyczących certyfikacji.

Tabele Nickel Institute z tego powodu umieszczają skład chemiczny, właściwości mechaniczne, właściwości fizyczne i specyfikacje w odrębnych kategoriach. Reprezentatywne porównania zawartości węgla, chromu, manganu, molibdenu, niklu, fosforu, siarki i krzemu publikowane przez Engineering ToolBox mogą pomóc w identyfikacji szerokich rodzin stopów, lecz wartości reprezentatywne nie są wiążącymi ograniczeniami specyfikacji. Podobną funkcję referencyjną pełnią podręcznik stali nierdzewnych Outokumpu, tabele SSINA oraz praktyczne dane Metallus.

Pola wymagane przed porównaniem między normami, aby mogło ono stanowić podstawę oceny możliwości zastąpienia materiału.
| Pole porównania | Dlaczego jest wymagane |
|---|---|
| Obie normy i ich wydania | Systemy norm i ich zmiany mogą nakładać różne wymagania |
| Pełne oznaczenie | Przyrostki mogą wskazywać klasy udarności lub dostawy |
| Postać wyrobu | Normy dotyczące blach, prętów, arkuszy, rur, odkuwek i kształtowników różnią się |
| Grubość lub rozmiar przekroju | Właściwości minimalne mogą zmieniać się wraz z wymiarami |
| Stan dostawy | Obróbka cieplna i przeróbka na zimno zmieniają właściwości |
| Kierunek i temperatura | Wyniki badań mechanicznych i udarności zależą od orientacji oraz temperatury badania |

Rzetelne twierdzenie o równoważności musi wskazywać obie normy, pełne oznaczenie, postać wyrobu, grubość lub wymiar przekroju, stan dostawy, kierunek badania, wymagania temperaturowe oraz obowiązujące wydanie normy. Jeżeli którejkolwiek z tych informacji brakuje, słowo „równoważny” należy rozumieć jako „podobny do wstępnego porównania”, a nie jako zgodę na zastąpienie jednego materiału innym.

## Tabele składu chemicznego: pierwiastki i ich funkcje

Tabele składu chemicznego zwykle podają zawartość każdego pierwiastka jako procent masowy, najczęściej zapisywany jako wt.% lub po prostu %. Wartość taka jak C 0,20 oznacza, że węgiel stanowi 0,20% masy stali. Tabela może podawać wartość maksymalną, minimalną albo dopuszczalny zakres. To rozróżnienie ma znaczenie: „P 0,040 max” nie oznacza tego samego wymagania co „Mn 0,80–1,20”, a żadna z tych wartości nie identyfikuje stali niezależnie od normy wyrobu.

Tabele składu chemicznego i tabele właściwości mechanicznych odpowiadają na różne pytania. Tabele składu chemicznego określają, jakie pierwiastki mogą występować w wytopie; tabele właściwości mechanicznych podają wyniki, takie jak granica plastyczności, wytrzymałość na rozciąganie, wydłużenie, twardość lub energia udarności dla określonego wyrobu i warunków badania. ASTM A400, *Standard Practice for Steel Bars, Selection Guide, Composition, and Mechanical Properties*, łączy gatunek, skład chemiczny, stan przetworzenia, wielkość przekroju i wymaganą minimalną granicę plastyczności właśnie dlatego, że sam skład chemiczny nie pozwala ustalić gwarantowanych właściwości mechanicznych. ASM Metals Handbook również przypisuje właściwości stali węglowych i stopowych łącznemu wpływowi składu chemicznego, przetwarzania i mikrostruktury.

Engineering ToolBox przedstawia reprezentatywne porównania udziałów masowych dla gatunków stali, obejmujące węgiel, chrom, mangan, molibden, nikiel, fosfor, siarkę i krzem. Taka tabela jest przydatna do unaocznienia ogólnych różnic chemicznych, ale nie powinna zastępować właściwej specyfikacji wyrobu ASTM, EN, ISO lub innej. Tabele SSINA dotyczące austenitycznych stali nierdzewnych, *Outokumpu Stainless Steel Handbook* oraz *Practical Data for Metallurgists* firmy Metallus dostarczają danych bardziej ukierunkowanych na specyfikacje lub poszczególne gatunki, jednak ich ograniczenia nadal obowiązują w zakresie określonym przez każde ze źródeł.

### Węgiel, mangan, krzem, fosfor i siarka

Węgiel jest głównym międzywęzłowym pierwiastkiem umacniającym w zwykłych stalach węglowych i stopowych. Zwiększenie zawartości węgla na ogół podnosi twardość, wytrzymałość na rozciąganie oraz możliwą do uzyskania wytrzymałość po hartowaniu i odpuszczaniu. W pewnym stopniu zwiększa również hartowność, chociaż na głębokość hartowania silnie wpływają także pierwiastki stopowe i wielkość przekroju. Ceną za to jest zmniejszenie ciągliwości, gorsza spawalność i większa podatność na powstawanie kruchych struktur w strefie wpływu ciepła. W stalach nierdzewnych węgiel może łączyć się z chromem, tworząc węglik chromu, często przedstawiany za pomocą związków takich jak Cr23C6. Wydzielanie się węglików na granicach ziaren może obniżać lokalną odporność korozyjną poprzez tworzenie obszarów zubożonych w chrom.

Liczba w oznaczeniu gatunku może sugerować poziom zawartości węgla, ale nie stanowi uniwersalnego identyfikatora. AISI 1045, pręt ASTM A576 1045 oraz inny wyrób sprzedawany pod podobnym oznaczeniem 1045 mogą mieć różny dopuszczalny skład chemiczny, wymiary, obróbkę cieplną lub wymagania mechaniczne. Dokumentem nadrzędnym jest specyfikacja wyrobu, a nie skrócone oznaczenie gatunku.

Mangan umacnia ferryt poprzez oddziaływania roztworowe i łączy się z siarką, tworząc wtrącenia siarczku manganu. Ma to znaczenie w stalach węglowych, ponieważ mangan ogranicza szkodliwe działanie siarczku żelaza, który może powodować kruchość na gorąco. Mangan zwiększa również hartowność i może przyczyniać się do uzyskania większej wytrzymałości po obróbce cieplnej. Nadmierna lub niewłaściwie kontrolowana zawartość manganu może wpływać na udarność, segregację, spawalność i stabilność fazową. W wysok manganowych stalach austenitycznych jego rola jest większa: pomaga stabilizować austenit oraz może zmieniać przebieg przemian i zachowanie podczas odkształcania.

Krzem jest powszechnie dodawany jako odtleniacz podczas wytwarzania stali. Umacnia ferryt i może poprawiać odporność na utlenianie w wybranych zastosowaniach, jednak większa zawartość krzemu może obniżać udarność albo utrudniać spawanie i kształtowanie. Krzem ma również istotne znaczenie w stalach elektrotechnicznych, gdzie zwiększa rezystywność elektryczną i ogranicza straty wywołane prądami wirowymi. Ogólna tabela inżynierska może przedstawiać krzem jako składnik drugorzędny, podczas gdy określona specyfikacja może wymagać węższego zakresu ze względu na wymagania dotyczące przetwarzania, właściwości magnetycznych lub spawalności.

Fosfor jest zazwyczaj kontrolowany jako zanieczyszczenie. Może zwiększać wytrzymałość i twardość poprzez umocnienie roztworowe, jednak podwyższona zawartość fosforu na ogół zmniejsza ciągliwość i udarność oraz może sprzyjać kruchości, szczególnie w niekorzystnych warunkach cieplnych lub segregacyjnych. Siarka poprawia skrawalność poprzez tworzenie wtrąceń siarczkowych, zwłaszcza siarczku manganu, jednak wtrącenia te mogą obniżać ciągliwość poprzeczną, odporność zmęczeniową i udarność w kierunku grubości. Dlatego gatunki automatowe dopuszczają zawartość siarki, która byłaby ograniczana w wyrobach przeznaczonych do zbiorników ciśnieniowych, konstrukcji lub wymagających zastosowań spawanych. Tabela składu chemicznego odnotowuje dopuszczalną ilość; sama w sobie nie opisuje kształtu ani rozmieszczenia wtrąceń ani wynikających z tego właściwości mechanicznych.

### Chrom, nikiel, molibden i azot

Chrom zwiększa hartowność, sprzyja tworzeniu węglików oraz poprawia odporność na utlenianie i korozję wodną. Oznaczenia stali nierdzewnych wymagają wystarczającej zawartości chromu do utworzenia ochronnej, bogatej w chrom warstwy tlenkowej, jednak wymagana skuteczność zależy od czegoś więcej niż całkowita zawartość chromu. Znaczenie mają również węgiel, azot, molibden, stan powierzchni, historia spawania i środowisko pracy. Chrom może stabilizować ferryt, natomiast węgliki chromu lub fazy międzymetaliczne mogą usuwać chrom z otaczającej osnowy i obniżać odporność na korozję miejscową.

Nikiel stabilizuje austenit i na ogół poprawia udarność, szczególnie w niskiej temperaturze. W austenitycznych stalach nierdzewnych nikiel pomaga utrzymać austenityczną strukturę regularną ściennie centrowaną; w stalach stopowych przyczynia się do zwiększenia hartowności i udarności, nie wykazując takiej samej skłonności do tworzenia węglików jak chrom lub molibden. Zawartość niklu wpływa zatem na równowagę fazową, właściwości magnetyczne, przebieg przemian i odporność korozyjną. Znane określenie „18-8”, stosowane dla wielu austenitycznych stali nierdzewnych, wskazuje na przybliżoną rodzinę chromowo-niklową, ale nie zastępuje specyfikacji takiej jak ASTM A240 ani dokładnych limitów dla danego gatunku podanych przez SSINA lub Outokumpu.

Molibden zwiększa hartowność i poprawia odporność na odpuszczanie. W stalach nierdzewnych wyraźnie poprawia odporność na korozję wżerową i szczelinową, szczególnie w środowiskach zawierających chlorki. Wpływa również na powstawanie węglików i faz międzymetalicznych. Gatunku zawierającego molibden nie można uznawać za równoważny gatunkowi nominalnie podobnemu, lecz pozbawionemu tego pierwiastka, nawet jeśli właściwości na rozciąganie przedstawione w tabeli podręcznikowej są zbliżone.

Azot jest silnym stabilizatorem austenitu i pierwiastkiem umacniającym roztworowo. Kontrolowane dodatki mogą zwiększać granicę plastyczności i poprawiać odporność na korozję wżerową w niektórych stalach nierdzewnych. Nadmierna zawartość azotu w odniesieniu do procesu lub gatunku może powodować porowatość, powstawanie azotków albo niekorzystną równowagę fazową. W stalach nierdzewnych [duplex](/pl/materiały/numer-materiału/1.4460 " — skład, odpowiedniki i normy") azot pomaga utrzymać zamierzony udział ferrytu i austenitu po przetwarzaniu, dlatego podane wartości maksymalne i minimalne są wymaganiami funkcjonalnymi, a nie jedynie formalnymi wartościami składu chemicznego.

### Pierwiastki resztkowe, mikrododatki stopowe i wymagania dotyczące równowagi składu

Pierwiastki resztkowe pochodzą z surowców, procesu prowadzenia wytopu, materiałów ogniotrwałych lub dodatków stopowych i nie zawsze są celowo wprowadzanymi głównymi składnikami. Miedź, cyna, kobalt, antymon, ołów i wanad mogą występować w tabeli nawet wtedy, gdy nie odgrywają kluczowej roli w opisie gatunku. Miedź może poprawiać odporność na korozję atmosferyczną w niektórych stalach konstrukcyjnych, natomiast cyna i antymon mogą przyczyniać się do problemów związanych z kruchością na gorąco lub kruchością odpuszczania. Ołów może poprawiać skrawalność, ale zmienia charakter wtrąceń i uwarunkowania dotyczące spawania. Skutek zależy od stężenia, historii cieplnej i wzajemnego oddziaływania z innymi pierwiastkami.

Mikrododatki stopowe występują w małych ilościach, ale mają istotny wpływ. Niob, wanad i tytan tworzą węglikoazotki, które ograniczają rozrost ziaren austenitu, powodują umocnienie wydzieleniowe i zmieniają rekrystalizację podczas walcowania kontrolowanego. Stal zawierająca 0,03% Nb nie jest chemicznie zamienna ze stalą zawierającą jedynie węgiel i mangan przy podobnej nominalnej wytrzymałości. Ostateczna wielkość ziarna, stan rozpuszczenia wydzieleń, harmonogram walcowania, szybkość chłodzenia i późniejsza obróbka cieplna decydują o zakresie uzyskanych korzyści.

Wymagania dotyczące równowagi składu są równie ważne. Tabele dotyczące stali nierdzewnych mogą ograniczać zawartość węgla, wymagając jednocześnie zawartości chromu, niklu, molibdenu lub azotu w określonych zakresach w celu zachowania stabilności fazowej austenitu, ferrytu lub struktury duplex. Specyfikacje stali stopowych mogą wymagać boru jedynie w wąskim zakresie, ponieważ śladowy dodatek może poprawiać hartowność, podczas gdy nadmierna zawartość boru prowadzi do powstawania niepożądanych związków. Resztkowe ilości miedzi, niklu, chromu i molibdenu również mogą wpływać na hartowność, nawet jeśli nie są dodatkami celowymi.

Nickel Institute rozdziela w swoich tabelach stopów dane chemiczne, mechaniczne, fizyczne i specyfikacyjne; jest to właściwa praktyka. *Handbook of Comparative World Steel Standards* również oddziela porównania składu chemicznego od porównań właściwości mechanicznych dla oznaczeń stosowanych w różnych krajach. Eurocode 3 podaje właściwości obliczeniowe dla S235, S275, S355, S420, S450 i S460 zgodnie z EN 1993-1-1, w punkcie 3.2.6, ale są to wartości wynikające z norm projektowych, a nie uniwersalne konsekwencje określonego zakresu składu chemicznego. Postać wyrobu, grubość, stan dostawy, kierunek badania i obróbka cieplna mogą zmieniać wymagany wynik. Tabela składu chemicznego określa przedział składu. Bez pozostałej części specyfikacji nie poświadcza ona wytrzymałości, udarności, spawalności, odporności korozyjnej ani równowagi fazowej.

## Dlaczego sam skład chemiczny nie określa właściwości mechanicznych

Tabela składu chemicznego informuje, jakie pierwiastki występują w materiale i w jakich granicach ich zawartość się mieści. Nie przedstawia jednak pełnej historii fizycznej stali. Węgiel, mangan, krzem, chrom, nikiel, molibden, wanad, niob, tytan, fosfor, siarka i inne pierwiastki wpływają na hartowność, stabilność fazową, umocnienie roztworowe, tworzenie węglików oraz przebieg przemian, ale ich oddziaływanie zależy od temperatury, odkształcenia, chłodzenia i wymiarów przekroju.

To rozróżnienie ma kluczowe znaczenie w opracowaniu stali węglowych i stopowych przedstawionym w *ASM Metals Handbook*. ASM stwierdza, że ich właściwości wynikają z łącznego oddziaływania składu chemicznego, technologii przetwarzania i mikrostruktury. Oznaczenie gatunku identyfikuje zatem kontrolowany zakres określony w specyfikacji, a nie jeden uniwersalny zestaw wartości wytrzymałości na rozciąganie, granicy plastyczności, wydłużenia, twardości i udarności.

ASTM A400, *Standard Practice for Steel Bars, Selection Guide, Composition, and Mechanical Properties*, bezpośrednio ilustruje tę kwestię. Zawarte w nim tabele uwzględniają gatunek, skład chemiczny, stan przetworzenia, wymiary przekroju oraz wymaganą minimalną granicę plastyczności przy doborze prętów stalowych. Sam wpis dotyczący składu chemicznego nie może spełniać tych funkcji. Normy ASTM dotyczące wyrobów również oddzielają wymagania chemiczne, mechaniczne, metalurgiczne i inne wymagania materiałowe dla stali węglowych, konstrukcyjnych, nierdzewnych, ferrytycznych, austenitycznych i stopowych. AISC stosuje takie samo rozróżnienie w odniesieniu do wyrobów konstrukcyjnych: specyfikacje ASTM dotyczące kształtowników stalowych i blach zasadniczo zawierają zarówno wymagania dotyczące składu chemicznego, jak i właściwości mechanicznych.

![Jak czytać tabele składu chemicznego i właściwości mechanicznych stali](/images/uploads/0e8db453-8ac8-463e-aa11-43ccbd714fee/wiki-inline-a-steel-section-showing-how-rolling-quenching-tempering-and-cooling-history-prod-1520x1920.jpg)[](/images/uploads/0e8db453-8ac8-463e-aa11-43ccbd714fee/wiki-inline-a-steel-section-showing-how-rolling-quenching-tempering-and-cooling-history-prod-2027x2560.avif "Powiększ obraz — Jak czytać tabele składu chemicznego i właściwości mechanicznych stali")Processing history and cooling rate can change properties without changing the bulk chemistry.

### Historia przetwarzania i obróbka cieplno-mechaniczna

Ten sam skład objętościowy może prowadzić do uzyskania istotnie różnych właściwości po zastosowaniu odmiennych tras wytwarzania. Walcowanie nie jest jedynie sposobem przekształcenia wlewka w blachę, pręt lub kształtownik. Walcowanie na gorąco odkształca austenit, rozbija strukturę odlewniczą, zmienia morfologię wtrąceń i może rozdrabniać ziarna, gdy temperatura końca walcowania oraz harmonogram odkształceń są kontrolowane. Walcowanie kontrolowane w temperaturach niższych od konwencjonalnych temperatur końca walcowania może sprzyjać powstawaniu drobnoziarnistego ferrytu podczas chłodzenia. W rezultacie materiał może charakteryzować się wyższą granicą plastyczności i lepszą udarnością niż materiał o takim samym składzie chemicznym, poddany mniej kontrolowanemu procesowi.

