Własności wytrzymałościowe i wartości naprężeń dopuszczalnych stali nierdzewnych.
Własności wytrzymałościowe i wartości naprężeń dopuszczalnych stali nierdzewnych.
Określenie wytrzymałości mechanicznej materiału dobranego do danej konstrukcji może odbywać się przy zastosowaniu metody naprężeń dopuszczalnych lub metody stanów granicznych [1,2], która jest zalecana do wykonywania obliczeń podczas projektowania konstrukcji stalowych [3,4].
W zależności od rodzaju dobieranego materiału oraz projektowanego elementu należy odczytać z odpowiednich tablica własności mechaniczne materiału lub określić je z wykresów wytrzymałościowych dla danej temperatury obliczeniowej i warunków pracy, w tym wytrzymałość na rozciąganie Rm, umowną granicę plastyczności Rp0,2, wytrzymałość na zmęczenie Zg, umowną granicę plastyczności Rp1,0 i inne w temperaturze obliczeniowej.
Wyznaczenie naprężeń dopuszczalnych (kr) wybranego materiału odbywa się przez obliczenia w oparciu o wzory: kr=RmT/Xm*α; kr=RpT/Xe*α; kr=Zgo,t0/XZ*α; (MPa) gdzie: Xe, Xm i XZ są współczynnikami bezpieczeństwa, a α jest współczynnikiem poprawkowym.
Wartości współczynników bezpieczeństwa podają odpowiednie uregulowania normatywne i przepisy związane z wymaganiami stawianymi danej konstrukcji, elementowi, itd.
Poniżej podano maksymalne dopuszczalne wartości naprężeń nominalnych stosowane podczas projektowania za jednym z producentów stali nierdzewnej [5].
Tablica 1.
Maksymalne dopuszczalne wartości naprężeń nominalnych (EN/ASME, dla blachy walcowanej na gorąco wg EN 10028-7, EN 10088, EN 10095, ASME IID oraz kodów ASME).
Tablica 2.
Własności mechaniczne i fizyczne wybranych stali nierdzewnych (wg EN 10088).
|
Oznaczenie
|
Własności mechaniczne w 20oC (min.)
(wartości min wg EN)
|
Własności mechaniczne
w wysokiej temperaturze (wartości min wg EN) N/mm2
|
|||||||||||||
|
ASTM
|
EN
|
Rp0,2
|
Rp1,0
|
Rm
|
A5
|
KV
|
Rp0,2
|
Rp1,0
|
|||||||
|
N/mm2
|
%
|
J
|
oC
|
||||||||||||
|
20
|
100
|
200
|
400
|
20
|
100
|
200
|
400
|
||||||||
|
304
|
1.4301
|
210
|
250
|
520
|
45
|
60
|
210
|
157
|
127
|
98
|
250
|
191
|
157
|
125
|
|
|
321
|
1.4541
|
200
|
240
|
500
|
40
|
60
|
200
|
176
|
157
|
125
|
240
|
208
|
186
|
156
|
|
|
304L
|
1.4307
|
200
|
240
|
500
|
45
|
60
|
200
|
147
|
118
|
89
|
240
|
181
|
147
|
116
|
|
|
304L
|
1.4306
|
200
|
240
|
500
|
45
|
60
|
200
|
147
|
118
|
89
|
240
|
181
|
147
|
116
|
|
|
316
|
1.4401
|
220
|
260
|
520
|
45
|
60
|
220
|
177
|
147
|
115
|
260
|
211
|
177
|
144
|
|
|
316L
|
1.4404
|
220
|
260
|
520
|
45
|
60
|
220
|
166
|
137
|
108
|
260
|
199
|
167
|
135
|
|
|
316Ti
|
1.4571
|
220
|
260
|
520
|
40
|
60
|
220
|
185
|
167
|
135
|
260
|
213
|
196
|
164
|
|
|
316
|
1.4436
|
220
|
260
|
530
|
40
|
60
|
220
|
177
|
147
|
115
|
260
|
211
|
177
|
144
|
|
|
316L
|
1.4432
|
220
|
260
|
520
|
45
|
60
|
220
|
165
|
137
|
108
|
260
|
200
|
165
|
135
|
|
|
317L
|
1.4438
|
220
|
260
|
520
|
40
|
60
|
220
|
175
|
155
|
125
|
260
|
205
|
185
|
155
|
|
|
S32304
|
1.4362
|
400
|
-
|
630
|
25
|
60
|
400
|
330
|
280
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
|
|
S32205
|
1.4462
|
460
|
-
|
640
|
25
|
60
|
460
|
360
|
315
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
|
|
S32750
|
1.4410
|
530
|
-
|
730
|
20
|
60
|
530
|
450
|
400
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
|
|
N08904
|
1.4539
|
220
|
260
|
520
|
35
|
60
|
220
|
205
|
175
|
125
|
260
|
235
|
205
|
155
|
|
|
904L
|
1.4547
|
300
|
340
|
650
|
40
|
60
|
300
|
230
|
190
|
160
|
340
|
270
|
225
|
190
|
|
|
Oznaczenie
|
Rp0,2
|
Rp1,0
|
Rm
|
A5
|
KV
|
EN - Rp1,0 100 000h
N/mm2
|
EN - Rm 100 000h
N/mm2
|
||||||||
|
ASTM
|
EN
|
N/mm2
|
%
|
J
|
oC
|
||||||||||
|
600
|
700
|
800
|
900
|
600
|
700
|
800
|
900
|
||||||||
|
321H
|
1.4878
|
190
|
230
|
500
|
40
|
55
|
85
|
30
|
10
|
-
|
65
|
22
|
10
|
|
|
|
310S
|
1.4845
|
210
|
250
|
500
|
35
|
50
|
90
|
30
|
10
|
-
|
80
|
18
|
7
|
3
|
|
|
S30415
|
1.4818
|
290
|
330
|
600
|
40
|
-
|
126
|
45
|
15
|
5
|
88
|
35
|
14
|
5
|
|
|
S30815
|
1.4835
|
310
|
350
|
650
|
40
|
-
|
126
|
45
|
19
|
10
|
88
|
35
|
15
|
8
|
|
Literatura
[1]. PN-90/B-03200 Konstrukcje stalowe - Obliczenia statyczne i projektowanie – Norma wycofana bez zastąpienia.
[2]. Mały Poradnik Mechanika, WNT, Warszawa, 1994.
[1] EN 1993-1-1, Eurokod 3: Projektowanie konstrukcji stalowych. Część 1-1: Reguły ogólne i reguły dla budynków.
[2] EN 1993-1-4, Eurokod 3: Projektowanie konstrukcji stalowych. Część 1-4: Reguły ogólne. Reguły uzupełniające dla konstrukcji ze stali nierdzewnych.
[3]. Steel Grades, Properties and Global Standards, Outokumpu, www.outokumpu.com.