i
i
Wszystkie te wymagania spełnia konstrukcja stalowa z kształtowników gorącowalcowanych. Cechuje ją niski ciężar, szybki czas budowy oraz wysoka jakość, funkcjonalność i estetyka.
Stal spełnia także wymagania związane z ochroną środowiska. Może być wielokrotnie poddawana recyklingowi, a elektryczna technologia wytopu stali umożliwia znaczną redukcję hałasu i ograniczenie emisji CO2. Pozwala na zmniejszenie zużycia wody i energii.
Rozwijając produkcję stali HISTAR®, fimie ArcelorMittal udało się opracować stal konstrukcyjną o wysokiej wytrzymałości, doskonałej twardości w niskich temperaturach oraz wyjątkowej spawalności - materiał jest nieporównywalny z dotychczas stosowanymi. To osiągnięcie stało się możliwe dzięki zastosowaniu innowacyjnego procesu schładzania i samoulepszania opracowanego przez ArcelorMittal w kooperacji z Centre de Recherches Métallurgiques in Liège.
Proces schładzania i samoulepszania pozwala na wyprodukowanie ekonomicznych wysokowytrzymałościowych gatunków stali, które są w pełni zgodne z normami europejskimi. Dwuteowniki gorącowalcowane HISTAR® umożliwiają budowanie innowacyjnych i konkurencyjnych konstrukcji. Projektanci mogą wykorzystywać zalety stali HISTAR® przy projektowaniu słupów w budynkach wysokościowych, kratownic o dużych rozpiętościach i w zastosowaniach "offshore". Nowe gatunki stali są zalecane także do wznoszenia budynków w strefach zagrożonych sejsmicznie.
Stalą HISTAR®, firma ArcelorMittal zaspokaja potrzeby projektantów na lekkie i ekonomiczne konstrukcje, które zarazem spełniają kryteria bezpieczeństwa i trwałości.
Właściwości stali HISTAR®
Jest to gatunek stali konstrukcyjnej niskostopowej łączącej wysoką wytrzymałość, dobrą udarność z doskonałą spawalnością. Gatunki HISTAR® są dostępne z minimalną granicą plastycznościi 355 lub 460 MPa.
Przy porównaniu ze standardowymi gatunkami stali konstrukcyjnych, HISTAR® wyróżnia się polepszonymi gwarantowanymi własnościami mechanicznymi dla całego zakresu grubości (rys.1). Aby jak najlepiej dopasować się do różnych zastosowań, gatunki HISTAR® są dostępne z gwarantowaną ciągliwością, zarówno w temperaturze -20°C jak i przy -50°C.
Stale HISTAR® są dostarczane w stanie walcowanym termomechanicznie i są zgodne z wymaganiami normy europejskiej EN 10113-3:1993 dla spawalnych drobnoziarnistych stali konstrukcyjnych oraz EN 10225:2001 dla stali konstrukcyjnych spawalnych “offshore”.
Spełniają także wymagania norm narodowych, takich jak: ASTM A 913-02 i JIS G3106:1995. W tabeli 1 porównano wytrzymałość na rozciąganie stali HISTAR® 355 i HISTAR® 460 z wymaganiami dla stali konstrukcyjnych.
| HISTAR® granica plastyczności [MPa] | Normy | |||||||||
| Europejskie | Poprzednie | |||||||||
| EN 10025-4:2004 | EN 10025-2: 2004 | EN 10225: 2001 | ASTM A913-07 | JIS G 3106: 2004 | NF A 35-504 NF A 36-201 |
NF A 35-501 | DIN 17102 | DIN 17100 | BS 4360 | |
| 355 | S 355 | S 355 | S 355 | GR 50 | SM490B/C/YB | E 355 | E36 | St E355 | St 52-3 | 50 D |
| 460 | S 460 | S 450 | S 460 | GR 65 | SM 570 | E 460 | E36 | St E460 | St 52-3 | 55 C |
Gatunki HISTAR® są zgodne z wymaganiami Eurokodów do projektowania konstrukcji stalowych oraz konstrukcji zespolonych stalowo-betonowych. Mają:
- polepszone własności plastyczne na wskroś grubości w odniesieniu do wytrzymałości na zrywanie,
- własności udarnościowe w poprzecznym kierunku,
- maksymalny stosunek wartości granicy plastyczności do wytrzymałości na rozciąganie.