Kucie również zmienia strukturę wewnętrzną. Duże ziarna odlewnicze i pasma segregacji mogą zostać rozbite wskutek odkształcenia, natomiast temperatura kucia i stopień odkształcenia decydują o rekrystalizacji i rozdrobnieniu ziaren. Dwa odkuwane elementy o identycznych wynikach analizy wytopowej mogą nie mieć identycznych właściwości, jeśli jeden z nich został poddany większemu odkształceniu lub kuciu końcowemu w innej temperaturze.

#### Uproszczony przebieg obróbki cieplnej

1. **Normalizowanie** Nagrzewanie powyżej zakresu przemiany austenitycznej i chłodzenie w powietrzu.
2. **Wyżarzanie** Stosowanie wolniejszego chłodzenia w celu uzyskania bardziej miękkiej struktury.
3. **Hartowanie** Szybkie chłodzenie w celu zahamowania przemiany dyfuzyjnej i utworzenia martenzytu, jeżeli pozwala na to hartowność.
4. **Odpuszczanie** Ponowne nagrzewanie zahartowanej stali w celu dostosowania wytrzymałości, twardości, plastyczności i udarności.

Obróbka cieplna powoduje jeszcze większe różnice. Normalizowanie polega na nagrzaniu stali powyżej zakresu przemiany austenitycznej, a następnie chłodzeniu jej w powietrzu, co w przypadku wielu stali węglowych i niskostopowych prowadzi do powstania stosunkowo rozdrobnionej struktury ferrytyczno-perlitycznej. Wyżarzanie zasadniczo wykorzystuje wolniejsze chłodzenie, umożliwiając powstanie bardziej miękkiej struktury z grubszym perlitem i niższą twardością. Hartowanie hamuje przemianę dyfuzyjną i może prowadzić do powstania martenzytu, czyli twardej przesyconej fazy. Zahartowaną stal zazwyczaj odpuszcza się w celu zmniejszenia kruchości oraz dostosowania wytrzymałości, twardości, plastyczności i udarności. Znaczenie mają temperatura i czas odpuszczania; odpuszczanie niskotemperaturowe i wysokotemperaturowe nie prowadzą do uzyskania takiego samego równoważenia właściwości.

Hartowność **Hartowność** Zdolność stali do wytworzenia na określonej głębokości twardych produktów przemiany podczas chłodzenia; różni się od twardości zmierzonej w jednym miejscu.

Na szybkość chłodzenia wpływa więcej czynników niż sam program pieca. Grubość przekroju decyduje o odprowadzaniu ciepła, dlatego powierzchnia grubego pręta może chłodzić się znacznie szybciej niż jego środek. Cienka blacha może ulec niemal całkowitej przemianie w ferryt i perlit, podczas gdy środek ciężkiego przekroju o tym samym składzie może utworzyć bainit, martenzyt lub mieszaninę produktów przemiany, jeśli jego szybkość chłodzenia będzie wystarczająco duża. Hartowność opisuje zdolność stali do tworzenia twardych produktów przemiany w całym przekroju; nie jest tym samym co twardość pojedynczej próbki badanej.

Przetwarzanie cieplno-mechaniczne może również prowadzić do uzyskania właściwości, których nie da się ujawnić na podstawie końcowej tabeli składu chemicznego. Stal może być mikrostopowana niobem, wanadem lub tytanem, jednak udział tych pierwiastków w umocnieniu zależy od tego, czy pozostają one w roztworze, tworzą węglikoazotki podczas ponownego nagrzewania, czy wydzielają się podczas kontrolowanego chłodzenia. Historia przetwarzania jest częścią tożsamości materiału.

### Mikrostruktura jako ogniwo łączące skład chemiczny z właściwościami

Badania mechaniczne mierzą reakcję powstałej mikrostruktury, a nie sam skład pierwiastkowy układu okresowego. Granica plastyczności odzwierciedla opór przeciwko ruchowi dyslokacji. Wytrzymałość na rozciąganie zależy od mechanizmów, które nadal przeciwstawiają się odkształceniu podczas płynięcia plastycznego, oraz od początku tworzenia się przewężenia. Wydłużenie zależy od tego, jak równomiernie materiał może odkształcać się przed pęknięciem. Twardość odzwierciedla odporność na zlokalizowane odkształcenie plastyczne. Udarność zależy od inicjacji i propagacji pęknięcia, w tym od temperatury, szybkości obciążania, stanu karbu i kierunku badania.

Mikrostruktura łączy te reakcje ze składem chemicznym. Węgiel w roztworze stałym umacnia ferryt, ale jego nadmiar może również prowadzić do powstawania perlitu, cementytu lub martenzytu, zależnie od przebiegu cieplnego. Mangan i nikiel zmieniają przebieg przemian oraz mogą poprawiać hartowność lub stabilizować austenit. Chrom i molibden wpływają na hartowność oraz tworzenie węglików. Krzem umacnia ferryt i wpływa na odtlenianie. Są to zależności warunkowe, a nie stałe składniki addytywne, które można bezpośrednio odczytać z tabeli składu chemicznego.

Na przykład stal niskowęglowa chłodzona powoli z zakresu austenitu może zawierać ferryt i perlit oraz wykazywać umiarkowaną wytrzymałość przy użytecznej plastyczności. Ten sam nominalny poziom zawartości węgla, po hartowaniu — o ile pozwala na to hartowność — może prowadzić do powstania martenzytu lub bainitu, a tym samym do znacznie wyższej twardości i wytrzymałości, zwykle przy niższej udarności w stanie nieodpuszczonym. Odpuszczanie ponownie zmienia martenzyt, umożliwiając redystrybucję węgla i wydzielanie węglików. Końcowe właściwości zależą od całej sekwencji procesu, w tym od temperatury austenityzowania, czasu wygrzewania, ośrodka chłodzącego, wymiarów przekroju i harmonogramu odpuszczania.

Produkty przemiany mogą również różnić się w obrębie jednego elementu. Obszary powierzchniowe mogą stać się twardsze niż rdzeń, a strefy wpływu ciepła spawania mogą uzyskać mikrostruktury odmienne zarówno od struktury materiału rodzimej blachy, jak i od struktury spoiny. Zgłoszona wartość wytrzymałości na rozciąganie uzyskana w jednym miejscu nie może automatycznie reprezentować wszystkich miejsc ani kierunków.

### Wielkość ziarna, udział faz i wydzielenia

Wielkość ziarna jest bezpośrednim powodem, dla którego sam skład chemiczny nie może niezależnie określać wytrzymałości ani udarności. Drobnoziarnisty ferryt zazwyczaj zwiększa granicę plastyczności dzięki umocnieniu granicami ziaren i może poprawiać odporność na kruche pękanie przez rozszczepienie. Grube ziarna często obniżają udarność w niskiej temperaturze, choć wynik pomiaru zależy również od rozkładu faz, wtrąceń i orientacji próbki względem kierunku badania. Rozdrobnienie ziaren może wynikać z walcowania kontrolowanego, normalizowania lub wydzielania faz mikrostopowych ograniczających rozrost ziaren austenitu.

Równie istotny jest udział poszczególnych faz. Ferryt jest stosunkowo miękki i plastyczny; perlit jest mocniejszy, lecz mniej plastyczny; bainit i martenzyt mogą zapewniać wysoką wytrzymałość, przy czym ich udarność zależy od morfologii i odpuszczania. Austenit szczątkowy może przemieniać się podczas eksploatacji lub badania, zmieniając stabilność wymiarową i przebieg odkształcenia. Tabela składu chemicznego może określać granice zawartości węgla i pierwiastków stopowych, ale bez informacji o przetwarzaniu i badaniach metalograficznych nie może stwierdzić, czy gotowa stal zawiera 20% perlitu, osnowę bainityczną czy odpuszczony martenzyt.

Wydzielenia stanowią kolejną zmienną. Drobne węglikoazotki niobu, wanadu lub tytanu mogą kotwiczyć granice ziaren austenitu i umacniać ferryt po przemianie. Ich wielkość, gęstość liczbową, skład i rozmieszczenie określają ponowne nagrzewanie, odkształcenie i chłodzenie. Grube wydzielenia mogą mieć niewielki udział w zwiększaniu wytrzymałości, a jednocześnie działać jako miejsca inicjacji pęknięć. W stalach nierdzewnych węgliki chromu na granicach ziaren mogą obniżać miejscową odporność korozyjną, nawet gdy objętościowa analiza zawartości chromu spełnia wymagania dotyczące danego gatunku.

Dlatego tabele SSINA zestawiają skład wyrażony w procentach masowych z określonymi właściwościami mechanicznymi dla gatunków austenitycznych stali nierdzewnych objętych specyfikacjami ASTM dotyczącymi wyrobów, zamiast traktować jedną tabelę jako zamiennik drugiej. Nickel Institute podobnie przedstawia dane chemiczne, mechaniczne, fizyczne i specyfikacyjne jako odrębne klasy właściwości. Eurocode 3 podaje właściwości projektowe dla S235, S275, S355, S420, S450 i S460 zgodnie z EN 1993-1-1, sekcja 3.2.6; są to wartości związane z nadrzędną normą projektową, kategorią wyrobu, grubością i zastosowaniem projektowym.

Tabele porównawcze, w tym zawarte w *Handbook of Comparative World Steel Standards*, mogą przedstawiać przybliżone zależności między oznaczeniami międzynarodowymi, ale nie ustanawiają równoważności. Przykładowe porównania składów, takie jak publikowane przez Engineering ToolBox, są przydatne do orientacji, natomiast wartości graniczne i wymagania mechaniczne muszą wynikać z właściwej specyfikacji wyrobu. Znaczenie zgłoszonej wartości określają obowiązująca norma, postać wyrobu, grubość, obróbka cieplna, kierunek badania i metoda badawcza. Skład chemiczny rozpoczyna wyjaśnienie. Nie kończy go.

## Tabele właściwości mechanicznych: znaczenie poszczególnych kolumn

Tabela właściwości mechanicznych nie jest drugą wersją tabeli składu chemicznego. Przedstawia sposób, w jaki określony produkt powinien lub musi zachowywać się podczas zdefiniowanego badania. Wynik zależy od oznaczenia gatunku stali, postaci wyrobu, obróbki cieplnej, wymiaru przekroju, grubości, miejsca pobrania próbki, kierunku badania, temperatury oraz obowiązującej normy.

To rozróżnienie ma znaczenie, ponieważ nazwa gatunku nie stanowi pełnej identyfikacji materiału. ASTM A400, *Standard Practice for Steel Bars, Selection Guide, Composition, and Mechanical Properties*, porządkuje informacje dotyczące stali prętowej według gatunku, składu, stanu przetworzenia, wymiaru przekroju oraz wymaganej minimalnej granicy plastyczności. Dlatego ten sam nominalny gatunek może występować z różnymi wymaganiami dotyczącymi właściwości, gdy zmienia się postać wyrobu lub jego wymiary. Tabela podająca jedną wartość wytrzymałości obok gatunku, bez wskazania specyfikacji wyrobu, może być przydatna orientacyjnie, ale nie stanowi specyfikacji obowiązującej.

Normy ASTM dotyczące stali obejmują wymagania chemiczne, mechaniczne, metalurgiczne i inne wymagania materiałowe dla stali węglowych, konstrukcyjnych, nierdzewnych, ferrytycznych, austenitycznych i stopowych. AISC wyjaśnia również, że specyfikacje dotyczące kształtowników i blach ze stali konstrukcyjnej zasadniczo zawierają zarówno wymagania dotyczące składu chemicznego, jak i właściwości mechanicznych. Oba zestawy kolumn odpowiadają na różne pytania: skład chemiczny określa, jakie pierwiastki mogą występować, natomiast badania mechaniczne weryfikują reakcję dostarczonego wyrobu.

### Granica plastyczności i wytrzymałość na rozciąganie

**Granica plastyczności** to naprężenie, przy którym próbka zaczyna ulegać określonemu trwałemu odkształceniu plastycznemu. W przypadku niektórych stali krzywa naprężenie–odkształcenie wykazuje wyraźną górną i dolną granicę plastyczności. W przypadku innych normy stosują naprężenie umownej granicy plastyczności, zazwyczaj naprężenie powodujące 0,2% trwałego odkształcenia, oznaczane w wielu normach europejskich jako Rp0.2 lub podawane jako granica plastyczności zgodnie z właściwą metodą ASTM. Dokładna definicja musi wynikać z normy badania i specyfikacji wyrobu.

**Minimalna granica plastyczności** podana w tabeli jest wymaganiem, a nie prognozą dotyczącą każdej sztuki stali. Jeżeli ASTM A572/A572M określa minimalną granicę plastyczności dla danego gatunku, zakresu grubości i postaci wyrobu, wynik badania wyrobu zgodnego z wymaganiami musi osiągnąć co najmniej tę wartość przy zastosowaniu określonej procedury. Rzeczywista zmierzona granica plastyczności może być wyższa. Może się różnić w zależności od wytopu, grubości, stopnia walcowania, szybkości chłodzenia, położenia próbki i kierunku badania. Podawanie wartości minimalnej tak, jakby była zmierzoną właściwością, zaciera to rozróżnienie.

**Wytrzymałość na rozciąganie**, nazywana również wytrzymałością doraźną na rozciąganie, to maksymalne naprężenie techniczne osiągnięte podczas próby rozciągania. Oblicza się ją jako iloraz największej przyłożonej siły i początkowego pola przekroju poprzecznego próbki. Po osiągnięciu maksymalnej siły może wystąpić lokalne przewężenie, a naprężenie techniczne może się zmniejszać, mimo że materiał nadal odkształca się aż do pęknięcia.

Wytrzymałość doraźna na rozciąganie nie jest tym samym co obliczeniowa nośność. Wartość stosowana w projektowaniu konstrukcji wynika z obowiązującego przepisu projektowego, który może uwzględniać współczynniki nośności, współczynniki częściowe, zasady dotyczące wyboczenia, wymagania dotyczące połączeń oraz ograniczenia zależne od grubości. Eurocode 3, EN 1993-1-1, sekcja 3.2.6, podaje obliczeniowe właściwości materiałowe dla gatunków S235, S275, S355, S420, S450 i S460. Wartości te należą do określonych ram projektowych; nie należy ich przepisywać do ogólnej kolumny „wytrzymałość na rozciąganie” ani traktować jako bezpośrednich wyników badań.

Samo badanie narzuca określone warunki. ASTM E8/E8M i ISO 6892-1 określają szczegóły, takie jak geometria próbki, długość pomiarowa, szybkość obciążania, pomiar odkształcenia i sposób obliczeń. Płyta, pręt, rura i odkuwka mogą mieć różne dopuszczalne miejsca oraz orientacje pobrania próbek. Wyników w kierunku wzdłużnym i poprzecznym nie można traktować jako wzajemnie zamiennych, szczególnie w przypadku wyrobów walcowanych, w których wtrącenia, tekstura i pasmowa mikrostruktura powodują różnice kierunkowe.

Sam skład chemiczny nie może określić wyniku. *Handbook of Comparative World Steel Standards* ASM International opisuje właściwości stali węglowych i stopowych jako łączny efekt składu chemicznego, przetwarzania i mikrostruktury. Węgiel, mangan, chrom, nikiel, molibden i inne pierwiastki wpływają na hartowność i tworzenie faz, lecz walcowanie, hartowanie, odpuszczanie, normalizowanie, wydzielanie faz oraz historia chłodzenia decydują o tym, w jaki sposób ten potencjał zostanie ujawniony.

### Wydłużenie, przewężenie i ciągliwość

**Wydłużenie** mierzy plastyczne wydłużenie przed pęknięciem. Zwykle podaje się je w procentach:

A=Lf−L0L0×100

Długość pomiarowa **Długość pomiarowa** Oznaczona początkowa długość próbki do próby rozciągania, na której mierzy się wydłużenie.

gdzie L0 jest początkową długością pomiarową, a Lf jest długością pomiarową po pęknięciu, przy czym przełamane części należy dokładnie do siebie dopasować. Wartość ta ma znaczenie wyłącznie wraz z długością pomiarową i rodzajem próbki. Podane „wydłużenie 20%” nie określa, czy wynik uzyskano przy proporcjonalnej długości pomiarowej, długości pomiarowej 50 mm, próbce zmniejszonych wymiarów czy innej konfiguracji.

Dlatego wartości wydłużenia z różnych norm mogą wydawać się niespójne, nawet gdy stale są podobne. Krótsze długości pomiarowe zwykle uwzględniają większy udział miejscowego przewężenia i mogą dawać wyższy procent niż dłuższe długości pomiarowe. Grubość wyrobu wpływa również na możliwą geometrię próbki, a czasem także na określone minimum wydłużenia. Tabele powinny zatem zachowywać oznaczenie badania i długość pomiarową, zamiast przedstawiać wydłużenie jako uniwersalną stałą gatunku.

**Przewężenie** mierzy zmniejszenie pola przekroju poprzecznego w miejscu pęknięcia:

Z=A0−AfA0×100

gdzie A0 jest początkowym polem przekroju, a Af jest najmniejszym polem końcowym. Parametr ten jest szczególnie wrażliwy na miejscowe odkształcenie plastyczne i dostarcza innych informacji niż wydłużenie. Stal może wykazywać znaczne przewężenie, podczas gdy jej wydłużenie będzie inne, ponieważ oba pomiary reagują odmiennie na odkształcenie równomierne, przewężenie, geometrię próbki i miejsce pęknięcia.

Oba parametry są wskaźnikami **ciągliwości**, lecz ciągliwość nie jest pojedynczą stałą materiałową. Obejmuje ona zdolność do przenoszenia odkształcenia plastycznego bez pękania przy określonym stanie naprężenia, w określonej temperaturze, szybkości odkształcenia i geometrii. Wynik próby rozciągania dotyczący wydłużenia nie pozwala ustalić odporności na pękanie wodorowe, pękanie podczas gięcia, pękanie w strefie wpływu ciepła spawania ani pękanie pod działaniem karbu. Duże wydłużenie nie oznacza również automatycznie dużej udarności.

