Gatunki z tej grupy w stosunku do stali konstrukcyjnych węglowych cechuje większa wytrzymałość na rozciąganie, plastyczność, odporność na pękanie przy obciążeniach dynamicznych (uderzeniowym), lepsza zdolność do hartowania wskroś, oraz jednostajne własności na całym przekroju wyrobu. Grupa stali konstrukcyjnych stopowych o zakresie węgla ok. 0,25-0,50%, od których wymagane są odpowiednie własności mechaniczne przy dobrej ciągliwości, oraz możliwość wykonania obróbki skrawaniem po obróbce cieplnej.

Ulepszanie cieplne (+QT, -T) materiałów polega na połączeniu czynności hartowania w temperaturze ok. 800-1000℃ oraz wysokiego odpuszczania w temperaturze ok. 500-700℃, co w wyniku prowadzi do powstania na materiale struktury sorbitu (mieszaniny ferrytu i cementytu), dzięki której materiał nabywa odpowiednich cech. Opisywane stale konstrukcyjne tylko w stanie ulepszonym osiągają nadane im własności w stosunku do stanu np. zmiękczonego.

Dzięki hartowaniu i odpuszczaniu można całkowicie uzyskać parametry, które określa skład chemiczny danego materiału i specyfikacja. Reguła potwierdza że stale jakościowe konstrukcyjne stopowe należy stosować tylko w stanie ulepszonym. Wyroby w opisywanych gatunkach dostarczane są w stanie zmiękczonym (stale do ulepszania), ulepszonym cieplnie (stale ulepszone cieplnie), normalizowanym, lub surowym.

Skład chemiczny - dodatki stopowe i podział na podgrupy

Stale konstrukcyjne stopowe do ulepszania zawierają w większości przypadków dodatkowe lub większe stężenie pierwiastków takich jak Mangan – Mn, Chrom – Cr, Krzem – Si, Nikiel – Ni, Molibden – Mo, oraz dodatkowo Wolfram – W, Wanad – V, i Bor – B, nie przekraczających zazwyczaj 4,8% stężenia.

Na listach wyrobów do ulepszania występują również stale do ulepszania nie zawierające niklu i molibdenu, takie jak:

stale chromowo-krzemowe (np. 37HS)
stale chromowe (np. 30H, 40H, 45H, 38HA, 32HA)
stale z dodatkiem boru 27MnCrB5-2, 1.7182, 33MnCrB5-2, 1.7185, 32CrB4, 1.7076, 36CrB4, 1.7077
stale manganowe o zwiększonej hartowności (np. 20G2, 30G2, 35G2A,40G2, 45G2),
stale krzemowo-manganowe odporne na ścieranie (np. 35SG, 40GS, 45SG)
oraz stale chromowo-manganowo-krzemowe, (np. 20HGS, 25HGS, 30HGSA, 35HGSA, 35HGSNA)

które cechuje również wysoka twardość, wytrzymałość na rozciąganie, granica plastyczności, oraz odporność na ścieranie, bez udziału dodatkowych pierwiastków. Zawartość manganu powyżej 1,8% może spowodować zmniejszenie ciągliwości materiału, dlatego część z gatunków jest uzupełniana odpowiednim stężeniem krzemu (35SG, 30HGSA).

Inne ciekawostki dot. stali do hartowania i odpuszczania

Kucie stali stopowych w przy zbyt wysokich temperaturach prowadzi do gruboziarnistości i kruchości wyrobu, natomiast przy zbyt niskiej powoduje powstawanie szkodliwych naprężeń i pęknięć.

Stale do ulepszania nie wykazują praktycznie wcale odporności na korozję atmosferyczną. Dość wysoka zawartość węgla, małe stężenie chromu, oraz niklu powoduje automatycznie pojawianie się nalotów po zetknięciu z atmosferą zewnętrzną. Wyroby o tej kompozycji pierwiastków i strukturze pełnią rolę jako części silnie obciążonych maszyn i pojazdów, podzespołów lotniczych, takich jak wały, przekładnie i koła zębate, osie, śruby, zawory, sworznie wymagające dużej ciągliwości i plastyczności.

W gatunkach do ulepszania cieplnego występuje również stal na ogniwa łańcuchów górniczych 23GHNMA.

Inne gatunki do ulepszania cieplnego: 40HM, 42CrMo4, 1.7225, 25H2N4WA, 37HN3A, 38ChN3MFA, 30HN3A, 30HN2MFA, 65S2WA, 30HGSNA, 35NiCrMoV12-5, 1.6959, 37HGNM

Normy

Powyżej opisane stale do ulepszania cieplnego stopowe konstrukcyjne określają normy PN-72/H-84035, PN-89/H-84030-04, wg których dostarczane są:

Rury bezszwowe do ulepszania cieplnego wg PN-70/H-74256, PN-74/H-74207, PN-PN-74/H-74209, PN-EN 10297-1,PN-EN 10305-1
Blachy do ulepszania cieplnego walcowane wg PN-75/H-92134, PN-81/H-92129, PN-81/H-92135, PN-EN 10029
Odkuwki i pręty swobodnie kute do ulepszania cieplnego wg PN-79/H-94500, PN-54/H-94005, PN-84/H-94004, PN-EN 10250-3, PN-EN 10250-2
Taśmy zimnowalcowane do ulepszania cieplnego wg, PN-75/H-92335, PN-84/H-92331, PN-67/H-92330, PN-93/H-92329, PN-EN 10132-3
Pręty do ulepszania cieplnego walcowane wg PN-60/H-93013, PN-87/H-93200, PN-72/H-93202, PN-98/H-93237, PN-56/93223, PN-79/H-93203, Stal FE-PL2108, FEPL2108, EN 2480, PN-67/H-93225, PN-EN 10061, PN-EN 10025-6, oraz PN-EN 10060, PN-EN 10058, PN-EN 10059,
Pręty o powierzchni jasnej do ulepszania cieplnego wg PN-85/H-93210, PN-72/H-93208, PN-EN 10278, PN-EN 10277-5, PN-85/H-93210, PN-86/H-93209, PN-52/H-93212
Druty do ulepszania cieplnego wg PN-70/H-92600, PN-75/H-93200, PN-70/H-92608, PN-EN 10263-4, PN-EN 10263-1