Na rynku dostępne są następujące gatunki stali HISTAR® :
- Przeznaczone do ogólnego budownictwa:
HISTAR® 355 spełniające wymagania S355 M–EN 10113-3:1993
HISTAR® 355 L spełniające wymagania S355 ML–EN 10113-3:1993
HISTAR® 460 spełniające wymagania S460 M–EN 10113-3:1993
HISTAR® 460 L spełniające wymagania S460 ML–EN 10113-3:1993
- Do zastosowań "offshore":
HISTAR® 355 TZ OS spełniające wymagania S355 G11+M–EN 10225:2001
HISTAR® 355 TZK OS spełniające wymagania S355 G12+M–EN 10225:2001
HISTAR® 460 TZ OS spełniające wymagania S460 G3+M–EN 10225:2001
HISTAR® 460 TZK OS spełniające wymagania S460 G4+M–EN 10225:2001
Rys.1 Minimalne granice plastyczności gatunków HISTAR® oraz gatunków według EN 10113-3:1993 w zależności od grubości
i
Skład chemiczny i własności mechaniczne
Skład chemiczny oraz własności mechaniczne gatunków HISTAR® w odniesieniu do gatunków konstrukcyjnych ogólnego stosowania zostały podane w tabeli 2 oraz 3.
| Gatunki | Analiza wytopowa [%] | ||||||||||
| C maks. | Mn maks. | Si (3) maks. | P maks. | S maks. | Al (2) maks. | Nb maks. | Ti maks. | V maks. | CEV(1) maks. Nominalna grubość[mm] | ||
| ≤63 |
>63 |
||||||||||
| HISTAR® 355 |
0,12 | 1,60 | 0,30 | 0,035 | 0,030 | 0,02 | 0,05 | 0,050 | 0,10 | 0,39 | 0,39 |
| HISTAR® 355 L |
0,12 | 1,60 | 0,30 | 0,030 | 0,025 | 0,02 | 0,05 | 0,050 | 0,10 | 0,39 | — |
| HISTAR® 460 |
0,12 | 1,70 | 0,30 | 0,035 | 0,030 | 0,02 | 0,05 | 0,050 | 0,12 | 0,41 | 0,43 |
| HISTAR® 460 L |
0,12 | 1,70 | 0,30 | 0,030 | 0,025 | 0,02 | 0,05 | 0,050 | 0,12 | 0,41 | — |
(2) Jeśli pierwiastki wiążące azot są obecne w wystarczającej ilości, wymaganie min. aluminium nie stosuje się
(3) po uzgodnieniu Si: 0,15-0,25%
| Gatunki | Wytrzymałość na rozciąganie | Testy udarności próbek V wg Charpy'ego | ||||
| Min. granica plastyczności Re [MPa] | Wytrzymałość na rozciaganie Rm [MPa] |
Min. wydłużenie A Lo= 5,65√So [%] |
Temperatura [oC] |
Min. średnia abs. energia (1) [J] |
||
| Nominalna grubość [mm] | ||||||
| ≤63 | >63 ≤125 |
|||||
| HISTAR® 355 | 355 | 355 | 470—610 | 22 | 0 | 47 |
| -20 | 40 | |||||
| HISTAR® 355L | 355 | — | 470—610 | 22 | -20 | 47 |
| -50 | 27 | |||||
| HISTAR® 460 | 460 | 450 | 550—720 | 17 | 0 | 47 |
| -20 | 40 | |||||
| HISTAR® 460 L | 460 | — | 550—720 | 17 | -20 | 47 |
| -50 | 27 | |||||
(1) Średnia wartość z trzech próbek, żadna z pojedynczych wartości nie nie jest niższa niż 70% gwarantowanej średniej wartości zgodnie z EN 10113:1993
Typy kształtowników
Gatunki HISTAR® są dostępne dla kształtowników HEB 260 oraz IPE 500 i większych. Dostępne są również odpowiednie kształtowniki według ASTM A6 oraz BS 4.
Maksymalna grubość półki jest następująca:
- 125 mm dla HISTAR® 355 / 460,
- 63 mm dla HISTAR® 355 L / 460 L,
- 40 mm dla gatunków HISTAR® Offshore,
- > 40 mm - grubość półki możliwa po uzgodnieniu.
Gatunki wysokowytrzymałościowe HISTAR® w porównaniu do konwencjonalnych gatunków stali umożliwiają redukcję ciężaru i kosztów materiałowych konstrukcji stalowej oraz pozwalają na obniżenie czasu spawania i montażu.
Rys 2. Ekonomika zastosowania gatunków HISTAR® w słupach
i
Zalecenia przy obróbce
Jeśli chodzi o obróbkę skrawaniem, gatunki HISTAR® 355/460 mogą być obrabiane w tych samych warunkach, jak inne stale o tym samym poziomie wytrzymałości na rozciąganie. Zużycie narzędzi przy wierceniu i cięciu belek gatunków HISTAR® jest podobne do zużycia w wypadku belek ze stali konstrukcyjnej o tym samym poziomie wytrzymałości.
Belki HISTAR® 355/460 mogą być cięte za pomocą palnika z wykorzystaniem technologii normalnie stosowanej do stali konstrukcyjnej o tym samym poziome wytrzymałości. Żadne wstępne podgrzewanie nie jest potrzebne, gdy cięcie gazowe jest wykonywane w temperaturze otoczenia > 0° C.