Tabele SSINA dotyczące gatunków austenitycznych stali nierdzewnych ilustrują prawidłowy format: skład w procentach masowych przedstawia się oddzielnie od określonych właściwości mechanicznych zgodnie z odpowiednimi specyfikacjami wyrobów ASTM. Nickel Institute również oddziela skład chemiczny, właściwości mechaniczne, właściwości fizyczne i dane specyfikacyjne. Tabela porównawcza może umieszczać te kategorie na sąsiednich stronach, lecz ich sąsiedztwo nie czyni ich wzajemnie zamiennymi.

### Twardość, udarność i dane dotyczące zmęczenia

**Twardość** to odporność na miejscowe odkształcenie plastyczne, zwykle mierzona metodami Brinella, Rockwella, Vickersa lub Knoopa. Wartość taka jak HBW 190, 90 HRB lub 210 HV jest niepełna bez podania skali, wgłębnika, przyłożonej siły i normy badania. ASTM E10 obejmuje badanie twardości metodą Brinella, ASTM E18 — twardości metodą Rockwella, a ASTM E384 — mikrotwardości metodą wgłębnika. Stan powierzchni, krzywizna, odwęglenie, powłoka i lokalna mikrostruktura mogą zmieniać odczyt.

#### Uwaga dotycząca przeliczania twardości

Przeliczenie twardości może być nieodpowiednie dla austenitycznej stali nierdzewnej, wysoko stopowej stali narzędziowej, materiału nawęglanego powierzchniowo, metalu spoiny lub wyrobu o dużym gradiencie twardości. Jeżeli o akceptacji decyduje wytrzymałość na rozciąganie, należy zastosować określoną próbę rozciągania.

Przeliczenia twardości na wytrzymałość na rozciąganie są korelacjami, a nie prawami fizycznymi. Zwykle opracowuje się je dla określonych rodzin stali i zakresów twardości. Przeliczenie może być nieodpowiednie dla austenitycznej stali nierdzewnej, silnie stopowej stali narzędziowej, materiału nawęglanego lub hartowanego powierzchniowo, metalu spoiny albo wyrobu o dużym gradiencie twardości. Tabele przeliczeniowe ASTM nie powinny zastępować określonej próby rozciągania, gdy wytrzymałość na rozciąganie decyduje o odbiorze lub projektowaniu.

**Energia udarności** mierzy energię pochłoniętą przez próbkę z karbem podczas nagłego pękania, zwykle w próbie udarności Charpy’ego z karbem V zgodnie z ASTM E23 lub równoważną normą. Podana wartość zależy od orientacji próbki, geometrii karbu, temperatury, wymiarów i procedury badania. Wynik próby Charpy’ego, taki jak 27 J przy −20°C, opisuje ten konkretny warunek badania; nie jest uniwersalną stałą udarności.

Energię udarności należy również odróżniać od **odporności na pękanie**. Odporność na pękanie, często podawana jako KIC, JIC lub za pomocą powiązanego parametru, charakteryzuje odporność wierzchołka pęknięcia przy określonej geometrii próbki, grubości, sposobie obciążenia i stanie ograniczenia odkształcenia. Energia Charpy’ego może służyć do wstępnej oceny materiału i kontroli jakości, lecz nie może być bezpośrednio zastępowana wartością odporności na pękanie w warunkach płaskiego stanu odkształcenia.

**Dane zmęczeniowe** opisują zachowanie materiału pod wpływem powtarzających się lub zmiennych naprężeń. Krzywa S–N wiąże amplitudę naprężenia z liczbą cykli do zniszczenia, natomiast krzywa wzrostu pęknięcia zazwyczaj wiąże da/dN z zakresem współczynnika intensywności naprężeń ΔK, jak w ASTM E647. Wyniki zależą od współczynnika asymetrii cyklu, częstotliwości, stanu powierzchni, naprężeń szczątkowych, środowiska, rozmiaru próbki, stanu karbu i definicji zniszczenia. Pojedyncza wartość wytrzymałości zmęczeniowej w tabeli jest zatem bez znaczenia, jeśli nie towarzyszą jej te warunki.

*Handbook of Comparative World Steel Standards* oddziela porównania składu chemicznego od porównań właściwości mechanicznych właśnie z tego powodu. Odpowiedniki gatunków w różnych normach mogą wskazywać na podobny zamierzony skład chemiczny, lecz nie dowodzą identycznej granicy plastyczności, odporności udarowej, zachowania zmęczeniowego ani wymagań odbiorowych. Odpowiedzialnie opracowana tabela podaje obowiązującą normę, postać wyrobu, zakres grubości lub wymiarów przekroju, metodę badania, kierunek, temperaturę oraz informację, czy każda wartość jest wymaganiem minimalnym, wynikiem pomiaru, wartością typową czy parametrem obliczeniowym.

## Wielkość przekroju, grubość, postać wyrobu i kierunek badania

Nazwa gatunku stali nie identyfikuje jednego, stałego zestawu właściwości mechanicznych. Wymagana granica plastyczności, wytrzymałość na rozciąganie, wydłużenie, energia udarności, twardość i dopuszczalny zakres zmienności mogą zależeć od grubości, wymiaru przekroju, postaci wyrobu, obróbki cieplnej i kierunku badania. Tabela, w której podano „AISI 4140” lub „S355” bez tych dodatkowych informacji, jest zatem niekompletna, nawet jeśli jej analiza chemiczna jest w przybliżeniu poprawna.

### Wymagania dotyczące wytrzymałości zależne od grubości

Grubość zmienia historię cieplną wyrobu stalowego. Cienka blacha szybko stygnie po walcowaniu lub normalizowaniu; odkuwka o dużej masie albo gruba blacha stygnie wolniej, co umożliwia zachodzenie innych przemian fazowych, rozrost ziaren i występowanie innych efektów segregacji. Powstała mikrostruktura może zmieniać wytrzymałość i udarność, nawet gdy analiza wytopowa mieści się w tych samych granicach składu. ASM International opisuje właściwości stali węglowych i stopowych jako łączny rezultat składu chemicznego, procesu wytwarzania i mikrostruktury. Skład chemiczny stanowi tylko jedną część specyfikacji.

Wiele norm dotyczących wyrobów zmniejsza w związku z tym określoną minimalną granicę plastyczności wraz ze wzrostem grubości. Przyczyna nie jest wyłącznie geometryczna. Gruby przekrój trudniej równomiernie schłodzić, a jego środek może nie uzyskać takiego samego rozdrobnienia lub przemiany jak powierzchnia. Tabela przypisująca jedną wartość granicy plastyczności do każdej grubości może zatem zawyżać wymagania dla materiału o dużej grubości albo pomijać różnice między kategoriami wymiarowymi.

Nominalna granica plastyczności do 16 mm (MPa) Granica plastyczności powyżej 16 mm i do 40 mm (MPa)

Wartości granicy plastyczności dla gatunków konstrukcyjnych według Eurokodów różnią się w zależności od gatunku i przedziału grubości.

Eurocode 3 ilustruje tę kwestię za pomocą tabeli właściwości obliczeniowych dla gatunków S235, S275, S355, S420, S450 i S460 zawartej w EN 1993-1-1, w punkcie 3.2.6. Podana nominalna granica plastyczności jest powiązana z nominalną grubością, przy czym wraz ze wzrostem grubości obowiązują niższe wartości. Zatem „S355” nie oznacza, że każdy wyrób i każda grubość mają obliczeniową granicę plastyczności wynoszącą 355 MPa. Oznaczenie identyfikuje klasę w ramach obowiązującej normy europejskiej; to grubość określa, którą wartość należy zastosować.

Ta sama ostrożność jest konieczna w odniesieniu do wyrobów ASTM. ASTM A400, *Standard Practice for Steel Bars, Selection Guide, Composition, and Mechanical Properties*, przedstawia wytyczne dotyczące doboru prętów według gatunku, składu chemicznego, stanu przeróbki, wymiaru przekroju i wymaganej minimalnej granicy plastyczności. Taka struktura ma istotne znaczenie. Pokazuje, że pozycja dotycząca gatunku nie stanowi kompletnej specyfikacji materiału, jeżeli czytelnik nie wie również, czy pręt był wyżarzany, normalizowany, hartowany i odpuszczany, czy dostarczono go w innym wymienionym stanie, a także nie zna odpowiedniej średnicy lub równoważnego wymiaru przekroju.

Tabela właściwości mechanicznych musi zatem zachowywać przedział grubości lub wymiarów podany w źródłowej normie. Zastąpienie kilku przedziałów jedną wartością „typową” ułatwia odczyt tabeli, ale zmniejsza jej zgodność ze specyfikacją.

### Pręty, blachy grube, kształtowniki, odkuwki i blachy cienkie

Postać wyrobu jest częścią tożsamości wymagania dotyczącego stali.
| Postać wyrobu | Cecha wytwarzania lub dostawy | Dlaczego wartości nie powinny być automatycznie przenoszone |
|---|---|---|
| Pręt | Walcowany na gorąco, wykańczany na zimno lub obrabiany mechanicznie | Wymagania mogą się różnić w zależności od średnicy, wykończenia i stanu |
| Blacha | Wyrób walcowany z chłodzeniem zależnym od grubości | Wytrzymałość i udarność mogą różnić się w zależności od grubości i kierunku |
| Arkusz | Wyrób walcowany na gorąco lub walcowany na zimno z redukcją grubości | Odpuszczenie i stan uformowania mogą decydować o właściwościach |
| Odkuwka | Materiał odkształcony z ukierunkowanym przebiegiem włókien | Stopień przekucia i obróbka cieplna wpływają na wynik |
| Element złączny | Kucie na zimno łba, gwinty i wymagania dotyczące obciążenia próbnego | Specyfikacja elementu złącznego może nakładać dodatkowe wymagania mechaniczne |

Postać wyrobu nie jest wyłącznie etykietą opisową. Wskazuje na odmienną drogę wytwarzania, która wpływa na przebieg włókien, stan powierzchni, naprężenia własne, rozmieszczenie wtrąceń oraz możliwe do uzyskania właściwości mechaniczne.

Pręty są często wytwarzane przez walcowanie na gorąco, wykańczanie na zimno lub obróbkę skrawaniem większych wyrobów walcowanych. Ich wymagania mogą być uporządkowane według średnicy, szerokości lub pola przekroju poprzecznego. ASTM A400 jest szczególnie przydatna w tym zakresie, ponieważ nie przedstawia gatunków prętów jako odrębnych nazw składu chemicznego; łączy wytyczne dotyczące składu i minimalnej granicy plastyczności ze stanem przeróbki oraz wymiarem przekroju. Pręt 4140 w stanie wyżarzonym nie może otrzymać takich samych wartości wytrzymałości jak pręt 4140 w stanie zahartowanym i odpuszczonym tylko dlatego, że oba zawierają nominalnie podobne ilości chromu, molibdenu, węgla i manganu.

Blachy grube i kształtowniki konstrukcyjne są wytwarzane według odmiennych praktyk walcowania. AISC wyjaśnia, że specyfikacje ASTM dotyczące kształtowników i blach ze stali konstrukcyjnej zasadniczo obejmują zarówno wymagania dotyczące składu chemicznego, jak i właściwości mechanicznych. ASTM A572/A572M określa na przykład wymagania dla wysokowytrzymałej niskostopowej stali konstrukcyjnej stosowanej między innymi na blachy, kształtowniki i pręty, jednak obowiązujące wymagania nadal zależą od wyrobu i oznaczenia gatunku podanego w specyfikacji zakupu. Wartości podanej dla walcowanego kształtownika konstrukcyjnego nie należy automatycznie przenosić na grubą blachę o tym samym nominalnym gatunku.

Blachy cienkie mają własne wymagania dotyczące kształtowania i powierzchni. Właściwości mechaniczne blach cienkich walcowanych na zimno mogą być określane przez stan umocnienia, jakość kształtowania lub stan utwardzania podczas wypalania, natomiast blachy cienkie walcowane na gorąco mogą podlegać odrębnej specyfikacji i zakresowi grubości. Również określenie „stal nierdzewna 304” jest samo w sobie niewystarczające: wymagania ASTM A240/A240M dotyczące blach grubych, blach cienkich i taśm nie są wymienne z wymaganiami ASTM A276/A276M dotyczącymi prętów ani z wymaganiami ASTM A182/A182M dotyczącymi elementów kutych. Tabele SSINA zestawiają skład procentowy wagowy z określonymi właściwościami mechanicznymi austenitycznych gatunków stali nierdzewnych objętych specyfikacjami wyrobów ASTM, lecz właściwości te nadal są przypisane do odpowiedniej normy dotyczącej danego wyrobu.

Odkuwki wprowadzają kolejne rozróżnienie. Odkształcenie podczas kucia może rozdrabniać ziarna i powodować powstawanie kierunkowego przebiegu włókien, natomiast końcowa obróbka cieplna może być określona odmiennie niż obróbka stosowana w przypadku blachy grubej lub pręta. Elementy złączne podlegają jeszcze dodatkowym warunkom, obejmującym między innymi spęczanie na zimno, geometrię gwintu, obciążenie próbne i obróbkę cieplną. Tabela składu chemicznego stali węglowej lub stopowej może wskazywać wiarygodne dopasowanie, jednak specyfikacja elementu złącznego może nakładać wymagania mechaniczne, których nie ma w ogólnej normie dotyczącej prętów.

Z tego powodu należy uważnie korzystać z opracowań porównawczych. *Handbook of Comparative World Steel Standards* oddziela porównania składu chemicznego od porównań właściwości mechanicznych w ramach międzynarodowych systemów oznaczeń. Zgodność składu chemicznego dwóch oznaczeń nie dowodzi, że odpowiadające im normy dotyczące wyrobów, zakresy grubości, obróbki cieplne lub wymagania dotyczące badań są równoważne.

![Jak czytać tabele składu chemicznego i właściwości mechanicznych stali](/images/uploads/5853eff3-71b1-4a92-ae04-a98c0de476cf/wiki-inline-a-rolled-steel-plate-with-longitudinal-transverse-and-through-thickness-test-spe-1920x1288.jpg)[](/images/uploads/5853eff3-71b1-4a92-ae04-a98c0de476cf/wiki-inline-a-rolled-steel-plate-with-longitudinal-transverse-and-through-thickness-test-spe-1920x1288.avif "Powiększ obraz — Jak czytać tabele składu chemicznego i właściwości mechanicznych stali")Test direction can change strength, ductility, toughness, and reduction of area.

### Zachowanie w kierunku wzdłużnym, poprzecznym i poprzez grubość

#### Kierunki badania

Wzdłużny

Równoległy do głównego kierunku walcowania lub ciągnienia.

Poprzeczny

W poprzek płaszczyzny wyrobu i na ogół prostopadły do głównego kierunku walcowania.

W kierunku przez grubość

W poprzek kierunku krótkiego poprzecznego w przypadku blachy lub podobnego wyrobu.

Walcowanie wydłuża ziarna, ukierunkowuje wtrącenia i redystrybuuje segregację. W rezultacie blacha gruba lub pręt mogą wykazywać odmienne właściwości wzdłuż swojej długości, w poprzek szerokości i poprzez grubość. Kierunek wzdłużny jest na ogół równoległy do głównego kierunku walcowania lub wyciskania; kierunek poprzeczny jest do niego prostopadły w płaszczyźnie wyrobu; badanie poprzez grubość obejmuje kierunek krótkiego poprzecznego.

Wytrzymałość na rozciąganie może nieznacznie różnić się między kierunkami, jednak wydłużenie, przewężenie, udarność i wygląd przełomu mogą różnić się znacznie bardziej. Wydłużone wtrącenia siarczku manganu mogą na przykład działać jako słabe ścieżki w kierunku krótkiego poprzecznego. Gruba blacha może również wykazywać segregację w osi środkowej lub zmniejszoną odporność na rozwarstwienie lamelarne — rodzaj uszkodzenia związany z rozciąganiem w kierunku poprzez grubość blachy.

Wyniku próby rozciągania w kierunku wzdłużnym nie należy przedstawiać tak, jakby gwarantował ciągliwość w kierunku poprzecznym. Nie należy również przenosić wartości udarności Charpy’ego zmierzonej w jednej orientacji na inną bez sprawdzenia zasad pobierania próbek i orientacji karbu określonych w normie. Normy dotyczące wyrobów często określają, czy próbki mają być wzdłużne czy poprzeczne, z którego miejsca należy je pobrać oraz w jaki sposób grubość wpływa na dopuszczalną orientację. Szczegóły te mogą zmieniać podane wydłużenie, udarność i anizotropię.

Praktyczna zasada jest bezpośrednia: należy łącznie odnotować gatunek, obowiązującą normę, postać wyrobu, grubość lub wymiar przekroju, stan przeróbki oraz kierunek badania. Bez tego łańcucha identyfikacji tabela składu może być przydatna pod względem chemicznym, podczas gdy towarzysząca jej wartość właściwości mechanicznej może dotyczyć innego wyrobu stalowego.

## Stale węglowe i stopowe w tabelach porównawczych

Tabela dotycząca stali może odpowiadać na kilka różnych pytań, ale nie za pomocą tej samej kolumny. Tabela składu chemicznego podaje wartości graniczne lub zakresy dla takich pierwiastków jak węgiel, mangan, krzem, chrom, nikiel, molibden, fosfor i siarka. Tabela hartowności opisuje, na jaką głębokość stal może uzyskać twardość pod zahartowaną powierzchnią. Tabela właściwości mechanicznych podaje określoną lub zmierzoną granicę plastyczności, wytrzymałość na rozciąganie, wydłużenie, twardość, energię udarności albo dane zmęczeniowe. Mylne traktowanie tych funkcji jest częstą przyczyną przedstawiania nieprawidłowych wartości granicznych na stronach porównujących gatunki stali.

Samo oznaczenie gatunku nie rozstrzyga sprawy. ASTM A400, *Standard Practice for Steel Bars, Selection Guide, Composition, and Mechanical Properties*, porządkuje stale prętowe według gatunku, składu chemicznego, stanu przeróbki, wymiaru przekroju oraz wymaganej minimalnej granicy plastyczności. Taka struktura ostrzega przed traktowaniem nazwy gatunku jako pełnej identyfikacji materiału. Tabela może prawidłowo porównywać skład chemiczny, a jednocześnie przypisywać niewłaściwą wytrzymałość, ponieważ podana wartość może dotyczyć innej postaci wyrobu, obróbki cieplnej, średnicy lub grubości.

