Ocel

Rozbalit box

Obsah boxu

Ocel je slitina železa a uhlíku, přičemž obsah uhlíku je typicky v rozmezí od 0,02 % do 2,04 % hmotnosti. Obsahuje i další legující prvky a příměsi, které ovlivňují její vlastnosti. Díky svým mimořádným mechanickým vlastnostem, jako je pevnost, houževnatost, tvrdost a tažnost, je ocel jedním z nejdůležitějších a nejrozšířenějších konstrukčních materiálů v moderním světě.

Výroba oceli ve vysoké peci

---

🧪 Složení a základní vlastnosti

Ocel je primárně slitina železa a uhlíku, ale její vlastnosti jsou významně ovlivněny přítomností dalších prvků.

Železo (Fe): Základní složka, tvořící drtivou většinu oceli.
Uhlík (C): Nejdůležitější legující prvek, který ovlivňuje tvrdost, pevnost a obrobitelnost. Vyšší obsah uhlíku zvyšuje tvrdost, ale snižuje tažnost a svařitelnost.
Další legující prvky:
- Mangan (Mn): Zvyšuje tvrdost, pevnost a houževnatost.
- Křemík (Si): Deoxiduje ocel a zvyšuje její pevnost.
- Chrom (Cr): Zlepšuje korozivzdornost (u nerezových ocelí) a tvrdost.
- Nikl (Ni): Zvyšuje houževnatost a korozivzdornost.
- Molybden (Mo): Zlepšuje pevnost za zvýšených teplot a odolnost proti korozi.
- Vanad (V): Zvyšuje tvrdost a pevnost.
Nežádoucí příměsi:
- Síra (S) a Fosfor (P): Tyto prvky jsou obvykle nežádoucí, protože zhoršují mechanické vlastnosti a svařitelnost oceli.

---

Výroba oceli je komplexní proces, který se vyvíjel po staletí.

Historie výroby: První formy oceli se vyráběly již ve starověku (např. damašská ocel). Masová výroba byla umožněna až v 19. století s vynálezem Bessemerova konvertoru a Siemens-Martinovy pece. Dnes dominují moderní metody.
Současné metody výroby:
- Kyslíkový konvertor (BOF – Basic Oxygen Furnace): Využívá tekuté železo (surové železo) z vysoké pece, do kterého se vhání kyslík pro odstranění uhlíku a nežádoucích příměsí. Je to nejrozšířenější metoda pro velkoobjemovou výrobu.
- Elektrická oblouková pec (EAF – Electric Arc Furnace): Taví ocelový šrot pomocí elektrického oblouku. Tato metoda je ekologičtější a umožňuje vyšší flexibilitu v recyklaci a výrobě speciálních ocelí.
Následné zpracování: Po tavení se ocel odlévá do polotovarů (ingoty, bramy, bloky) a dále se zpracovává válcováním (za tepla nebo za studena), kováním, tažením nebo jinými tvářecími a tepelnými úpravami.

---

Oceli se dělí podle svého složení a vlastností do mnoha kategorií:

Podle obsahu uhlíku:
- Nízkouhlíková ocel (měkká ocel): Obsah C do 0,25 %. Je dobře tvářitelná, svařitelná a houževnatá, používá se ve stavebnictví, pro plechy a dráty.
- Středněuhlíková ocel: Obsah C 0,25–0,60 %. Vyšší pevnost a tvrdost, ale nižší tažnost. Používá se na strojní součástky (hřídele, ozubená kola).
- Vysokouhlíková ocel: Obsah C nad 0,60 %. Velmi tvrdá a pevná, ale křehčí. Používá se na nástroje (pilníky, vrtáky).

Podle legujících prvků:
- Nelegované oceli: Obsah legujících prvků je nízký, vlastnosti jsou dány převážně obsahem uhlíku.
- Legované oceli: Obsahují záměrně přidané legující prvky pro zlepšení specifických vlastností.
  - Nízkolegované oceli: Nižší obsah legujících prvků, používají se pro konstrukce s vyšší pevností.
  - Vysoce legované oceli: Vysoký obsah legujících prvků.
    - Nerezová ocel: Obsahuje minimálně 10,5 % chromu, což jí dodává korozivzdornost. Používá se v gastronomii, chemickém průmyslu a medicíně.
    - Nástrojové oceli: Navrženy pro vysokou tvrdost, odolnost proti opotřebení a pevnost za zvýšených teplot. Používají se na řezné nástroje, formy atd.
    - Konstrukční oceli: Navrženy pro pevnost, houževnatost a svařitelnost ve stavebnictví a strojírenství.

---

Ocel je nezbytná pro téměř všechna průmyslová odvětví a každodenní život.

---

Ocelářský průmysl má v České republice dlouhou a významnou tradice.

Historie: Kořeny sahají do 19. století s rozvojem těžkého průmyslu (např. Vítkovické železárny, Poldi Kladno).
Současnost: I přes restrukturalizaci a privatizaci po roce 1989 zůstává ocelářství důležitým sektorem české ekonomiky. Mezi největší výrobce patří ArcelorMittal Ostrava (dříve Nová huť Ostrava) a Liberty Ostrava (dříve ArcelorMittal Ostrava, nyní pod novým vlastníkem).
Význam: Sektor s vysokou přidaná hodnota, významným podílem na exportu a zaměstnávající tisíce lidí. Čelí výzvám spojeným s energetickou náročností, ekologickými požadavky a konkurencí na globálním trhu.

---

---