Stal HISTAR® 355 oraz 460, podobnie jak konwencjonalne gatunki stali konstrukcyjnej, może być łączona za pomocą spawania. W procedurze spawania powinny zostać uwzględnione warunki spawania dla stali konwencjonalnej. Gatunki stali HISTAR® oferują dobrą spawalność, zarówno w procesach ręcznych jak i automatycznych, przy założeniu, że zostaną zachowane ogólne zasady spawania. Spawanie łukiem osłoniętym, elektrogazowe, elektrodą rdzeniową, oraz łukiem krytym pod topnikiem mogą być z powodzeniem wykorzystywane przy spawaniu HISTAR® 355/460. Przed spawaniem z powierzchni rowka musi być tylko usunięta zgorzelina (poprzez szlifowanie).
Dzięki niskiemu równoważnikowi węgla stali z gatunków HISTAR® (rys.3), podgrzewanie zazwyczaj nie jest potrzebne jeśli tylko:
- doprowadzona energia mieści się w przedziale 10-60 KJ/cm,
- temperatura produktu jest >0° C,
- używane są elektrody z niską zawartością wodoru oraz niskim równoważnikiem węgla.
Rys. 3 Temperatury podgrzania konwencjonalnej stali konstukcyjnej oraz gatunków HISTAR® (wg EN 1011- 2:2001/metoda A)
i
Zalecenia do podgrzewania stali drobnoziarnistych są podane w normie EN 1011-2:2001 w zależności od równoważnika węgla, grubości produktu, zawartości wodoru w materiałach pomocniczych oraz ilości doprowadzonego ciepła. Zalecenia te stosuje się w normalnym procesie wytwórczym i spawaniu w temperaturach dodatnich.
Według tych zaleceń oraz według próbnych spawań gatunków HISTAR® 355 oraz HISTAR® 460 nie musi być stosowane żadne podgrzewanie jeśli tylko:
- HISTAR® 355: zawartość rozpuszczalnego wodoru w materiałach pomocniczych <10 ml/100g oraz ilość ciepła doprowadzonego >10 KJ/cm,
- HISTAR® 460: zawartość rozpuszczalnego wodoru w materiałach pomocniczych <5 ml/100g oraz ilość ciepła doprowadzonego >10 KJ/cm.
Próby i wykończenia
Dostępne są:
- Próby mechaniczne. Dla gatunków HISTAR®, próby rozciągania i próby udarnościowe według Charpy’ego dla próbek V są wykonywane zgodnie z EN 10113:1993. Dodatkowe próby są możliwe po uzgodnieniu.
- Próby ultradźwiękowe. Są przeprowadzane po uzgodnieniu. Procedura przeprowadzania tej próby musi zostać uzgodniona pomiędzy zamawiającym a wytwórcą. W przypadku zamówienia zgodnie z EN 10164:1993, próby ultradźwiękowe są wykonywanie zgodnie z EN 10306:2001 klasa 2.3.
- Certyfikaty. Typ certyfikatu powinień być określony w trakcie składania zamówienia.
i
Belki w gatunku stali HISTAR® są dostarczane w standardowym stanie po walcowaniu z jakością powierzchni zgodną z EN 10163-3:1991, klasa C, podklasa 1. Inne warunki są możliwe do uzgodnienia.
Materiał może być dostarczony jako ośrutowany, pomalowany lub piaskowany (procedury muszą być uzgodnione pomiędzy zamawiającym a wytwórcą).
Jako uzupełnienie możliwości technicznych firma ArcelorMittal oferuje urządzenia wykończeniowe, a także szeroki zakres usług takich jak:
- wiercenie,
- cięcie palnikowe,
- otworowanie,
- zgrzewanie,
- odkształcanie,
- wyginanie,
- prostowanie,
- cięcie na zimno na dokładny wymiar,
- montaż i spawanie kołków,
- czyszczenie ciśnieniowe i piaskowe,
- obróbka nawierzchni.
Wsparcie budowlane i konstrukcyjne
ArcelorMittal dysponuje zespołem specjalistów w zakresie różnych produktów konstrukcyjnych: oddział Building and Construction Support (BCS).
Pełny zakres produktów i rozwiązań przeznaczonych dla wszystkich form budowlanych: konstrukcji, fasad, zadaszeń itp. jest dostępny na stronie: www.constructalia.com
Informacje techniczne, tabele, wykresy i zdjęcia pochodzą z publikacji firmy ArcelorMittal Long Carbon Europe „HISTAR® Innowacyjne gatunki stali przeznaczone do ekonomicznych konstrukcji stalowych”.
Więcej o stali HISTAR®: http://www.constructalia.com/pl_PL/publications/publicaciones_detalle.jsp?idProd=3431940&idCat=1397533
