Виды сталей в строительстве

Требования к сталям строительным регламентирует ГОСТ 27772-88* «Прокат для строительных стальных конструкций». Документ определяет сортамент сплавов, приводит классификацию, правила производства, приёмки и применения металла.
Согласно ГОСТ, стали делятся на 2 основных вида по составу:

Углеродистые

Количество химического элемента углерода определяет прочность стальной конструкции. Чем его больше, тем крепче металл. Углеродистые сплавы делятся на 3 группы:

Применяются металлы с разным количеством углерода в изготовлении строительных конструкций нормальной напряженности.

Легированные

Для повышения прочности в сплав железа вводят различные металлы в разных количествах. Этот процесс называется легирование. По количеству добавок различают 3 группы сплавов:

• Низколегированная – до 2,5% дополнительных металлов;
• Среднелегированная – около 2,5-10% добавок;
• Высоколегированная – более 10% примесей.

Строительные стали с добавками (легированные) считаются наиболее качественными, чем углеродистые. Они применяются для изготовления ответственных конструкций в строительстве, в космической отраслях, в машиностроении и на железной дороге.

Какую сталь применять для конструкции | Выбор марки стали | Проектирование зданий

Выбор типа стали определяется ГОСТом и конструктивными расчётами.

Классификация сталей

Содержание

• Классификация сталей Классификация сталей по химическому составу
• Классификация сталей по структуре
• Классификация сталей по назначению
• Классификация сталей по качеству
• Классификация сталей по степени раскисления

Классификация сталей

• по химическому составу;
• по структуре;
• по назначению;
• по качеству;
• по степени раскисления.

Классификация сталей по химическому составу

По химическому составу стали подразделяют на:

– углеродистые	(классификация по содержанию углерода) – низкоуглеродистые (до 0,2 %) – среднеуглеродистые (0,2–0,45 %) – высокоуглеродистые (содержащие более 0,5 %)
– легированные	(классификация по сумме легирующих элементов) – низколегированные (до 2,5 %) – среднелегированные (2,5–10,0 %) – высоколегированных (более 10,0 %)

Классификация сталей по структуре

Структура стали

– менее устойчивый классификационный признак, так как зависит от скорости охлаждения (толщины стенки отливок), степени легирования, режима термообработки и других изменяющихся факторов, но структура готового изделия позволяет объективно оценивать его качество.

Стали по структуре классифицируют в состояниях после отжига и нормализации.

В отожженном состоянии стали подразделяют на:

• доэвтектоидные
  – имеющие в структуре избыточный феррит
• эвтектоидные
  – структура которых состоит из перлита
• заэвтектоидные
  – в структуре которых имеются вторичные карбиды, выделяющиеся из аустенита
• ледебуритные
  – в структуре которых содержатся первичные (эвтектические) карбиды
• аустенитные
• ферритные

Фрагмент ВИДЕО УРОКА по Технологии — Сталь и её виды.

После нормализации стали подразделяют на следующие структурные классы:

Классификация сталей по назначению

Конструкционные

– стали, предназначенные для изготовления деталей машин и элементов строительных конструкций.

Конструкционные стали подразделяются на:

• обыкновенного качества;
• улучшаемые;
• цементируемые;
• автоматные;
• высокопрочные;
• рессорно-пружинные.

Инструментальные

– стали, применяемые при изготовлении режущих и измерительных инструментов.

Инструментальные стали подразделяются на подгруппы по изготовлению:

• для режущего инструмента;
• для измерительного инструмента;
• для штампово-прессовой оснастки.

Специального назначения

– стали с особыми физическими и механическими свойствами.

Стали специального назначения подразделяются на:

• нержавеющие (коррозионно-стойкие);
• жаростойкие;
• жаропрочные;
• износостойкие;
• магнитные;
• немагнитные и т.д.

Классификация сталей по качеству

По качеству стали классифицируются на:

• обыкновенного качества
  – содержащие до 0,06 % серы и 0,07 % фосфора;
• качественные
  – содержащие до 0,035 % серы и 0,035 % фосфора;
• высококачественные
  – содержащие не более 0,025 % серы и 0,025 % фосфора;
• особо высококачественные
  – содержащие не более 0,015 % серы и 0,025 % фосфора.

