Ustalenie temperatury

Najbardziej rozpowszechnioną metodą jest ustalenie temperatury przejścia materiału w stan kruchości na podstawie łamania próbek udarnościowych o znormalizowanych wymiarach na młocie spadowym. Wyniki pomiarów w różnych temperaturach nanosi się na wykres temperatura-udarność w J/cin2 lub na wykres temperatura przełomu włóknistego. Jako kryterium dla określenia temperatury przejścia przyjmuje się umowny poziom energii, na ogół 35 J/cm2 dla próbek ISO Charpy V, 60 J/cm2 dla próbek Mesnager itd., bądź też temperaturę odpowiadającą 50% przełomu włóknistego (program uprawnienia budowlane na komputer). Wyniki badań udarnościowych dla stali St3SX.

Badania na małych próbkach udarnościowych, niezależnie od rodzaju karbu, nie ujmują w dostatecznym stopniu wielu czynników mających wpływ na kruche pękanie elementów konstrukcyjnych, takich jak: grubość blach, strukturalne i naprężeniowe wpływy spawania, wielkość elementu i Witana 2 tym wartość nagromadzonej energii sprężystej. Wpływy te w różnym stopniu uwzględniają próbki większe, spośród których szersze zastosowanie w badaniach znalazły próbki Pelliniego oraz płyty próbne Wellsa i Robertsona, wymagające specjalnych maszyn o dużej mocy (program uprawnienia budowlane na ANDROID).
Podstawowym materiałem, stosowanym na konstrukcje stalowe, są spawalne stale niskowęglowe w gatunku St3. Dzielą się one na 3 odmiany S, V i W, o jednakowej wytrzymałości obliczeniowej, lecz o coraz wyższej jakości. W stosunku do odmiany S o zawartości węgla 0,22%, odmiana V ma zawartość węgla ograniczoną do 0,20%, a odmiana W do 0,17%; ponadto ta ostatnia ma zmniejszoną zawartość siarki i fosforu o 0,005% w stosunku do obu poprzednich (uprawnienia budowlane).

Ograniczenie zawartości tych składników stopowych polepsza spawalność stali i zmniejsza ich skłonność do kruchego pękania. Drugim czynnikiem różnicującym omawiane stale pod względem ich jakości jest różny stopień uspokojenia odmian S i V, które produkuje się jako stale nieuspokojone - X, stale pół uspokojone - Y i stale uspokojone - bez dodatkowego oznaczenia (program egzamin ustny). Wyższy stopień uspokojenia stali oznacza podwyższenie jej jakości, a zwłaszcza zmniejszenie skłonności do segregacji strefowych oraz do pęknięć na gorąco i na zimno.

Dobór odpowiedniej stali

Z powyższego wynika, że konstruktor ma do dyspozycji w ramach stali niskowęglowych w gatunku St3 kilka różnych stali, poczynając od stali St3SX niższej jakości i najtańszej, do stali drobnoziarnistej, specjalnie uspokojonej St3W - wyższej jakości, lecz najdroższej. Do tego dochodzą stale niskostopowe, spośród których najczęściej stosowana jest stal 18G2A (opinie o programie).
Stosowanie stali wyższej jakości niż niezbędna dla danej konstrukcji podnosi jej koszt i odbija się niekorzystnie na zdolności produkcyjnej.
Należy pamiętać, że wszystkie omawiane stale węglowe należą do stali tzw. „zwykłe j jakości ogólnego przeznaczenia”, a wprowadzone w tym rozdziale zróżnicowanie ich na odmiany niższej, średniej i wyższej jakości ma charakter umowny i dotyczy tylko omawianych gatunków stali (segregator aktów prawnych).

Z drugiej strony zastosowanie stali zbyt niskiej jakości może spowodować uszkodzenie, a nawet katastrofę konstrukcji, głównie wskutek kruchego pęknięcia.
Dobór odpowiedniej stali opiera się więc z jednej strony na kryteriach ekonomicznych, z drugiej zaś powinien uwzględniać szereg czynników związanych z rodzajem konstrukcji i warunkami jej pracy, których wpływ jest znany, ale ocena ilościowa bardzo trudna.
Do najważniejszych czynników należą:
- temperatura eksploatacji,
- grubość materiału,
- stopień ważności elementu,
- rodzaj obciążeń i stan naprężeń (promocja 3 w 1).

Niższa temperatura eksploatacji, większa grubość materiału i wyższy stopień ważności elementu podnoszą wymagania w stęsunku do jakości stali. Podobnie wpływa szybkość narastania obciążeń (obciążenie dynamiczne udarowe) oraz wzrost liczby cykli (zmęczenie).