Ciągliwość w normalizacji

Według Polskiej Normy do projektowania konstrukcji żelbetowych PN-B-03264:2002 podział stali zbrojeniowej na klasy prowadzony był na podstawie wartości obliczeniowej granicy plastyczności fyd:

Klasa stali Przykładowe gatunki stali Spajalność Granica plastyczności
Charakterystyczna fyk [MPa] Obliczeniowa fyd [MPa]
A-0 St0S-b spajalna 220 190
A-I St3SY-b spajalna 240 210
A-II 18G2-b spajalna 355 310
A-III 34GS trudno spajalna 410 350
A-IIIN RB500W spajalna 500 420

Norma zaznaczała przy tym, iż stale klasy A-0 do A-III charakteryzują się dużą ciągliwością, natomiast stal klasy A-IIIN – średnią ciągliwością. Różnica ta jest spowodowana procesami, które, w miarę rozwoju technologii produkcji, prowadzono w celu zwiększenia walorów wytrzymałościowych stali. Uzyskanie wyższej wytrzymałości na rozciąganie do tej pory było osiągane przez zwiększenie zawartości węgla – co skutkowało pogorszeniem spawalności, lub przez zgniot podczas walcowania na zimno. Oba te zabiegi niekorzystnie wpływały na plastyczność stali.

Europejska Norma do projektowania konstrukcji żelbetowych PN-EN-1992-1-1 czyli Eurokod 2 wprowadza zupełnie nową klasyfikację, w której parametrem decydującym jest ciągliwość:

Klasa stali Granica plastyczności fyk [MPa] k=(ft/fy)k εuk [%]
A 400 ÷ 600 ≥ 1,05 ≥ 2,5
B ≥ 1,08 ≥ 5,0
C 1,15÷1,35 ≥ 7,5

gdzie:

klasa A – stal o małej ciągliwości

klasa B – stal o średniej ciągliwości

klasa C – stal o wysokiej ciągliwości

Dla każdej klasy warunki dotyczące zarówno parametru k, jak i εuk muszą być spełnione jednocześnie.

W klasyfikacji tej granica plastyczności nie jest już czynnikiem decydującym – parametr ten dla każdej klasy musi wynosić nie mniej niż 400 i nie więcej niż 600 MPa, co dyskwalifikuje niektóre gatunki stali. Klasy od A-0 do A-II, a więc takie gatunki jak St3SY-b czy 18G2-b, nie spełniają wymogów Eurokodu 2 – fyk dla tych klas nie przekracza 400 MPa.

Różnice w parametrach stali różnych ciągliwości dobrze obrazują wykresy zależności naprężeń od odkształceń. Ich analiza porównawcza pozwala zauważyć, iż dla podobnego poziomu naprężeń odkształcenia stali klasy C są większe od odkształceń stali klasy B i A – stal ciągliwa ma większe możliwości absorbowania energii, nie ulega kruchemu, nagłemu rozerwaniu lecz wydłuża się, w przeciwieństwie do stali kruchej.

Próba sklasyfikowania pod względem ciągliwości powszechnych w Polsce gatunków stali pokazuje, że tylko jeden z nich spełnia wymagania klasy C – gatunek B500SP:

Klasa stali A B C
Gatunek wg PN St3SY-b-500 RB500W

Bst500S

B500SP