Под качеством понимается совокупность свойств стали, определяемых металлургическим процессом ее производства (способ выплавки). Однородность химического состава, строение и свойства стали зависят от содержания вредных примесей и газов.

Классификация сталей по степени раскисления

По степени раскисления стали классифицируют на:

• спокойные (сп);
• полуспокойные (пс);
• кипящие (кп).

Раскислением

называют процесс удаления кислорода из жидкой стали.

Спокойные стали раскисляют марганцем, алюминием и кремнием в плавильной печи и ковше. Они затвердевают в изложнице спокойно, без газовыделения, с образованием в верхней части слитков усадочной раковины.

Дендритная ликвация вызывает анизотропию механических свойств. Пластические свойства стали в поперечном (по отношению к направлению прокатки или ковки сечении значительно ниже, чем в продольном.

Кипящие стали раскисляют только марганцем, что недостаточно. Перед разливкой в них содержится повышенное количество кислорода, который при затвердевании слитка частично реагирует с углеродом и выделяется в виде газовых пузырей окиси углерода, создавая впечатление «кипения» стали.

Полуспокойные стали по степени их раскисления занимают промежуточное положение между спокойными и кипящими сталями. Частично их раскисляют в плавильной печи и в ковше, а окончательно – в изложнице за счет содержащегося в металле углерода. Ликвация в слитках полуспокойной стали меньше, чем в кипящей, и приближается к ликвации в слитках спокойной стали.

Литература

1. Материаловедение / Ю.Т. Чумаченко, Г.В. Чумаченко. – Ростов н/Д: Феникс, 2005. – 320 с.
2. Материаловедение / О.В. Травин, Н.Т. Травина. М.: Металлургия. 1989. 384 с.
3. Металловедение / А.П. Гуляев. М.: Металлургия, 1986. 544 с.
4. Материаловедение / А.М. Адаскин, В.М. Зуев. – М.: ПрофОбрИздат, 2001. – 240 с.
5. Справочник молодого токаря-револьверщика / Е.О. Пешков. М., Высшая школа, 1966. 179 с.
6. Справочная книга сварщика / А.М. Китаев, Я.А. Китаев. М.: Машиностроение, 1985. – 256 с.
7. Материалы в приборостроении и автоматике: Справочник / Под ред. Ю.М. Пятина. – М.: Машиностроение, 1982. – 528 с.
8. Общетехнический справочник / Под общ. ред. Е.А. Скороходова. – М.: Машиностроение, 1989. – 512 с.

Маркировка строительных сталей

Марка указывает на основные показатели материала. Углеродистая и легированная стали имеют разные обозначения, поэтому рассмотрим их по отдельности.

Расшифровка углеродистых сталей

Расшифровать марку сплава с углеродом просто:

• «Ст» – это обозначение стали строительной;
• Цифра указывает количество углерода в сплаве в десятых процента;
• Буквы «кп», «пс», «сп» в конце обозначения указывают на кипящий тип раскисления (см. далее). Отсутствие дополнительных букв говорит о том, что сталь спокойная.

Соотношение марки стали и количества углерода представлено в таблице:

Содержание серы в углеродистых сплавах – не менее 0,045%, фосфора – не менее 0,055%.

Маркировка легированных сплавов

Поскольку в легированных сталях присутствуют различные химические элементы, необходимо идентифицировать их:

Пример марки строительных сталей с легирующими добавками: 16Г2АФ. Расшифровывается обозначение следующим образом:

Наименований легированных строительных сталей множество.

Обозначение конструкционной стали

ГОСТ 27772-88* приводит обозначение металлов для изготовления фасонного проката, которые обозначаются буквой «С» (Сталь строительная) и цифрами. Чтобы понять, что скрывается за этими значениями, приведём соответствие легированных, углеродистых и принятых строительных сталей:

Основная классификация строительных сталей

Легированные и углеродистые – основная классификация сплавов. Дополнительно металл можно разделить на группы по отдельным ключевым признакам.

• 1) Обычные (sy 2 ) – это низкоуглеродистые в диапазоне (С235. С285) с разной степенью раскисления. Характерна средняя стойкость к коррозии, хрупкость при отрицательных температурах;
• 2) Повышенной прочности (29 кН/см 2 ≤sy 2 ). Такие сплавы обладают хорошими показателями текучести, пластичности, сжатия.