### Zakresy składu stali węglowych

Stale węglowe są na ogół klasyfikowane na podstawie zawartości węgla oraz stosunkowo niewielkich ilości innych pierwiastków stopowych. W tabeli porównawczej stal niskowęglowa może być przedstawiona jako zawierająca około 0,05–0,25% mas. C, stal średniowęglowa około 0,25–0,60% mas. C, a stal wysokowęglowa powyżej około 0,60% mas. C. Są to zakresy klasyfikacyjne, a nie uniwersalne wartości graniczne określone w normach. Wartości graniczne różnią się w zależności od źródeł technicznych, systemów krajowych, norm wyrobów oraz zastosowania historycznego.

Tabela porównawcza Engineering ToolBox zestawia reprezentatywne gatunki stali, podając zawartość procentową wagową węgla, chromu, manganu, molibdenu, niklu, fosforu, siarki i krzemu. Jest przydatna do obserwowania ogólnych zależności chemicznych: zwykła [stal węglowa](/pl/materiały/numer-materiału/1.1545 " — skład, odpowiedniki i normy") na ogół zawiera niewiele celowo dodanego chromu, niklu lub molibdenu, podczas gdy stal niskostopowa zawiera kontrolowane dodatki jednego lub większej liczby tych pierwiastków. Tabeli tej nie należy kopiować jako obowiązującego składu chemicznego do specyfikacji zakupu ani świadectwa wytopu. Wartości reprezentatywne pokazują typową rodzinę gatunków; norma określa dopuszczalny zakres, wartość maksymalną, minimalną lub limit zawartości pierwiastków resztkowych.

Nawet określenie „stal węglowa” nie oznacza, że jedynym kontrolowanym pierwiastkiem jest węgiel. Mangan wpływa na wytrzymałość i hartowność, krzem może być stosowany do odtleniania i umacniania, natomiast fosfor i siarka są zwykle ograniczane, ponieważ ich nadmierna zawartość może pogarszać udarność, ciągliwość, spawalność lub zachowanie podczas obróbki na gorąco. Właściwa norma wyrobu ASTM, EN, JIS lub inna określa, które limity mają zastosowanie. Normy ASTM dotyczące stali obejmują wymagania chemiczne, mechaniczne, metalurgiczne i materiałowe dla stali węglowych, konstrukcyjnych, nierdzewnych, ferrytycznych, austenitycznych i stopowych; dlatego oznaczenie ma znaczenie wyłącznie w ramach właściwej normy oraz kategorii wyrobu.

Zawartości węgla nie można również bezpośrednio przeliczyć na gwarantowaną wytrzymałość na rozciąganie. Ten sam nominalny skład chemiczny może prowadzić do uzyskania różnych właściwości po walcowaniu na gorąco, normalizowaniu, hartowaniu i odpuszczaniu, wyżarzaniu lub wykańczaniu na zimno. ASM International opisuje właściwości stali węglowych i stopowych jako łączny rezultat składu chemicznego, procesu wytwarzania i mikrostruktury. Wielkość ziarna, odległość między płytkami perlitu, udział martenzytu, rozmieszczenie węglików, naprężenia własne oraz stan odpuszczenia mogą zmienić wynik pomiaru bez zmiany oznaczenia gatunku.

### Umacnianie i hartowność stali niskostopowych

Stale niskostopowe wykorzystują kontrolowane dodatki wykraczające poza bazowy układ węgiel–mangan w celu zmiany wytrzymałości, hartowności, udarności, odporności na odpuszczanie, odporności na zużycie lub zachowania w wysokiej temperaturze. Określenie „niskostopowa” jest opisem klasyfikacyjnym, a nie gwarancją określonego poziomu wytrzymałości. Stal chromowo-molibdenowa o zawartości 0,30% C oraz normalizowana stal konstrukcyjna mogą występować w tej samej tabeli stali stopowych, jednak są określane i badane do różnych zastosowań.

Wytrzymałość może wzrastać w wyniku kilku mechanizmów. Pierwiastki stopowe mogą rozdrabniać ziarno, zwiększać umocnienie roztworowe, tworzyć węgliki lub azotki albo umożliwiać uzyskanie większego udziału martenzytu po chłodzeniu. To proces wytwarzania decyduje o tym, czy mechanizmy te rzeczywiście zostaną rozwinięte. Stal typu 4140 po hartowaniu i odpuszczaniu może mieć znacznie większą wytrzymałość i twardość niż materiał o tym samym składzie chemicznym w stanie wyżarzonym, natomiast stan normalizowany może zapewniać inną równowagę między ciągliwością a udarnością.

Hartowność nie jest tym samym co twardość. Twardość jest odpornością mierzoną w określonym miejscu lub na powierzchni próbki. Hartowność oznacza zdolność stali do tworzenia twardych produktów przemiany do określonej głębokości podczas chłodzenia. *Practical Data for Metallurgists* firmy Metallus zestawia stale standardowe ze składami chemicznymi, informacjami o hartowności i tolerancjach wymiarowych, pokazując, dlaczego dane te powinny znajdować się w oddzielnych polach tabeli. Na przykład krzywa próby hartowania czołowego Jominy’ego wskazuje twardość w zależności od odległości od chłodzonego końca; sama w sobie nie poświadcza granicy plastyczności gotowego pręta.

Wymiar przekroju ma znaczenie, ponieważ środek grubego pręta chłodzi się wolniej niż jego powierzchnia. Stal o hartowności wystarczającej dla przekroju 25 mm może nie uzyskać takiej samej struktury przemienionej w całym przekroju 100 mm. Na wynik wpływają również ośrodek chłodzący, intensywność jego przepływu, praktyka prowadzenia procesu w piecu, wielkość wcześniejszego ziarna austenitu oraz odpuszczanie. W związku z tym tabela podająca „typową twardość” bez określenia stanu materiału, wymiaru przekroju i miejsca pomiaru przedstawia dane porównawcze, a nie gwarantowaną właściwość.

Wymagania dotyczące właściwości mechanicznych są określane przez normę wyrobu. AISC wyjaśnia, że normy ASTM dotyczące kształtowników konstrukcyjnych i blach na ogół zawierają zarówno wymagania dotyczące składu chemicznego, jak i właściwości mechanicznych. Wymagania te mogą obejmować minimalną granicę plastyczności, wytrzymałość na rozciąganie, wydłużenie, a niekiedy także udarność. Wymagana wartość może zmieniać się wraz z grubością. Eurocode 3, EN 1993-1-1 Section 3.2.6, podaje obliczeniowe właściwości materiałowe dla gatunków S235, S275, S355, S420, S450 i S460; są to wartości określone w normie projektowej i związane z właściwym oznaczeniem stali konstrukcyjnej, a nie uniwersalne właściwości każdej stali noszącej podobny numer w innym systemie.

### Rola chromu, niklu, molibdenu i manganu

Chrom zwiększa hartowność i może przyczyniać się do tworzenia węglików, zwiększenia odporności na zużycie, utlenianie i korozję. Znaczenie mają zarówno jego ilość, jak i stan metalurgiczny materiału. Umiarkowany dodatek chromu w niskostopowej stali hartowanej i odpuszczanej nie czyni jej równoważną gatunkowi stali nierdzewnej. Klasyfikacja stali nierdzewnych wymaga wystarczającej zawartości chromu, a także spełnienia odpowiednich limitów zawartości węgla i innych pierwiastków, aby uzyskać określoną strukturę odporną na korozję. \[5\] \[5\] [**Properties of Some Metals and Alloys**](https://nickelinstitute.org/en/resources/technical-guides/properties-of-some-metals-and-alloys-297/). Nickel Institute. Nickel Institute technical guide.

Nikiel zwiększa hartowność i udarność, szczególnie w niskiej temperaturze, oraz sprzyja powstawaniu struktur austenitycznych w odpowiednio dobranych składach. Ma istotne znaczenie w niskotemperaturowych stalach niklowych i austenitycznych stalach nierdzewnych, lecz sama jego obecność nie przesądza o przynależności do żadnej z tych kategorii. Nickel Institute oddziela w swoim zestawieniu tabelarycznym skład chemiczny, właściwości mechaniczne, właściwości fizyczne i specyfikacje, stanowiąc użyteczny model rozdzielania tych rodzajów danych.

Molibden poprawia hartowność i pomaga zachować wytrzymałość podczas odpuszczania. Może również ograniczać niektóre zagrożenia związane z kruchością odpuszczania oraz poprawiać właściwości w wysokiej temperaturze. W stalach chromowo-molibdenowych jego działanie zależy od zawartości węgla, chromu, obróbki cieplnej i wymiaru przekroju, a nie od pojedynczej wartości procentowej podanej w tabeli porównawczej.

Mangan jest powszechnie stosowany w stalach węglowych i niskostopowych. Przyczynia się do umocnienia roztworowego, łączy się z siarką, ograniczając szkodliwe działanie siarczków żelaza, oraz zwiększa hartowność. Jego nadmierna zawartość może jednak wpływać na spawalność i przebieg przemian. Dlatego określony dla niego zakres należy analizować łącznie z zawartością węgla, siarki i krzemu oraz ze stanem przeróbki.

*Handbook of Comparative World Steel Standards* oddziela tabele porównawcze składów chemicznych od tabel właściwości mechanicznych w międzynarodowych systemach oznaczeń. Taki podział ma zasadnicze znaczenie. Podobne oznaczenie może wskazywać na przydatne podobieństwo składu, lecz nie dowodzi równoważności granicy plastyczności, udarności, hartowności ani reakcji na obróbkę cieplną. Właściwa norma, postać wyrobu, grubość, stan dostawy, kierunek badania oraz określona metoda badawcza decydują o znaczeniu podanej liczby.

## Tabele składu i właściwości stali nierdzewnych

Tabela dotycząca stali nierdzewnej jest użyteczna tylko wtedy, gdy jasno określono jej zakres. Na przykład określenie „stal nierdzewna 304” wskazuje powszechnie rozpoznawalną rodzinę stopów, ale samo w sobie nie określa, czy materiał ma postać blachy cienkiej, blachy grubej, pręta, rury, odkuwki ani czy jest dostarczany zgodnie z ASTM A240, ASTM A276, ASTM A479, ASTM A213 lub inną specyfikacją. Normy te mogą nakładać różne wymagania dotyczące wyrobu, zasady obróbki cieplnej, wymiary, wymagania badań oraz wartości graniczne właściwości mechanicznych.

To rozróżnienie oddziela tabelę składu od tabeli właściwości. Tabela składu podaje dopuszczalne zakresy zawartości wagowej pierwiastków takich jak chrom, nikiel, węgiel, mangan, krzem, molibden, fosfor, siarka i azot. Tabela właściwości mechanicznych podaje takie wartości jak minimalna wytrzymałość na rozciąganie, granica plastyczności, wydłużenie lub twardość dla określonego wyrobu i stanu. Norma ASTM A400 przedstawia szerszą zasadę w odniesieniu do prętów stalowych: wybór zależy od gatunku, składu chemicznego, stanu przetworzenia, wymiaru przekroju oraz wymaganej minimalnej granicy plastyczności. Nazwa gatunku jest zatem wskazówką identyfikacyjną, a nie kompletną specyfikacją materiału.

SSINA publikuje tabele składu oraz określone właściwości mechaniczne austenitycznych gatunków stali nierdzewnych objętych specyfikacjami wyrobów ASTM. *Stainless Steel Handbook* firmy Outokumpu również oddziela skład chemiczny gatunków od danych mechanicznych i fizycznych. Odwołania te są wartościowe, ponieważ pokazują ograniczenia porównań tabelarycznych: skład chemiczny może identyfikować rodzinę stopów, natomiast wymaganie dotyczące właściwości odnosi się do konkretnej normy wyrobu i stanu dostawy.

### Austenityczne, ferrytyczne, martenzytyczne i inne rodziny stali nierdzewnych

Austenityczne stale nierdzewne, w tym 304, 304L, 316, 316L, 321, 347 i 310S, są zasadniczo identyfikowane na podstawie składu chromowo-niklowego lub chromowo-niklowo-molibdenowego oraz austenitycznej mikrostruktury w temperaturze pokojowej. Zwykle nie utwardza się ich przez hartowanie w sposób charakterystyczny dla gatunków martenzytycznych. Ich wytrzymałość może jednak znacznie się różnić w zależności od zgniotu, szczególnie w przypadku blach cienkich i taśm.

Gatunki ferrytyczne, takie jak 430 i 409, są przede wszystkim stalami chromowymi, zawierającymi niewielką ilość niklu lub nie zawierającymi go wcale jako zamierzonego dodatku. Ich regularna, centrowana przestrzennie struktura ferrytyczna wpływa na odpowiedź magnetyczną, spawalność, udarność i zachowanie podczas kształtowania. Gatunki martenzytyczne, w tym 410, 420 i 440C, zawierają wystarczającą ilość węgla i dodatków stopowych, aby reagować na austenityzowanie i hartowanie. Ich twardość i wytrzymałość silnie zależą od obróbki cieplnej, dlatego tabela przedstawiająca wyłącznie nominalny skład chemiczny nie może odzwierciedlać właściwości materiału dostarczonego.

Do innych rodzin należą gatunki utwardzane wydzieleniowo, takie jak 17-4 PH, gatunki duplex, takie jak 2205, oraz gatunki superduplex, takie jak 2507. Stale nierdzewne duplex łączą fazę ferrytyczną i austenityczną; równowaga faz zależy od składu chemicznego, przesycania w roztworze, chłodzenia i grubości wyrobu. Tabela dla gatunku „2205”, która pomija właściwą specyfikację wyrobu i obróbkę cieplną, może zatem ukrywać istotne wymaganie metalurgiczne.

Różnią się również same systemy oznaczeń. Odniesienia ASTM i UNS zazwyczaj identyfikują gatunek 304 jako UNS S30400, a 316 jako UNS S31600, natomiast odmiany niskowęglowe to 304L, UNS S30403, oraz 316L, UNS S31603. Oznaczenia europejskie, takie jak [X5CrNi18-10](/pl/materiały/numer-materiału/1.4301 " — skład, odpowiedniki i normy") i [X2CrNiMo17-12-2](/pl/materiały/numer-materiału/1.4404 " — skład, odpowiedniki i normy"), są powiązane z tymi gatunkami, ale nie są automatycznie zamienne z każdym oznaczeniem wyrobu ASTM. *Handbook of Comparative World Steel Standards* z tego powodu przedstawia oddzielnie porównawcze tabele składu chemicznego i właściwości mechanicznych. Podobne nazwy nie potwierdzają identycznych wartości granicznych.

### Chrom, nikiel, molibden, węgiel i azot

Chrom jest podstawowym dodatkiem definiującym stal nierdzewną, ponieważ sprzyja powstawaniu cienkiej, bogatej w chrom pasywnej warstwy ochronnej. Tabela składu może wskazywać minimalną zawartość chromu, ale odporność korozyjna zależy również od stanu powierzchni, środowiska, obróbki cieplnej, wtrąceń, stref spawania oraz narażenia na chlorki lub kwasy. Odporność korozyjna nie jest pojedynczą właściwością mechaniczną, taką jak granica plastyczności lub wydłużenie, i nie należy przedstawiać jej w tej samej kolumnie co wytrzymałości na rozciąganie bez podania metody badania i warunków ekspozycji.

Nikiel stabilizuje austenit oraz wpływa na równowagę faz, udarność, ciągliwość i zachowanie podczas umocnienia odkształceniowego. Dwa nominalnie podobne gatunki austenityczne mogą mieć różne wartości graniczne zawartości niklu, co prowadzi do różnej stabilności podczas kształtowania lub spawania. Molibden poprawia odporność na korozję miejscową w wielu środowiskach zawierających chlorki. Dlatego gatunki 316 i 304 nie są zamienne wyłącznie z tego powodu, że oba są austenitycznymi chromowo-niklowymi stalami nierdzewnymi; gatunek 316 zawiera kontrolowany dodatek molibdenu, podczas gdy dla gatunku 304 nie ustanowiono takiego samego wymagania dotyczącego molibdenu.

Węgiel ma znaczenie zarówno chemiczne, jak i metalurgiczne. Gatunki „L”, takie jak 304L i 316L, mają ograniczoną maksymalną zawartość węgla w porównaniu z odpowiadającymi im gatunkami o standardowej zawartości węgla. Mniejsza zawartość węgla zmniejsza ryzyko wydzielania węglików chromu podczas spawania, a następnie korozji międzykrystalicznej, chociaż ostateczny rezultat nadal zależy od technologii spawania, grubości przekroju, historii cieplnej i obróbki po spawaniu. Gatunki stabilizowane wprowadzają kolejne rozróżnienie: 321 wykorzystuje tytan, natomiast 347 — kolumb (niob), aby wiązać węgiel i zmniejszać ryzyko uczulenia w określonych warunkach.

Azot może być celowo kontrolowany, a nie traktowany jako przypadkowe zanieczyszczenie. Umacnia on austenityczną stal nierdzewną oraz przyczynia się do odporności korozyjnej i równowagi fazowej w gatunkach duplex. Tabela porównująca wyłącznie chrom i nikiel może przeoczyć istotną różnicę między dwoma gatunkami. Węgiel, azot, molibden i dodatki stabilizujące mogą być przyczyną tego, że podobnie wyglądające oznaczenia mają różne wymagania dotyczące wytrzymałości, spawalności lub badań korozyjnych.

Reprezentatywne tabele porównawcze, w tym publikowane przez Engineering ToolBox, mogą pomóc w przedstawieniu ogólnych tendencji dotyczących zawartości węgla, chromu, manganu, molibdenu, niklu, fosforu, siarki i krzemu. Nie zastępują one jednak właściwej normy. Dopuszczalny zakres określony w ASTM A240 może różnić się od zakresu określonego w ASTM A276 lub w równoważnej europejskiej normie wyrobu EN.

