OCEL

Ocel je slitina železa, uhlíku a dalších legujících prvků, která obsahuje méně než 2,14 % uhlíku. Při obsazích uhlíku vyšších než 2,14 % se hovoří o litinách. Může se vyskytovat ve více fázích (austenit, ferit α, perlit, ledeburit, cementit), které popisuje fázový binární diagram železo-uhlík a v několika strukturách (martenzit, bainit, sorbit, troostit, žmirin), které popisují tzv. diagramy IRA nebo ARA.

 

V technické praxi se výraz „železo“ ponechává pro označení chemického prvku, popř. chemicky čistého železa jako takového. Technické slitiny se označují vždy jako „ocel“ resp. „litina“.

Novověký způsob výroby oceli je metalurgický proces, při kterém se ze surového železa vyrobeného ve vysoké peci získává slitina železa s uhlíkem a dalšími chemickými prvky. Množství uhlíku se při tom snižuje na požadovanou úroveň stejně jako podíl nečistot, jakými jsou především síra a fosfor. Naopak jsou do slitiny dodávány další, tzv. legující prvky, např. mangan, křemík, hliník, chróm, nikl apod.

Chemicko-tepelné zpracování

Chemicko-tepelné zpracování oceli zahrnuje řadu způsobů zpracování, při nichž se sytí povrch ocelí různými prvky. Dochází tak ke změně chemického složení v povrchových vrstvách ocelové součásti, při zvýšené teplotě jiným prvkem (C, N). Účelem je, aby se dosáhlo požadovaných vlastností, např. tvrdosti, žáruvzdornosti, korozivzdornosti, odolnosti proti opotřebení a únavě atd.

 

Nejčastějšími způsoby chemicko-tepelného zpracování jsou:

 

Cementování je sycení povrchu nízkouhlíkové oceli uhlíkem (do 0,25 %)

Nitridování je povrchové sycení oceli dusíkem

Nitrocementování je povrchové sycení oceli uhlíkem a dusíkem současně

Šeradování je povrchové nasycování ocelových součástí zinkem

Sulfinizace je povrchové sycení oceli sírou

Sulfonitridování je povrchové sycení oceli sírou a dusíkem současně

 

Oceli jsou nejčastěji používanými kovovými materiály. Legováním uhlíkem a dalšími prvky a kombinací tepelného a tepelně-mechanického zpracování je možno ovlivnit vlastnosti ocelí v širokém rozmezí a tak jejich vlastnosti přizpůsobit zamýšlenému použití. Vlastnosti oceli ovlivňují také různé příměsi. Fosfor nebo kobalt mají vliv na odolnost a tvrdost, mangan na tvrdost a odolnost proti opotřebení, zatímco chrom ovlivňuje odolnost vůči korozi.

 

Strukturní složky jsou popsány v binárním diagramu železo-uhlík. Hustota oceli je 7850 kg/m³. Měrná tepelná kapacita oceli je cca 469 J.kg−1.K−1 (závisí na obsahu příměsí). Bod tavení oceli je přibližně 1539 °C.