### Wymagania specyfikacji dla austenitycznych gatunków stali nierdzewnych

Kompletna tabela dotycząca gatunku austenitycznego powinna określać co najmniej normę, postać wyrobu, gatunek, stan obróbki cieplnej, zakres grubości lub wymiarów przekroju, kierunek badania oraz właściwą metodę badania. ASTM A240 obejmuje chromowe oraz chromowo-niklowe nierdzewne blachy grube, blachy cienkie i taśmy przeznaczone do zbiorników ciśnieniowych oraz zastosowań ogólnych; ASTM A276 obejmuje pręty i kształtowniki ze stali nierdzewnej; ASTM A479 obejmuje pręty i kształtowniki do zbiorników ciśnieniowych oraz zastosowań ogólnych; natomiast ASTM A213 obejmuje bezszwowe ferrytyczne i austenityczne rury ze stali stopowej do kotłów, przegrzewaczy, wymienników ciepła i skraplaczy. Pojawienie się tego samego oznaczenia gatunku w tych dokumentach nie oznacza, że wszystkie wymagania mechaniczne są identyczne.

Specyfikacje austenitycznych stali nierdzewnych zwykle określają minimalną wytrzymałość na rozciąganie, minimalną granicę plastyczności i minimalne wydłużenie, ale wartości te dotyczą określonego wyrobu i jego grubości. Taśma walcowana na zimno może mieć większą wytrzymałość niż wyżarzana blacha gruba z powodu odkształcenia. Właściwości prętów mogą się różnić w zależności od średnicy i obróbki cieplnej. Kierunek badania może mieć znaczenie w przypadku wystąpienia anizotropii wskutek walcowania lub ciągnienia. Wymagania dotyczące twardości mogą uzupełniać badania rozciągania, a nie je zastępować.

Normy wyrobów ASTM nakładają również wymagania wykraczające poza skład chemiczny i badania rozciągania, w tym dotyczące przesycania w roztworze, hartowania, wielkości ziarna, badań korozji międzykrystalicznej, badań hydrostatycznych lub badań nieniszczących oraz tolerancji wymiarowych, jeśli mają zastosowanie. AISC wskazuje, że specyfikacje ASTM dotyczące stali konstrukcyjnych zasadniczo zawierają zarówno wymagania dotyczące składu chemicznego, jak i właściwości mechanicznych; ta sama zasada odnosi się do wyrobów ze stali nierdzewnej, chociaż poszczególne wymagania zależą od normy wyrobu.

Nickel Institute porządkuje informacje o stopach w oddzielnych tabelach składu chemicznego, właściwości mechanicznych, właściwości fizycznych i specyfikacji. Taki układ jest bardziej wiarygodny niż przypisywanie jednego uniwersalnego poziomu wytrzymałości na rozciąganie lub oceny odporności korozyjnej danemu gatunkowi. Dane ASTM, SSINA i Outokumpu należy odczytywać jako informacje powiązane ze specyfikacją: skład chemiczny definiuje dopuszczalny stop, natomiast proces przetwarzania i mikrostruktura w znacznym stopniu określają zachowanie materiału dostarczonego. Tabela pomijająca te powiązania może być przejrzysta, ale nie stanowi wystarczającej dokumentacji materiału.

## Tabele stali konstrukcyjnych i wartości obliczeniowe

Tabele stali konstrukcyjnych często przedstawiają S235, S275, S355, S420, S450 i S460 w jednym uporządkowanym szeregu wytrzymałości. Taki sposób prezentacji jest użyteczny, ale niepełny. Oznaczenie identyfikuje klasę stali konstrukcyjnej w ramach danego systemu norm; samo w sobie nie określa uniwersalnego składu chemicznego, postaci wyrobu, obróbki cieplnej, zakresu grubości ani certyfikowanego wyniku badania.

Tabela materiałowa Eurokodu 3 jest zestawieniem odniesienia dla materiałów stosowanych w projektowaniu, a nie tabelą zakupową ani tabelą składu chemicznego. Jej wartości są powiązane z **EN 1993-1-1, sekcja 3.2.6**, i należy je odczytywać wraz z odpowiednią normą wyrobu. Blacha, kształtownik walcowany na gorąco, kształtownik zamknięty, element kuty i element złączny mogą mieć powiązane oznaczenia, lecz podlegać różnym wymaganiom.

### S235, S275, S355, S420, S450 i S460

Litera „S” w tych europejskich oznaczeniach oznacza stal konstrukcyjną, natomiast następująca po niej liczba konwencjonalnie określa nominalną minimalną granicę plastyczności w megapaskalach dla określonej grubości odniesienia, zwykle dla materiału o grubości do 16 mm. Zgodnie z tą konwencją S235 oznacza 235 MPa, S275 oznacza 275 MPa, a S355 oznacza 355 MPa. Analogicznie S420, S450 i S460 wskazują nominalne poziomy granicy plastyczności wynoszące odpowiednio 420, 450 i 460 MPa.

Wartości te nie są stałe dla wszystkich grubości. Wraz ze wzrostem grubości określona minimalna granica plastyczności może się zmniejszać, ponieważ grubsze wyroby chłodzą się w inny sposób podczas wytwarzania i mogą uzyskiwać mniej korzystne właściwości w kierunku grubości. W tabeli obliczeniowej EN 1993-1-1 nominalne wartości dla materiału o grubości do 16 mm wynoszą odpowiednio 235, 275, 355, 420, 450 i 460 MPa. Dopuszczalna wartość obliczeniowa zmniejsza się w większych przedziałach grubości. Na przykład powszechnie stosowane wartości dla grubości powyżej 16 mm i do 40 mm wynoszą w przybliżeniu 225 MPa dla S235, 265 MPa dla S275, 345 MPa dla S355, 400 MPa dla S420, 430 MPa dla S450 oraz 440 MPa dla S460. Dokładną wartość należy przyjąć z właściwej tabeli i normy materiałowej, a nie wyznaczać przez interpolację.

Wytrzymałość na rozciąganie jest odrębnym wymaganiem. Reprezentatywne zakresy od wartości minimalnej do maksymalnej związane z tymi gatunkami obejmują około 360–510 MPa dla S235, 370–530 MPa dla S275, 470–630 MPa dla S355, 520–680 MPa dla S420, 550–720 MPa dla S450 oraz 540–720 MPa dla S460, z uwzględnieniem rodzaju wyrobu, grubości i stanu dostawy. Zakresy te częściowo się pokrywają. S460 nie jest definiowana wyłącznie przez wytrzymałość na rozciąganie wyższą o 105 MPa od wytrzymałości S355, a wynik badania zbliżony do górnej granicy zakresu dla S355 nie czyni danego materiału stalą S460.

Przyrostki również niosą informacje. Oznaczenia takie jak S355JR, S355J0 i S355J2 obejmują wymagania dotyczące udarności związane z temperaturą badania i energią pochłoniętą podczas badania. Oznaczenia takie jak S355N lub S355M identyfikują stany dostawy zgodnie z rodziną norm EN 10025. Oznaczenie pozbawione przyrostka może zatem pomijać informacje niezbędne do rozróżnienia udarności, technologii wytwarzania i zgodności ze specyfikacją.

Skład chemiczny pozostaje ważny, lecz nie wyjaśnia całej tabeli. ASTM A400, *Standardowa praktyka dotycząca prętów stalowych, przewodnik wyboru, skład chemiczny i właściwości mechaniczne*, porządkuje dobór według gatunku, składu chemicznego, stanu przetworzenia, wymiaru przekroju i wymaganej minimalnej granicy plastyczności. Taka struktura ilustruje zasadniczą kwestię: skład chemiczny i wytrzymałość są ze sobą powiązane, ale nie są wzajemnie zamiennymi kategoriami. ASM International stwierdza, że właściwości stali węglowych i stopowych wynikają ze łącznego wpływu składu chemicznego, procesu wytwarzania i mikrostruktury. Na uzyskany wynik mogą wpływać między innymi zawartość węgla, mangan, krzem, dodatki stopowe, rozdrobnienie ziarna, historia walcowania, chłodzenie oraz cykle cieplne podczas spawania.

### Właściwości materiału a nośność obliczeniowa

Właściwość materiału jest cechą zmierzoną lub określoną dla stali. Do tej kategorii należą granica plastyczności, wytrzymałość na rozciąganie, wydłużenie, energia udarności oraz wartości graniczne składu chemicznego. Nośność obliczeniowa jest wyznaczana na podstawie tych właściwości po zastosowaniu przez normę projektową współczynników bezpieczeństwa, zasad dotyczących przekroju, modeli wyboczenia, ograniczeń stateczności i innych warunków.

W przypadku przekroju obciążonego rozciąganiem uproszczony wzór Eurokodu może wykorzystywać nośność plastyczną:

Npl,Rd=A⁢fyγM0,

gdzie A jest odpowiednim polem powierzchni, fy jest zależną od grubości granicą plastyczności, a γM0 jest współczynnikiem częściowym określonym w Załączniku Krajowym. Nie jest to wynik próby rozciągania. Jest to nośność przypisana określonemu modelowi zniszczenia w ramach określonego przepisu projektowego.

Ściskanie i zginanie wymagają dodatkowych sprawdzeń. Smukłość lokalna ścianek może uniemożliwić osiągnięcie przez całe pole przekroju brutto nośności plastycznej. Wyboczenie elementu wprowadza współczynnik redukcyjny zależny od smukłości i krzywej wyboczenia. Zwichrzenie może decydować o nośności belki nawet wtedy, gdy granica plastyczności stali jest wysoka. Połączenia spawane mogą wymagać odrębnego sprawdzenia spoiny, stref wpływu ciepła, przekrojów netto oraz jakości wykonania.

To rozróżnienie wyjaśnia również, dlaczego wyższy gatunek stali nie pozwala automatycznie na proporcjonalne zwiększenie każdej nośności obliczeniowej. W przypadku słupa, którego zachowanie jest determinowane przez wyboczenie typu Eulera, przejście z S355 na S460 może przynieść niewielką korzyść, jeżeli decydująca pozostaje jego smukłość geometryczna. Połączenie, którego nośność jest określona przez pole netto w przekroju otworów na śruby lub rozerwanie blokowe, może nie zyskać w tej samej proporcji co przekrój brutto osiągający granicę plastyczności. Nośność obliczeniowa dotyczy elementu i sposobu zniszczenia, a nie wyłącznie oznaczenia gatunku.

### EN 1993-1-1 i kontekst norm wyrobów

EN 1993-1-1 zawiera ogólne zasady projektowania konstrukcji stalowych oraz w sekcji 3.2.6 podaje nominalne właściwości materiałów dla powszechnie stosowanych gatunków stali konstrukcyjnych. Nie zastępuje ona normy wyrobu, która określa wytwarzanie, skład chemiczny, tolerancje, badania, stan dostawy i certyfikację.

W przypadku wyrobów konstrukcyjnych kluczowe znaczenie ma seria EN 10025. EN 10025-2 obejmuje [stale konstrukcyjne niestopowe](/pl/kategorie/stale-konstrukcyjne-niestopowe "stale konstrukcyjne niestopowe"); EN 10025-3 obejmuje [stale konstrukcyjne drobnoziarniste](/pl/kategorie/stale-konstrukcyjne-drobnoziarniste "stale konstrukcyjne drobnoziarniste"), spawalne, normalizowane lub walcowane normalizująco; EN 10025-4 obejmuje stale drobnoziarniste, spawalne, walcowane termomechanicznie; natomiast inne normy wyrobów dotyczą kształtowników zamkniętych, wyrobów formowanych na zimno i konstrukcyjnych stali nierdzewnych. Oznaczenie należy odczytywać łącznie z postacią wyrobu i normą. SteelConstruction.info odzwierciedla ten układ, łącząc europejskie gatunki stali konstrukcyjnych z normami określającymi ich wymagania chemiczne i mechaniczne.

Tabela składu chemicznego zawierająca węgiel, mangan, fosfor, siarkę, krzem, chrom, nikiel lub molibden nie zastępuje zatem tabeli właściwości mechanicznych. Tabela właściwości mechanicznych również nie jest kompletną specyfikacją zakupu. AISC dokonuje takiego samego rozróżnienia w omówieniu specyfikacji ASTM dotyczących stali konstrukcyjnych: wymagania dotyczące kształtowników i blach obejmują na ogół zarówno postanowienia dotyczące składu chemicznego, jak i właściwości mechanicznych. Normy ASTM rozdzielają również stale węglowe, konstrukcyjne, nierdzewne, ferrytyczne, austenityczne i stopowe na specyfikacje podlegające różnym zasadom badań i odbioru.

Tabele odniesienia opracowane przez Nickel Institute, SSINA, Engineering ToolBox oraz podręczniki porównujące normy dotyczące stali mogą pomagać w porządkowaniu gatunków w różnych systemach, lecz zawarte w nich dane mogą mieć charakter reprezentatywny, skrócony lub porównawczy, a nie charakter obowiązujących wartości granicznych. Dokumentem rozstrzygającym jest przywołana norma wyrobu, w przywołanym wydaniu, dla przywołanej postaci wyrobu i grubości. Na tym poziomie S355 staje się określonym materiałem, a nie oznaczeniem oderwanym od kontekstu jego wytwarzania i projektowania.

## ASTM A400 jako model doboru i interpretacji

ASTM A400, *Standard Practice for Steel Bars, Selection Guide, Composition, and Mechanical Properties*, stanowi użyteczny model, ponieważ nie traktuje gatunku stali jako samodzielnej, zamkniętej tożsamości materiału. Jego tabele łączą kilka warunków, które w popularnych zestawieniach stali są często rozdzielane lub pomijane: oznaczenie gatunku, skład chemiczny, stan przeróbki, wielkość przekroju oraz wymaganą minimalną granicę plastyczności.

Taka struktura ma znaczenie. Tabela składu chemicznego odpowiada na jedno pytanie: jakie pierwiastki i w jakich granicach są określone dla danego gatunku? Tabela właściwości mechanicznych odpowiada na inne: jaka wytrzymałość, twardość, plastyczność lub udarność jest wymagana w określonych warunkach badania i dla danego wyrobu? ASTM A400 przedstawia te kwestie obok problemu doboru, ale nie zaciera różnic między nimi.

Nazwy gatunków AISI lub ASTM mogą zawęzić wybór, nie określając jednak wszystkich wymagań dotyczących dostarczonego pręta. Nadal obowiązuje właściwa specyfikacja wyrobu. Znaczenie mają również określony zakres wymiarów, obróbka cieplna, stan wykończenia, miejsce pobrania próbki, kierunek badania oraz kryteria odbioru. Dlatego ten sam nominalny gatunek może występować z różnymi dopuszczalnymi właściwościami, gdy zmienia się postać wyrobu lub wielkość przekroju.

### Dobór gatunku na podstawie wymaganej granicy plastyczności

Granicę plastyczności należy traktować jako parametr doboru, a nie jako liczbę przepisaną z ogólnej tabeli gatunków. ASTM A400 porządkuje kandydackie gatunki prętów stalowych według wymaganej minimalnej granicy plastyczności, przedstawiając jednocześnie składy chemiczne i procesy przeróbki związane z tymi kandydatami. Jest to bardziej miarodajne niż klasyfikowanie gatunków od „niskiej” do „wysokiej wytrzymałości” bez wyjaśnienia, w jaki sposób uzyskano podane wartości.

Wymagana minimalna granica plastyczności wyznacza najpierw próg użytkowy. Sama w sobie nie określa jednak gatunku. Kilka gatunków może spełniać ten próg, różniąc się jednocześnie zawartością węgla, manganu, chromu, niklu, molibdenu lub innych pierwiastków stopowych. Różnice te wpływają na hartowność, spawalność, reakcję na obróbkę cieplną, możliwości uzyskania wymaganych właściwości w określonej wielkości przekroju, a niekiedy także na udarność. *Metals Handbook* wydawany przez ASM International przypisuje właściwości stali węglowych i stopowych łącznemu oddziaływaniu składu chemicznego, przeróbki oraz mikrostruktury. Skład chemiczny jest przyczyną uzyskiwanych właściwości, a nie ich zamiennikiem.

Rozróżnienie to jest widoczne w opracowaniach dotyczących stali konstrukcyjnych. Tabele obliczeniowe Eurocode 3 identyfikują gatunki S235, S275, S355, S420, S450 i S460 wraz z obliczeniowymi właściwościami materiału zgodnie z EN 1993-1-1, sekcja 3.2.6. Te wartości obliczeniowe należą do określonych ram projektowych; nie należy ich automatycznie przenosić na gatunek pręta ASTM tylko dlatego, że w tabeli przedstawiono podobne wartości granicy plastyczności. „S355” jest oznaczeniem EN o określonym kontekście wyrobu i normy. Nie jest uniwersalną tożsamością chemiczną ani mechaniczną równoważną każdej stali wymienionej w jego pobliżu.

Tabela doboru może ujawnić kompromis między granicą plastyczności a innymi wymaganiami. Zwiększenie wytrzymałości przez stopowanie lub obróbkę cieplną może zmienić wydłużenie, skrawalność, wymagania dotyczące procedury spawania lub właściwości w niskiej temperaturze. Gatunek spełniający cel w postaci minimalnej granicy plastyczności 690 MPa w małym pręcie hartowanym i odpuszczanym może nie zapewniać tej wartości w znacznie większym przekroju i może nie być zamienny z wyrobem normalizowanym o tym samym oznaczeniu nominalnym.

Podana wartość granicy plastyczności również wymaga określenia podstawy badania. Minimalną określoną granicę plastyczności można wyznaczać na podstawie wyraźnej granicy plastyczności albo za pomocą określonej metody umownego przesunięcia, zależnie od normy. Długość pomiarowa, orientacja próbki oraz miejsce pobrania próbki mogą wpływać na uzyskany wynik. Tabela podająca „granicę plastyczności” bez tych szczegółów jest niekompletna, nawet jeśli jej wartość liczbowa została prawidłowo przepisana.

### Stan przeróbki i wielkość przekroju

Przeróbka stanowi ogniwo łączące skład chemiczny z właściwościami mechanicznymi. Walcowanie na gorąco, normalizowanie, wyżarzanie, hartowanie i odpuszczanie, obróbka na zimno oraz odprężanie prowadzą do powstania różnych mikrostruktur przy tym samym składzie chemicznym wytopu. Istotna jest również szybkość chłodzenia. Mały pręt traci ciepło szybciej niż duży, dlatego podczas chłodzenia może w nim powstać inna struktura przemianowa. Rdzeń ciężkiego przekroju może chłodzić się na tyle wolno, że pozostanie bardziej miękki niż powierzchnia albo będzie wymagał innego harmonogramu obróbki cieplnej.

ASTM A400 uwzględnia to praktycznie, wiążąc dobór ze stanem przeróbki i wielkością przekroju, zamiast przedstawiać jedną wartość wytrzymałości dla całego gatunku. Tabela prętów może rozróżniać materiał walcowany na gorąco od materiału hartowanego i odpuszczanego albo oddzielać zakresy średnic przed przypisaniem minimalnych wartości granicy plastyczności. Przyczyna tego rozróżnienia jest metalurgiczna, a nie redakcyjna. Zawartość węgla i pierwiastków stopowych wpływa na hartowność, lecz hartowność nie oznacza, że każde miejsce w każdym przekroju osiągnie tę samą twardość lub wytrzymałość.

Grubość i średnica mogą również zmieniać obowiązującą wartość minimalną. Specyfikacje wyrobów często dzielą wymagania mechaniczne według wymiarów, ponieważ większe przekroje trudniej jest równomiernie przekształcić, a w ich rdzeniach mogą występować niższe właściwości. Tabela składu chemicznego nie ujawni tego ograniczenia. Tabeli właściwości mechanicznych również nie można prawidłowo odczytać, jeśli pominięta zostanie kolumna dotycząca wymiarów.

Rzeczywiste wymagania odbiorowe określa specyfikacja wyrobu. ASTM A400 jest praktyką doboru, natomiast specyfikacja wyrobu ASTM definiuje wymagania dla konkretnego wyrobu. Normy ASTM obejmują wymagania chemiczne, mechaniczne, metalurgiczne i inne dotyczące stali węglowych, konstrukcyjnych, nierdzewnych, ferrytycznych, austenitycznych i stopowych. AISC również wyjaśnia, że specyfikacje ASTM dotyczące kształtowników i blach ze stali konstrukcyjnej zawierają na ogół zarówno wymagania dotyczące składu chemicznego, jak i właściwości mechanicznych. Dlatego dokładna specyfikacja, jej wydanie, wymagania dodatkowe oraz oznaczenie zamówieniowe muszą towarzyszyć każdej pozycji tabeli wykorzystywanej do podejmowania decyzji inżynierskich.

Opracowania dotyczące stali nierdzewnych pokazują ten sam podział. Tabele SSINA podają skład w procentach masowych oraz określone właściwości mechaniczne austenitycznych gatunków stali nierdzewnych objętych specyfikacjami wyrobów ASTM. Nickel Institute przedstawia dane chemiczne, mechaniczne, fizyczne i specyfikacyjne jako odrębne klasy informacji. Formaty te są użyteczne właśnie dlatego, że nie sugerują, iż sam procent niklu, chromu lub węgla pozwala przewidzieć pełne zachowanie materiału w warunkach eksploatacji.

### Korzystanie z przewodnika doboru bez jego niewłaściwego stosowania

Przewodnik doboru może uporządkować kandydatów, ujawnić, dlaczego dwa gatunki nie są zamienne, oraz wskazać, gdzie wytrzymałość zależy od przeróbki lub wielkości przekroju. Może pomóc inżynierowi przejść od wymaganej minimalnej granicy plastyczności do krótkiej listy prawdopodobnych gatunków, a następnie porównać skład chemiczny, hartowność, plastyczność i stan obróbki. Stanowi również ostrzeżenie przed pozorną równoważnością. *Handbook of Comparative World Steel Standards* z tego powodu utrzymuje osobno porównawcze tabele składu chemicznego i porównawcze tabele właściwości mechanicznych: zgodność oznaczeń nie dowodzi równoważności specyfikacji.

Przewodnik nie może zastąpić obowiązującej specyfikacji wyrobu. Nie może poświadczyć zgodności wytopu, potwierdzić świadectwa odbioru hutniczego, ustalić rzeczywistych właściwości niebadanej części ani zagwarantować właściwego działania poza zakresem wymiarów, stanem materiału, orientacją, temperaturą i metodą badania określonymi w źródle. Reprezentatywne tabele porównawcze, takie jak zestawienia Engineering ToolBox zawierające informacje o węglu, chromie, manganie, molibdenie, niklu, fosforze, siarce i krzemie, są przydatne do celów orientacyjnych, lecz nie zastępują wartości granicznych określonych w obowiązującej specyfikacji. Ta sama ostrożność dotyczy poradników, tabel dostawców i wykazów gatunków według różnych norm.

#### Wiarygodny sposób pracy z tabelą

Określ postać wyrobu i normę; podaj wymagane właściwości; zidentyfikuj rozmiar i stan przetworzenia; sprawdź skład chemiczny i wymagania dodatkowe; dopasuj kierunek, temperaturę i metodę badania; następnie zweryfikuj dostarczony materiał na podstawie certyfikacji i wyników badań.

Prawidłowa kolejność jest zatem prosta, lecz rygorystyczna: określić postać wyrobu i normę, podać wymagane minimalne właściwości, określić dopuszczalny wymiar oraz stan przeróbki, sprawdzić skład chemiczny i wymagania dodatkowe, a następnie zweryfikować dostarczony materiał na podstawie właściwego świadectwa i badań. ASTM A400 pomaga na etapie doboru. Nie wykonuje za użytkownika czynności związanych ze specyfikacją, wytwarzaniem ani odbiorem.

## Jak porównywać gatunki według systemów ASTM, EN i innych

Nazwa gatunku jest punktem wyjścia, a nie tożsamością materiału. Systemy ASTM, EN, JIS, GB, ISO i inne przypisują oznaczenia w ramach różnych norm wyrobu, a normy te mogą określać skład chemiczny, wytrzymałość, udarność, obróbkę cieplną, wymiary, badania oraz dozwolone metody wytwarzania. Dlatego „S355”, „A572 Grade 50” i „AISI 1045” nie mogą być traktowane jako wzajemnie zamienne oznaczenia tylko dlatego, że tabela porównawcza umieszcza je w tym samym wierszu.

*Podręcznik porównawczy światowych norm stali* (*Handbook of Comparative World Steel Standards*) pozwala praktycznie zastosować to rozróżnienie: jego tabele porównawcze dla stali stopowych przerabianych plastycznie i odlewanych oddzielają składy chemiczne od właściwości mechanicznych. Rozdzielenie to nie jest wyłącznie decyzją redakcyjną. Skład chemiczny opisuje ograniczenia dotyczące takich pierwiastków jak węgiel, mangan, chrom, nikiel, fosfor i siarka, natomiast tabela właściwości mechanicznych przedstawia wyniki uzyskane w określonych warunkach przetwarzania i badań. Są to powiązane zbiory danych, ale nie mogą wzajemnie się zastępować.

Podobieństwo składu chemicznego dwóch oznaczeń nie dowodzi identyczności norm wyrobu, zasad przetwarzania, wymagań dotyczących udarności ani minimalnych właściwości mechanicznych. Strong evidence

### Podobieństwo składu chemicznego nie oznacza równoważności specyfikacji

Tabela składu chemicznego może wykazać, że dwa gatunki mieszczą się w podobnym zakresie składu. Sama w sobie nie może jednak potwierdzić, że gatunki te spełniają tę samą specyfikację wyrobu lub zachowują się podobnie w warunkach eksploatacji.

Rozważmy stale konstrukcyjne węglowe i niskostopowe. ASTM A572/A572M Grade 50 i EN 10025-2 S355 są często porównywane, ponieważ ich nominalne minimalne granice plastyczności mieszczą się w podobnym zakresie dla niektórych postaci wyrobu i grubości. Ich systemy specyfikacji nadal różnią się pod względem limitów składu chemicznego, kategorii wyrobów, oznaczeń udarności, wymagań dotyczących stanu dostawy, zasad wymiarowania i postanowień dotyczących badań. Tabela zawierająca wyłącznie informacje o węglu, manganie, fosforze i siarce ukrywa te różnice.

Ten sam problem występuje w przypadku stali nierdzewnej. „304” może oznaczać oznaczenie AISI, gatunek wyrobu ASTM, taki jak Type 304 w ramach określonej specyfikacji wyrobu, albo oznaczenie europejskie, takie jak 1.4301, powiązane z X5CrNi18-10. Oznaczenia te pokrywają się w powszechnym użyciu, ale wymagania decydujące zależą od normy wyrobu. SSINA oddziela tabele składu wyrażonego w procentach masowych od określonych właściwości mechanicznych dla gatunków austenitycznych stali nierdzewnych objętych specyfikacjami wyrobów ASTM. Taki układ prawidłowo zapobiega uznaniu zakresu składu chemicznego za kompletny wymóg dotyczący dostawy.

ASTM A400, *Standard Practice for Steel Bars, Selection Guide, Composition, and Mechanical Properties*, stanowi użyteczne ostrzeżenie przed uproszczonymi tabelami gatunków. Przedstawia wytyczne dotyczące doboru według gatunku, składu chemicznego, stanu przetworzenia, wymiaru przekroju oraz wymaganej minimalnej granicy plastyczności. Oznaczenie pręta nie ma tego samego znaczenia bez tych dodatkowych zmiennych. Ciągnienie na zimno, wyżarzanie, normalizowanie, hartowanie i odpuszczanie lub walcowanie na gorąco mogą prowadzić do uzyskania znacznie różnej wytrzymałości i ciągliwości mimo bardzo podobnego składu chemicznego.

Opracowanie ASM dotyczące stali węglowych i stopowych wyjaśnia przyczynę metalurgiczną: właściwości wynikają z łącznego wpływu składu chemicznego, przetwarzania i mikrostruktury. Zawartość węgla może wpływać na twardość i hartowność, ale nie określa jednoznacznie granicy plastyczności, udarności, odporności zmęczeniowej, wydłużenia ani naprężeń własnych. Znaczenie mają również wielkość ziarna, szybkość chłodzenia, produkty przemian, odpuszczanie, zawartość wtrąceń i wcześniejsze odkształcenie.

Porównania składu chemicznego pozostają użyteczne. Mogą wskazać oczywiste niezgodności, ujawnić, czy gatunek jest niskowęglowy lub zawiera chrom, a także umożliwić wstępną ocenę obecności pierwiastków wpływających na spawalność lub odporność korozyjną. Powinny jednak pozostać w tabeli składu chemicznego, w której obok każdego gatunku podano właściwą normę wyrobu i jej wydanie. Przykładowe zestawienie, takie jak opublikowane przez Engineering ToolBox, nie stanowi wiążącej wartości granicznej specyfikacji.

### Porównywanie właściwości mechanicznych w porównywalnych warunkach

Wartości mechaniczne stają się porównywalne dopiero po ujednoliceniu warunków badania i dostawy. Należy co najmniej odnotować postać wyrobu, obowiązującą normę i jej wydanie, stan dostawy, grubość lub wymiar przekroju, kierunek badania, temperaturę badania, metodę badania oraz wymagany rodzaj właściwości.

W pierwszej kolejności należy określić postać wyrobu. Blachy, pręty walcowane na gorąco, druty, rury, odkuwki i kształtowniki konstrukcyjne mogą podlegać różnym normom, nawet jeśli ich oznaczenia wydają się podobne. ASTM A36/A36M dotycząca konstrukcyjnej stali węglowej, ASTM A29/A29M dotycząca prętów ze stali stopowej i węglowej przerabianych na gorąco oraz ASTM A276/A276M dotycząca prętów ze stali nierdzewnej nie są dokumentami wzajemnie zamiennymi. Ich tabele właściwości mechanicznych odnoszą się do różnych wyrobów i mogą określać odmienne warunki pobierania próbek lub obróbki cieplnej.

Grubość i wymiar przekroju mogą zmieniać wymaganą wartość minimalną. W tabelach EN dotyczących stali konstrukcyjnych wymaganie dotyczące granicy plastyczności dla gatunków takich jak S235, S275, S355, S420, S450 i S460 jest powiązane z zakresami grubości określonymi w odpowiednich postanowieniach dotyczących wyrobu i projektowania. Eurocode 3, EN 1993-1-1, punkt 3.2.6, podaje następnie obliczeniowe właściwości materiałowe stali konstrukcyjnej; wartości obliczeniowe nie są po prostu wynikami próby rozciągania skopiowanymi z ogólnej tabeli gatunków. Blacha badana w kierunku wzdłużnym w temperaturze pokojowej nie jest automatycznie porównywalna z grubym przekrojem badanym w kierunku poprzecznym ani z wartością skorygowaną na potrzeby projektowania w podwyższonej temperaturze.

Należy również podać stan dostawy. Określenia „normalizowany”, „walcowany termomechanicznie”, „hartowany i odpuszczany”, „wyżarzony” oraz „w stanie po walcowaniu” opisują różne stany metalurgiczne. Normy ASTM i EN mogą przypisywać tej samej szerokiej rodzinie gatunków odrębne przyrostki, klasy lub wymagania dotyczące stanu. Minimalnej wytrzymałości na rozciąganie podanej dla pręta hartowanego i odpuszczanego nie można stosować jako wartości reprezentatywnej dla pręta wyżarzonego tylko dlatego, że oba wyroby mają nominalnie to samo oznaczenie stopu.

Na podaną wartość wpływa metoda badania. Granica plastyczności może oznaczać wyraźną granicę plastyczności albo naprężenie umowne przy 0,2% odkształcenia plastycznego. Wydłużenie zależy od długości pomiarowej i geometrii próbki. Energia udarności Charpy’ego zależy od orientacji karbu, temperatury badania, wymiarów próbki i zasad raportowania wyników. Przeliczanie twardości również podlega warunkom; przeliczona wartość w skali Rockwella, Brinella lub Vickersa nie jest równoważna wynikowi bezpośredniego badania bez uwzględnienia właściwej normy przeliczeniowej.

#### Lista kontrolna porównania gatunków

1. **1** Określ postać wyrobu i dokładną specyfikację wyrobu.
2. **2** Zapisz obowiązującą normę, jej wydanie, gatunek, klasę, typ i wymagania dodatkowe.
3. **3** Wyodrębnij graniczne wartości składu chemicznego z dokumentu nadrzędnego.
4. **4** Zapisz stan dostawy, rozmiar, grubość, średnicę, grubość ścianki lub rozmiar przekroju.
5. **5** Dopasuj kierunek badania, geometrię próbki, temperaturę i metodę.
6. **6** Porównuj to samo wymaganie mechaniczne z takim samym wymaganiem mechanicznym.
7. **7** Sprawdź oddzielnie spawalność, udarność, odporność korozyjną, zmęczenie i wymagania wymiarowe.
8. **8** Potwierdź, że zamierzony kod projektowy uznaje proponowany materiał.

Wiarygodna procedura porównawcza powinna zatem przebiegać etapami:

1\. Określić postać wyrobu i dokładną specyfikację wyrobu. 2. Odnotować obowiązującą normę, jej wydanie, gatunek, klasę, typ oraz wymagania uzupełniające. 3. Wyodrębnić limity składu chemicznego z tego dokumentu, a nie z ogólnej tabeli oznaczeń. 4. Odnotować stan dostawy, obróbkę cieplną, grubość, średnicę, grubość ścianki lub wymiar przekroju. 5. Ujednolicić kierunek badania, geometrię próbki, temperaturę badania i metodę badania. 6. Porównywać to samo wymaganie mechaniczne — granicę plastyczności z granicą plastyczności, wytrzymałość na rozciąganie z wytrzymałością na rozciąganie, a energię udarności z energią udarności. 7. Osobno sprawdzić wymagania dotyczące spawalności, udarności, korozji, zmęczenia i wymiarów. 8. Potwierdzić, że zamierzony kod projektowy uznaje proponowany materiał.

Tabele Nickel Institute pokazują przykład takiej uporządkowanej metody, oddzielając dane chemiczne, mechaniczne, fizyczne i specyfikacyjne. Podobną strukturę należy stosować w odniesieniu do materiałów stalowych: skład chemiczny w jednej tabeli, wymagania mechaniczne w drugiej, a uwagi dotyczące kwalifikacji przy obu tabelach.

### Ograniczenia tabel porównawczych

Tabele porównawcze są narzędziami wstępnej selekcji. Są przydatne do wyszukiwania potencjalnych gatunków, identyfikowania rodzin o podobnej zawartości składników stopowych oraz lokalizowania norm wymagających dalszej analizy. Nie upoważniają jednak do bezpośredniej zamiany jednego materiału na drugi.

Tabela może łączyć kilka wydań norm w jednym wierszu, pomijać postać wyrobu, podawać typowy skład zamiast wartości maksymalnej albo przedstawiać wartość mechaniczną z innego zakresu grubości. Może również mylić oznaczenie krajowe ze specyfikacją wyrobu. „AISI 1045” identyfikuje na przykład powszechnie rozpoznawalny skład stali węglowej, ale samo w sobie nie określa wymagań dotyczących konkretnego pręta, blachy, odkuwki, stanu obróbki cieplnej ani zastosowania projektowego.

Prawidłowy wniosek z tabeli porównawczej ma charakter warunkowy: wskazany gatunek może być kandydatem do oceny technicznej zgodnie z określoną normą i w określonym stanie. Zastąpienie materiału wymaga weryfikacji względem specyfikacji materiałowej, świadectwa kontroli, kodu projektowego, procedury wytwarzania oraz wymagań eksploatacyjnych. Podobieństwo składu chemicznego jest dowodem bliskości, a nie potwierdzeniem równoważności. Ani wspólny numer, ani znajoma nazwa nie mogą zastąpić takiej weryfikacji.

## Badania, pobieranie próbek i znaczenie raportowanej wartości

Tabela dotycząca stali nie podaje właściwości w oderwaniu od kontekstu. Przedstawia wynik określonej analizy chemicznej lub badania mechanicznego przeprowadzonego na wybranej próbce, w ustalonych warunkach i ocenionego względem kryterium akceptacji. Usunięcie któregokolwiek z tych elementów może zmienić znaczenie liczby.

Dlatego oznaczenie gatunku nie może służyć jako pełna identyfikacja materiału. ASTM A400, *Standard Practice for Steel Bars, Selection Guide, Composition, and Mechanical Properties*, porządkuje informacje o prętach według gatunku, składu chemicznego, stanu przeróbki, wymiaru przekroju oraz wymaganej minimalnej granicy plastyczności. Jego struktura jasno pokazuje ograniczenie: ten sam nominalny gatunek może wymagać odmiennej interpretacji, gdy zmienia się postać wyrobu, wymiar, obróbka cieplna lub norma specyfikacyjna mająca zastosowanie.

### Analiza wytopu i analiza wyrobu

Analiza wytopu, czyli analiza kadziowa, opisuje skład chemiczny ciekłej stali reprezentowanej przez konkretny wytop. Producent zazwyczaj pobiera próbkę w trakcie wytwarzania stali, przed odlaniem materiału do wlewków lub przed odlewaniem ciągłym. Raportowane wartości mają reprezentować cały wytop. Nie muszą one stanowić bezpośredniego pomiaru gotowej blachy, pręta, odkuwki lub rury.

Analizę wyrobu wykonuje się na materiale pobranym z wyprodukowanego wyrobu. Może ona zatem odzwierciedlać miejsce pobrania próbki, segregację podczas krzepnięcia, stan powierzchni, obróbkę skrawaniem oraz lokalne zróżnicowanie chemiczne. Limit dla analizy wyrobu może różnić się od limitu dla analizy kadziowej, ponieważ obie analizy odpowiadają na różne pytania: jaki skład uzyskano w piecu oraz jaki skład występuje w dostarczonym wyrobie w miejscu pobrania próbki?

Rozróżnienie to ma szczególne znaczenie w przypadku pierwiastków objętych wąskimi limitami. Węgiel, siarka, fosfor, azot oraz pierwiastki stopowe, takie jak chrom, nikiel, molibden i wanad, mogą być raportowane z dokładnością do kilku miejsc po przecinku, ale prezentowana precyzja nie gwarantuje równoważnej dokładności. Wynik 0,018% siarki przy limicie wynoszącym 0,020% nadal zależy od metody analitycznej, kalibracji, przygotowania próbki oraz zasad zaokrąglania określonych w odpowiedniej normie.

Tabela składu może przedstawiać jedną reprezentatywną wartość dla stali nierdzewnej 304, na przykład przybliżoną zawartość chromu lub niklu. SSINA przedstawia natomiast zakresy składu wyrażone w procentach masowych oraz określone właściwości mechaniczne dla austenitycznych gatunków stali nierdzewnej objętych specyfikacjami wyrobów ASTM. Te drugie stanowią wymagania specyfikacji, podczas gdy pierwsze mogą być użytecznym punktem porównania. Nie należy traktować ich jako wartości zamiennych.

Ta sama ostrożność dotyczy tabel porównawczych, w których oznaczenia UNS, EN, JIS i ASTM umieszczono w sąsiednich kolumnach. *Handbook of Comparative World Steel Standards* rozdziela tabele porównawcze dotyczące składów chemicznych od tabel dotyczących właściwości mechanicznych, ponieważ podobieństwo chemiczne nie oznacza identycznych wymagań dotyczących przeróbki, postaci wyrobu, metod badań ani kryteriów akceptacji. Określenie „równoważny” jest często skrótem oznaczającym ograniczone porównanie, a nie dowodem, że jeden materiał może zastąpić drugi w każdych warunkach określonych przez normy.

Wartość maksymalna jest górną granicą. Wartość minimalna jest dolną granicą. Zakres ma obie granice. Podany nominalny lub typowy skład może opisywać oczekiwaną praktykę, nie definiując dopuszczalnego przedziału akceptacji. Te kategorie muszą pozostać rozdzielone w tabeli.

### Warunki badań rozciągania i twardości

Właściwości mechaniczne są jeszcze bardziej zależne od definicji badania niż wartości składu chemicznego. Wytrzymałość na rozciąganie, granica plastyczności, wydłużenie, przewężenie i twardość opisują zachowanie konkretnej próbki w ramach określonej procedury. Nie są stałymi wartościami właściwymi dla każdego fragmentu materiału noszącego to samo oznaczenie gatunku.

W pierwszej kolejności należy uwzględnić miejsce pobrania próbki. Próbka może być pobrana w określonej odległości od powierzchni, ze środka pręta, przez grubość blachy lub z wyznaczonego końca wyrobu. Próbka z powierzchni może wykazywać inne właściwości niż próbka ze środka, ponieważ szybkość chłodzenia, segregacja, odwęglenie i późniejsza obróbka cieplna zmieniają się w przekroju. W przypadku wyrobu walcowanego miejsce badania może również decydować o tym, czy próbka reprezentuje początkową, środkową czy końcową część blachy lub pręta.

Orientacja zmienia wynik. Próbka wzdłużna jest ustawiona zgodnie z głównym kierunkiem walcowania lub ciągnienia, natomiast próbkę poprzeczną pobiera się w poprzek tego kierunku. Walcowanie wydłuża ziarna i wtrącenia, podczas gdy kucie i ciągnienie w inny sposób modyfikują mikrostrukturę. W konsekwencji wydłużenie w kierunku wzdłużnym, poprzeczna granica plastyczności i ciągliwość w kierunku przez grubość nie są alternatywnymi nazwami jednej uniwersalnej właściwości.

Znaczenie ma również długość pomiarowa. Wydłużenie zmierzone na krótkiej długości pomiarowej nie jest bezpośrednio porównywalne z wydłużeniem zmierzonym na długości większej, nawet jeśli obie wartości podano w procentach. Podczas pękania przewężenie lokalizuje się, dlatego udział całkowitego wydłużenia przypisywany długości pomiarowej zmienia się wraz z geometrią próbki. Tabela, która kopiuje wartość wydłużenia bez podania wymiarów próbki i normy badania, pomija istotne informacje.

Temperatura badania jest kolejnym warunkiem brzegowym. Wytrzymałość i ciągliwość mogą znacznie się zmieniać między temperaturą pokojową a badaniem w temperaturze poniżej zera lub w podwyższonej temperaturze. Na raportowany wynik mogą również wpływać prędkość obciążania, metoda zastosowania ekstensometru, definicja punktu plastyczności oraz sposób obliczeń. „Granica plastyczności” może oznaczać punkt plastyczności albo umowną granicę plastyczności przy określonym przesunięciu, zależnie od normy mającej zastosowanie.

Wartości twardości również wymagają takiej samej dyscypliny. Metody Brinella, Rockwella i Vickersa wykorzystują różne wgłębniki, obciążenia, czasy obciążenia oraz zasady przeliczania. Wartości Rockwella B nie można bezpośrednio porównywać z wartością Rockwella C, a tabela przeliczeniowa twardości nie sprawia, że przeliczona liczba staje się bezpośrednim pomiarem. Na wynik wciskania mogą wpływać chropowatość powierzchni, krzywizna, zgorzelina, grubość próbki oraz lokalna mikrostruktura.

Jak wyjaśnia American Institute of Steel Construction, specyfikacje ASTM dotyczące kształtowników i blach ze stali konstrukcyjnej zasadniczo zawierają zarówno wymagania dotyczące składu chemicznego, jak i właściwości mechanicznych. Obie grupy wymagań wzajemnie się uzupełniają. Skład chemiczny określa granice składu, a badania weryfikują, czy dostarczony wyrób po określonej obróbce spełnia wymagania dotyczące właściwości użytkowych.

### Wartości akceptacji, średnie i rozrzut wyników

Określone minimum jest wartością progową, którą zaakceptowany wynik musi osiągnąć lub przekroczyć. Określone maksimum jest górną granicą, której nie wolno przekroczyć. Określony zakres nakłada oba warunki. Żadna z tych wartości nie jest średnią.

Pojedynczy wynik badania dotyczy jednej próbki lub jednego miejsca badania. Średnia łączy wiele wyników, ale zasady uśredniania mogą być ograniczone przez normę wyrobu. Niektóre normy oceniają każdy pojedynczy wynik, inne dopuszczają powtórne badanie, uśrednianie lub zastąpienie nieważnej próbki w określonych okolicznościach. Materiał może zatem mieć średnią wytrzymałość na rozciąganie wyższą od podanego minimum, podczas gdy jeden pojedynczy wynik nie spełnia wymagania dotyczącego wyniku indywidualnego.

Rozrzut wyników nie jest automatycznie dowodem niskiej jakości materiału. Może wynikać ze zwykłego zróżnicowania mikrostruktury, położenia próbki, powtarzalności maszyny, techniki operatora oraz niepewności pomiaru. Raportowanego wyniku 500 MPa nie należy odczytywać jako dokładnej granicy fizycznej, gdy metoda badania i przyrząd mają skończoną rozdzielczość. Niepewność nie znosi limitu akceptacji, ale wyjaśnia, dlaczego wartości znajdujące się blisko tego limitu wymagają zastosowania określonej w normie reguły decyzyjnej, a nie przypadkowego zaokrąglania.

Rozróżnienie to jest widoczne w tabelach projektowych. Eurocode 3 podaje projektowe właściwości materiałowe dla gatunków S235, S275, S355, S420, S450 i S460 zgodnie z EN 1993-1-1, w punkcie 3.2.6. Są to wartości ustalone na potrzeby projektowania konstrukcji w ramach określonego systemu norm, a nie uniwersalne wyniki prób rozciągania dla każdego wyrobu noszącego oznaczenie S. ASTM A400 podobnie wiąże minimalną granicę plastyczności z wymiarem pręta i stanem przeróbki.

Wartość podana w tabeli jest zatem nierozerwalnie związana z metodą i kryterium akceptacji. Przed porównaniem dwóch pozycji należy ustalić, czy każda z nich dotyczy analizy wytopu czy analizy wyrobu, wartości typowej czy limitu specyfikacji, średniej czy wyniku indywidualnego oraz pomiaru rozciągania czy twardości wykonanego w tej samej temperaturze, orientacji, na tej samej długości pomiarowej, w tym samym miejscu pobrania próbki i w tym samym stanie wyrobu. Bez tych informacji precyzja liczbowa może stwarzać fałszywe wrażenie porównywalności.

## Typowe błędy w tabelach właściwości stali

Tabela dotycząca stali może wyglądać autorytatywnie, a jednocześnie niepostrzeżenie łączyć wartości należące do różnych norm, postaci wyrobu lub warunków badania. Pierwsze pytanie nie powinno brzmieć: „Jaki jest gatunek?”, lecz: „Jakiego dokumentu i jakiego stanu dotyczy ta liczba?”. Tabele składu chemicznego podają zawartość graniczną lub zakresy zawartości pierwiastków, zazwyczaj w procentach masowych. Tabele właściwości mechanicznych przedstawiają wymagania lub wyniki pomiarów, takie jak granica plastyczności, wytrzymałość na rozciąganie, wydłużenie, twardość, energia udarnościowa lub wytrzymałość zmęczeniowa. Te dwa rodzaje tabel są ze sobą powiązane, ale nie można ich stosować zamiennie.

ASTM A400, *Standard Practice for Steel Bars, Selection Guide, Composition, and Mechanical Properties*, przedstawia to bezpośrednio: wybór pręta stalowego obejmuje gatunek, skład chemiczny, stan obróbki, wielkość przekroju oraz wymaganą minimalną granicę plastyczności. Pozycja dotycząca gatunku bez tych dodatkowych informacji jest niekompletna.

### Mieszanie wartości nominalnych, typowych, minimalnych i maksymalnych

Najczęstszym błędem jest umieszczanie różnych rodzajów wartości w sąsiednich kolumnach bez oznaczenia ich statusu. Określenia „nominalna”, „typowa”, „minimalna” i „maksymalna” nie opisują tego samego rodzaju informacji.

Nominalny skład chemiczny jest wartością docelową lub wartością przypisaną do oznaczenia gatunku. Tabela może podawać około 0,40% węgla dla stali średniowęglowej, podczas gdy właściwa specyfikacja wyrobu dopuszcza zakres, na przykład 0,37–0,44% C, a także określa odrębne limity dla manganu, fosforu, siarki, krzemu lub pierwiastków resztkowych. Wartość maksymalna jest granicą zgodności; nie jest przewidywaną wartością analizy. Minimalna wytrzymałość na rozciąganie również jest granicą, a nie wytrzymałością, którą będzie wykazywać każda sztuka wyrobu.

Wartości typowe są szczególnie niebezpieczne, gdy ich status pozostaje nieujawniony. Producent, poradnik lub laboratorium może podawać reprezentatywną granicę plastyczności materiału w stanie normalizowanym, podczas gdy norma wymaga jedynie wartości minimalnej dla określonej grubości i stanu dostawy. Wynik reprezentatywny może być przydatny do porównań, ale nie może zastępować wymagania odbiorczego. Tabela, w której przy gatunku podano „granica plastyczności: 355 MPa” bez określenia, czy 355 MPa jest wartością minimalną, nominalną wartością projektową czy typowym wynikiem badania, sprzyja wyciągnięciu błędnego wniosku.

Jednostki tworzą drugą wersję tego samego problemu. „Wytrzymałość ksi” bez wskazania, czy chodzi o granicę plastyczności, czy wytrzymałość na rozciąganie, jest zapisem wadliwym; „twardość 220” jest równie niekompletna, ponieważ 220 HBW, 220 HV i 220 HRC ma zupełnie różne znaczenie. Wydłużenie musi określać długość pomiarową, najczęściej 5.65√A lub określoną długość pomiarową wyrażoną w calach. W przypadku energii udarności Charpy’ego należy podać temperaturę badania, orientację próbki, jej wielkość, a często także liczbę próbek. Zaokrąglanie może również ukrywać granice zgodności. Podana zawartość węgla 0,20% może odpowiadać wartości 0,195%, 0,204% lub szerokiemu zakresowi dopuszczalnemu, dlatego zaokrąglonego porównania nie należy traktować jako granicy określonej w specyfikacji.

Tabela powinna określać, czy każda pozycja jest wymaganym minimum, dopuszczalnym maksimum, zakresem składu chemicznego, wartością nominalną czy typową wartością zmierzoną. Jeśli tego nie określa, czytelnik powinien założyć, że dana liczba nie nadaje się do podejmowania decyzji odbiorczych.

### Przenoszenie wartości między normami dotyczącymi wyrobów

To samo oznaczenie może występować w różnych normach, nie oznaczając identycznych wymagań. Stal ASTM A36 w postaci blach, prętów i kształtowników konstrukcyjnych nie podlega automatycznie jednej wspólnej tabeli tylko dlatego, że oznaczenie jest znajome. Specyfikacje wyrobów mogą określać różne limity składu chemicznego, zasady dotyczące grubości, postanowienia dotyczące badań, warunki dostawy oraz wymagania mechaniczne.

AISC wyjaśnia, że specyfikacje ASTM dotyczące kształtowników i blach ze stali konstrukcyjnej zasadniczo zawierają zarówno wymagania dotyczące składu chemicznego, jak i właściwości mechanicznych. Wymagania te odnoszą się do konkretnej specyfikacji ASTM dla danego wyrobu. Skopiowanie wiersza dotyczącego składu chemicznego z jednego dokumentu i wiersza dotyczącego wytrzymałości z innego może stworzyć materiał, którego w rzeczywistości nie definiuje żadna norma.

Często pomijanym parametrem jest grubość. Wymagania dotyczące granicy plastyczności i wytrzymałości na rozciąganie mogą zmieniać się wraz z grubością blachy lub przekroju, ponieważ wraz ze wzrostem wymiarów zmieniają się szybkość chłodzenia, segregacja oraz mikrostruktura w kierunku grubości. Tabela podająca dla S355 jedną wartość granicy plastyczności jest zatem niekompletna, chyba że wskazuje obowiązującą normę oraz przedział grubości. Eurocode 3 podaje projektowe właściwości materiałów dla S235, S275, S355, S420, S450 i S460 w EN 1993-1-1, sekcja 3.2.6, ale są to wartości określone w normie projektowej, a nie podstawa do kopiowania każdej z nich do tabeli ASTM, JIS lub świadectwa hutniczego.

Ta sama ostrożność dotyczy stali nierdzewnej. SSINA przedstawia zawartość składników w procentach masowych oraz określone właściwości mechaniczne dla gatunków austenitycznych objętych specyfikacjami wyrobów ASTM. Wartości składu chemicznego i wytrzymałości muszą pozostać powiązane z odpowiednią postacią wyrobu i dokumentem ASTM. Wiersz dotyczący składu chemicznego blachy nie może automatycznie obowiązywać dla prętów, odkuwek, drutu ani odlewów.

Porównywanie między normami wymaga jeszcze większej dyscypliny. *Handbook of Comparative World Steel Standards* rozdziela tabele porównawcze składu chemicznego i właściwości mechanicznych w międzynarodowych systemach oznaczeń. To rozdzielenie ma znaczenie: podobne nazwy mogą wskazywać na zbliżony skład chemiczny, ale nie potwierdzają identycznej technologii przetwarzania, udarności, spawalności, zakresu wymiarowego ani wymagań certyfikacyjnych. Reprezentatywne zestawienia w stylu Engineering ToolBox mogą pomóc wykazać, że jeden gatunek zawiera więcej chromu lub niklu niż inny, ale nie ustanawiają obowiązujących limitów.

Przed zaakceptowaniem skopiowanej wartości należy zapisać numer normy, wydanie, postać wyrobu, stan dostawy, zakres grubości lub średnicy, kierunek badania, temperaturę badania oraz system jednostek. Jeśli któregokolwiek z tych elementów brakuje, dana liczba jest wskazówką do dalszej weryfikacji, a nie potwierdzonym wymaganiem.

### Traktowanie nazw gatunków jako kompletnych specyfikacji materiału

„304”, „A36”, „S355” i „4140” to oznaczenia, a nie kompletne opisy konkretnego wyrobu stalowego. Ich znaczenie zależy od dokumentu, który je definiuje, oraz od dostarczanego wyrobu. Nawet w obrębie jednego oznaczenia stan wyżarzony, normalizowany, ulepszony cieplnie, przerobiony na zimno lub walcowany na gorąco może prowadzić do uzyskania różnych właściwości.

ASM International stwierdza, że właściwości stali węglowych i stopowych wynikają z łącznego wpływu składu chemicznego, procesu przetwarzania i mikrostruktury. Sam skład chemiczny nie pozwala przewidzieć jednej konkretnej wartości granicy plastyczności, twardości, udarności ani wydłużenia. Dwa wytopy o podobnej zawartości węgla i chromu mogą różnić się właściwościami ze względu na wielkość ziarna, temperaturę odpuszczania, stopień przerobu, wtrącenia lub historię chłodzenia.

Tabela zawierająca wpis „4140: 0,40% C, 1,0% Cr, 1,0% Mn, 0,25% Mo” może być użytecznym przybliżeniem składu chemicznego, ale nie określa, czy materiał jest wyżarzony, czy ulepszony cieplnie, ani czy ma postać pręta, blachy, rury lub gotowego elementu. Podobnie określenie „stal nierdzewna 304” nie wskazuje, czy wpis dotyczy blachy według ASTM A240, pręta według ASTM A276, czy innej specyfikacji wyrobu. Dokument nadrzędny może określać inne badania mechaniczne lub wymagania dodatkowe.

Nieaktualne wydania norm stanowią kolejną pułapkę. Normy zmieniają limity składu chemicznego, metody badań, nomenklaturę, przedziały grubości oraz dokumenty przywołane. Starannie opracowana tabela może zachowywać wartości ze starszego wydania, przedstawiając je jako aktualne. Każda tabela powinna podawać oznaczenie normy, wydanie lub zmianę oraz datę weryfikacji. Powinna także wskazywać, czy dana wartość jest wymaganiem określonym w specyfikacji, wartością projektową czy typową właściwością zaczerpniętą z poradnika.

Nickel Institute rozróżnia dane chemiczne, mechaniczne, fizyczne i specyfikacyjne w swoich zestawieniach tabelarycznych; jest to użyteczny wzór. Wiarygodna tabela stali zachowuje te kategorie rozdzielnie, podaje wszystkie jednostki i warunki badań, oznacza wartości zaokrąglone lub reprezentatywne oraz wiąże każde wymaganie z właściwą normą nadrzędną. Bez tego kontekstu precyzja formatowania jedynie utrudnia wykrycie błędu.

## Szablon wiki-referencyjnej dla wiarygodnych tabel stali

Wiarygodna tabela stali musi wskazywać dokument, który nadaje danej wartości moc obowiązującą. Samo oznaczenie gatunku nie wystarcza. „S355”, „304”, „AISI 4140” lub „ASTM A36” mogą odnosić się do powiązanych rodzin materiałów, jednak znaczenie danego oznaczenia w konkretnej tabeli określają: właściwa norma wyrobu, postać wyrobu, stan dostawy, wymiary oraz wymagania dotyczące badań.

ASTM A400, *Standard Practice for Steel Bars, Selection Guide, Composition, and Mechanical Properties*, wyraźnie pokazuje ten problem. Zawarte w niej zestawienia uwzględniają gatunek, skład chemiczny, stan przeróbki, wielkość przekroju oraz wymaganą minimalną granicę plastyczności. Tabela prętów skopiowana do tabeli blach nie jest jedynie niekompletna — może przypisywać niewłaściwe wymagania niewłaściwemu wyrobowi. AISC podobnie wyjaśnia, że specyfikacje ASTM dotyczące kształtowników i blach ze stali konstrukcyjnej zasadniczo zawierają zarówno wymagania dotyczące składu chemicznego, jak i wymagania dotyczące właściwości mechanicznych. Tych dwóch grup wymagań nie należy łączyć w jedną niezróżnicowaną tabelę „właściwości stali”.

### Wymagane pola tabel składu chemicznego

Każda tabela składu chemicznego powinna rozpoczynać się od dokładnego oznaczenia gatunku, zapisanego tak jak w dokumencie nadrzędnym, a następnie od postaci wyrobu. Przykłady obejmują „blacha ASTM A240 Type 304”, „pręt ASTM A276 Type 316”, „blacha EN 10025-2 S355JR” lub „SAE J403 4140”. Samo określenie „stal nierdzewna 304” jest etykietą wyszukiwawczą, a nie pełną specyfikacją.

Norma nadrzędna musi być podana w osobnym polu. Należy uwzględnić wydanie lub zmianę normy, jeśli wpływa ona na wymaganie, oraz wskazać, czy cytowany dokument jest specyfikacją materiałową, normą oznaczeń, podręcznikiem porównawczym czy informacyjną kartą danych. ASTM A400 zawiera wytyczne dotyczące prętów stalowych; nie należy przedstawiać jej tak, jakby określała wymagania dla każdego wyrobu wykonanego z wymienionego gatunku. W przypadku europejskich stali konstrukcyjnych EN 10025-2 i właściwa norma projektowa pełnią różne funkcje. Wykaz porównawczy oznaczeń należy oznaczyć jako porównawczy, a nie jako nadrzędny.

Należy wymienić każdy raportowany pierwiastek wraz z jednostką. Udział masowy powinien być zapisany jako wt.% lub ułamek masowy, a nie pozostawiony do domysłu. Przydatny nagłówek może brzmieć: „C, maks. wt.%”, „Mn, wt.%”, „P, maks. wt.%”, „S, maks. wt.%”, „Cr, wt.%”, „Ni, wt.%”, „Mo, wt.%” oraz „N, maks. wt.%”. Należy rozróżniać wartości maksymalne, minimalne, zakresy, pozostałości i resztę. „Fe — reszta” nie oznacza, że wszystkie niewymienione pierwiastki są dopuszczalne bez ograniczeń.

Tabela powinna wskazywać stan wyrobu oraz zakres wymiarów lub grubości powiązany z wymaganiem dotyczącym składu chemicznego. Niektóre normy stosują tę samą analizę wytopową dla różnych wyrobów, podczas gdy inne rozróżniają analizę wytopową i analizę wyrobu. Nota redakcyjna musi wskazywać, która z nich została przedstawiona. Jeżeli norma dopuszcza dany pierwiastek wyłącznie jako dodatek lub podaje go jako pozostałość, informacja ta powinna znajdować się obok wartości.

Nie należy przekształcać reprezentatywnych zestawień porównawczych w granice określone w specyfikacji. Engineering ToolBox porównuje na przykład gatunki, wykorzystując reprezentatywne wartości udziału masowego węgla, chromu, manganu, molibdenu, niklu, fosforu, siarki i krzemu. Taka tabela może przedstawiać ogólne zależności w składzie, ale nie może zastępować obowiązujących limitów określonych w ASTM, EN, JIS, SAE lub innej normie wyrobu. *Handbook of Comparative World Steel Standards* również oddziela porównawcze tabele składu chemicznego od tabel właściwości mechanicznych w różnych systemach oznaczeń; należy zachować ten podział.

Rekord tabeli składu chemicznego powinien zatem zawierać następujące pola: oznaczenie gatunku; postać wyrobu; norma nadrzędna; wydanie lub zmiana normy; analiza wytopowa lub analiza wyrobu; pierwiastek chemiczny; wartość; jednostka; typ limitu; stan; zakres wymiarów lub grubości; dopuszczone dodatki lub status pozostałości; oraz odsyłacz do źródła. Jeżeli wartość jest porównaniem redakcyjnym, należy oznaczyć ją jako „reprezentatywną”, a nie jako „określoną w specyfikacji”.

### Wymagane pola tabel właściwości mechanicznych

Właściwości mechaniczne wymagają szerszego kontekstu niż skład chemiczny. Tabela musi wskazywać, czy każda liczba jest wartością określoną w specyfikacji, czyli wymaganiem normowym, czy typową, czyli zaobserwowaną lub opublikowaną wartością reprezentatywną. Określona w specyfikacji minimalna granica plastyczności nie jest zamienna z typową granicą plastyczności, a żadna z nich nie jest automatycznie obliczeniowym oporem materiału.

Należy precyzyjnie zdefiniować właściwość. „Wytrzymałość” jest określeniem zbyt ogólnym. Należy stosować terminy: granica plastyczności, umowna granica plastyczności, wytrzymałość na rozciąganie, wydłużenie, przewężenie, twardość, energia udarności, wytrzymałość zmęczeniowa lub odporność na pękanie, wraz z odpowiednim symbolem, jeśli jest to przydatne: Re, Rp0.2, Rm lub A. Należy wskazać, czy wydłużenie mierzono na bazie pomiarowej 50 mm, 80 mm czy innej. Należy podać skalę twardości — HBW, HRC, HV — i nie łączyć różnych skal w jeden ranking bez podania źródła.

Postać wyrobu i norma nadrzędna pozostają obowiązkowe. Tabeli dla blachy ASTM A36 nie można bez zaznaczenia stosować do pręta ASTM A36, a wartość dla EN 10025-2 S355JR nie jest automatycznie wartością dla S355J2. Należy uwzględnić stan dostawy, taki jak: walcowany bez dalszej obróbki, normalizowany, walcowany normalizująco, ulepszany cieplnie, wyżarzony, wyżarzony rozpuszczająco lub poddany obróbce na zimno. Obróbka cieplna może zmienić wytrzymałość i ciągliwość, podczas gdy nominalny gatunek pozostaje niezmieniony.

Należy odnotować przedział wymiarów lub grubości powiązany z wymaganiem. Granica plastyczności stali konstrukcyjnej często zmienia się wraz z grubością, dlatego pojedyncza wartość umieszczona obok oznaczenia S235, S275, S355, S420, S450 lub S460 może wprowadzać w błąd. Tabele właściwości materiałowych Eurocode 3 określają właściwości obliczeniowe zgodnie z EN 1993-1-1, pkt 3.2.6; wartości te należą do określonych ram projektowych, a nie do uniwersalnej tabeli świadectw hutniczych.

Kierunek badania musi być jednoznaczny: wzdłużny, poprzeczny, poprzeczny w kierunku krótkiej osi, przez grubość lub nieokreślony. Należy dodać metodę badania i jej wydanie, na przykład ASTM E8/E8M dla próby rozciągania, ASTM E23 dla badania udarności Charpy’ego, ASTM E18 dla twardości Rockwella lub właściwą metodę EN. Jeżeli źródło je określa, należy uwzględnić orientację próbki, temperaturę badania i miejsce pobrania próbki. Wartości udarności Charpy’ego w temperaturze −20°C nie można porównywać z niekwalifikowaną wartością udarności w temperaturze pokojowej.

Dane mechaniczne należy oddzielić od właściwości fizycznych. Nickel Institute porządkuje skład chemiczny, właściwości mechaniczne, właściwości fizyczne i specyfikacje jako odrębne klasy danych. Taki układ zapobiega myleniu gęstości, modułu, rozszerzalności cieplnej, rezystywności elektrycznej i przewodności cieplnej z wymaganiami dotyczącymi wytrzymałości. Wartości obliczeniowe zasługują na osobną, czwartą tabelę. Zależą one od nadrzędnej normy projektowej, formatu współczynników bezpieczeństwa, założeń dotyczących oddziaływań środowiskowych, zasad dotyczących wyboczenia, a niekiedy także od temperatury.

Rekord właściwości mechanicznych powinien zawierać: gatunek; postać wyrobu; normę i wydanie; stan; wymiary lub grubość; definicję właściwości; wartość i jednostkę; status wartości określonej w specyfikacji lub typowej; kierunek badania; temperaturę badania; metodę badania i jej wydanie; szczegóły dotyczące próbki; oraz odsyłacz do źródła. Wszędzie tam, gdzie wartość została przeliczona, uśredniona, zaokrąglona lub zaczerpnięta ze źródła wtórnego, należy dodać wyraźne zastrzeżenie.

### Zasady cytowania, zmian norm i identyfikowalności

Każdy wiersz lub ściśle powiązany blok powinien zawierać odsyłacz do źródła, a nie jedynie odwołanie do strony głównej. Należy zapisać tytuł dokumentu, numer punktu lub tabeli, wydanie, datę dostępu oraz numer strony lub lokalizację w sekcji. Redaktor wiki powinien móc prześledzić wartość „S355, 355 MPa” do dokładnego przedziału grubości i punktu, na podstawie którego ją ustalono.

Historia zmian powinna być widoczna. Gdy ASTM, EN, JIS, SAE lub podręcznik danej organizacji ulegnie zmianie, należy zachować wcześniejszą wartość wraz z informacją o wydaniu, zamiast zastępować ją bez wyjaśnienia. Należy oznaczyć, czy źródło jest aktualne, zastąpione, informacyjne czy stanowi wtórne odwzorowanie. Tabele stali austenitycznych SSINA zawierają na przykład składy w udziałach masowych oraz określone właściwości mechaniczne dla gatunków objętych specyfikacjami wyrobów ASTM; tabela powinna jednak nadal wskazywać, która specyfikacja ASTM jest nadrzędna dla każdego wpisu.

Nie należy wyprowadzać wytrzymałości wyłącznie na podstawie składu chemicznego. ASM International stwierdza, że właściwości stali węglowych i stopowych wynikają ze łącznego wpływu składu, procesu przetwarzania i mikrostruktury. Wyższa zawartość węgla może zwiększać twardość przy określonej obróbce cieplnej, jednocześnie zmniejszając spawalność lub udarność; wpływ chromu i niklu również zależy od równowagi fazowej i historii przetwarzania.

Powtarzalny szablon redakcyjny i inżynierski ma następującą postać:

**Oznaczenie gatunku | Postać wyrobu | Norma nadrzędna i wydanie | Stan | Zakres wymiarów lub grubości | Skład chemiczny lub klasa właściwości | Pierwiastek lub zdefiniowana właściwość | Wartość i jednostka | Typ limitu lub status wartości określonej w specyfikacji/typowej | Kierunek badania | Metoda badania i wydanie | Temperatura lub stan próbki | Źródło, punkt i uwaga dotycząca zmiany.**

Należy publikować oddzielne tabele składu chemicznego, właściwości mechanicznych, właściwości fizycznych i wartości obliczeniowych. Odsyłacze do źródeł i wyraźne zastrzeżenia należy umieszczać obok każdej tabeli, a każde porównanie między normami oznaczać jako niemające mocy nadrzędnej, chyba że przywołana norma wyraźnie nadaje mu taki status.

## Źródła

1. \[1\] ASTM International. [Standard Practice for Steel Bars, Selection Guide, Composition, and Mechanical Properties](https://store.astm.org/a0400-69r12.html). ASTM standard. [](/pl/wiki/karta-materia%C5%82owa/jak-czyta%C4%87-tabele-sk%C5%82adu-chemicznego-i-w%C5%82a%C5%9Bciwo%C5%9Bci-mechanicznych-stali#wiki-cite-ref-1) https://store.astm.org/a0400-69r12.html
2. \[2\] ASM International. [Mechanical Properties of Carbon and Alloy Steels](https://dl.asminternational.org/handbooks/edited-volume/49/chapter-abstract/613530/Mechanical-Properties-of-Carbon-and-Alloy-Steels). ASM Metals Handbook. [](/pl/wiki/karta-materia%C5%82owa/jak-czyta%C4%87-tabele-sk%C5%82adu-chemicznego-i-w%C5%82a%C5%9Bciwo%C5%9Bci-mechanicznych-stali#wiki-cite-ref-2) https://dl.asminternational.org/handbooks/edited-volume/49/chapter-abstract/613530/Mechanical-Properties-of-Carbon-and-Alloy-Steels
3. \[3\] American Institute of Steel Construction. [General Content and Format of ASTM Standard Specifications for Steel Products](https://www.aisc.org/aisc/solutions-center/engineering-faqs/10-general-content-and-format-of-astm-standard-specifications-for-steel-products/). AISC Engineering FAQ. [](/pl/wiki/karta-materia%C5%82owa/jak-czyta%C4%87-tabele-sk%C5%82adu-chemicznego-i-w%C5%82a%C5%9Bciwo%C5%9Bci-mechanicznych-stali#wiki-cite-ref-3) https://www.aisc.org/aisc/solutions-center/engineering-faqs/10-general-content-and-format-of-astm-standard-specifications-for-steel-products/
4. \[4\] Specialty Steel Industry of North America. [Composition and Properties](https://www.ssina.com/education/technical-resources/composition-properties/). SSINA technical resources. [](/pl/wiki/karta-materia%C5%82owa/jak-czyta%C4%87-tabele-sk%C5%82adu-chemicznego-i-w%C5%82a%C5%9Bciwo%C5%9Bci-mechanicznych-stali#wiki-cite-ref-4) https://www.ssina.com/education/technical-resources/composition-properties/
5. \[5\] Nickel Institute. [Properties of Some Metals and Alloys](https://nickelinstitute.org/en/resources/technical-guides/properties-of-some-metals-and-alloys-297/). Nickel Institute technical guide. [](/pl/wiki/karta-materia%C5%82owa/jak-czyta%C4%87-tabele-sk%C5%82adu-chemicznego-i-w%C5%82a%C5%9Bciwo%C5%9Bci-mechanicznych-stali#wiki-cite-ref-5) https://nickelinstitute.org/en/resources/technical-guides/properties-of-some-metals-and-alloys-297/

 **Na pierwszy rzut oka**

Co określa oznaczenie gatunku

Oznaczenie rodziny lub gatunku w ramach systemu norm

Wymagany kontekst

Norma, postać wyrobu, stan dostawy, rozmiar, jednostki, kierunek badania i kryteria akceptacji

Typowe rodzaje wartości

Maksymalna, minimalna, zakres, typowa, nominalna, projektowa lub wynik zgłoszonej analizy

Zasada podstawowa

Przed przypisaniem zgodności należy zweryfikować nadrzędną specyfikację wyrobu

 [Powrót do Jak czytać kartę materiałową](/pl/wiki/karta-materiałowa "Jak czytać kartę materiałową — Steel Wiki")