По степени раскисления:

• Кипящая (кп), раскисленная кремнием от 0,12 до 0,3% или алюминием до 0,1 % – хрупкая, подверженная скорому разрушению и старению;
• Полуспокойная (пс) раскисляется кремнием 0,05. 0,15%, более устойчива в эксплуатации;
• Спокойная (сп)– самая дорогая, хорошо сваривается, выдерживает любые нагрузки.

• Для холодной штамповки;
• Цементируемые;
• Улучшаемые;
• Высокопрочные;
• Жаростойкие;
• Жаропрочные;
• Рессорно-пружинные;
• Шарикоподшипниковые;
• Автоматные;
• Коррозионно-стойкие;
• Износостойкие сплавы.

Основные виды и марки сталей, применяемых в строительстве

В строительстве в основном применяют углеродистые стали обыкновенного качества, качественные конструкционные углеродистые стали и низколегированные конструкционные стали.

Углеродистые стали обыкновенного качества

содержат углерод в количестве 0,06 – 0,62 %, а также примеси кремния и марганца в нормальных концентрациях. При обозначении марок стали могут быть указаны: группы поставки (А – по механическим свойствам, Б – химическому составу, В – механическим свойствам с дополнительными требованиями по химическому составу); метод производства (М – мартеновский, Б – бессемеровский, К – кислородно-конверторный); дополнительные индексы (сп – спокойная сталь, пс – полуспокойная сталь, кп – кипящая сталь). В группе А обозначение способа производства часто опускается, однако имеется в виду сталь мартеновская, а при отсутствии дополнительного индекса подразумевается сталь спокойная.

Углеродистую сталь обыкновенного качества группы А

Качественная конструкционная углеродистая сталь

В маркировке легированной стали

Низкоуглеродистые и низколегированные стали широко применяют для изготовления металлических конструкций мостов, опор, транспортных галерей, элементов каркаса зданий и сооружений, армирования железобетонных конструкций и др. Элементы металлических конструкций получают в горячем или холодном состоянии различными способами: прокатом, ковкой, волочением, штамповкой, прессованием (металлических порошков). После этого часто производят термическую или механическую обработку стали с целью ее упрочнения.

К термической обработке стали

относят: а) закалку, б) отпуск, в) отжиг, г) нормализацию, д) обработку холодом, е) химико-термическую обработку (цементацию, азотирование, хромирование). Для низкоуглеродистых сталей термическая обработка повышает предел прочности на 20- 25 %, что снижает расход стали на 13-18 %. Экономическую эффективность металлических конструкций повышают, применяя высокопрочные стали (600-1000 МПа). Для этого их легируют карбидообразующими элементами (например, хромом, молибденом, вольфрамом, ниобием).

Соединение элементов в конструкцию производят с помощью сварки, клепки, болтов. Сваркой

называют процесс получения неразъемных соединений металлических изделий с применением местного нагрева.
По виду энергии
различают сварку химическую (газовую, термитную) и электрическую (дуговую, контактную);
по состоянию металла в зоне сварки
– пластическую (нагрев металла до пластического состояния) и сварку плавлением;
по способу подачи металла и осуществления сварки
– ручную, полуавтоматическую и автоматическую. В строительстве наиболее распространены
электродуговая
сварка плавлением и
электроконтактная
сварка в пластическом состоянии (стыковая, точечная, шовная или роликовая).
Газовая
сварка применяется для соединения элементов из чугуна, цветных металлов, строительных деталей малой толщины.

Классификация и химический состав сталей для строительных конструкций

В основу классификации по структурному признаку положено наличие известной взаимосвязи между химическим составом стали и ее структурой после горячей прокатки или нормализации, хорошо описываемой термокинетическими и изотермическими диаграммами распада переохлажденного аустенита. Различают стали четырех классов: феррито-перлитного, феррито-бейнитного, бейнитного и мартенситного. Каждому классу стали соответствует вполне определенный уровень основных свойств изготовленного из нее проката после горячей прокатки, нормализации или термического улучшения. Однако наиболее распространенной классификацией сталей для строительных конструкций в отечественных и зарубежных стандартах является классификация по уровню основных механических свойств в готовом прокате, главным образом по пределу текучести и ударной вязкости при отрицательных климатических температурах, характеризующих, как было показано выше, сопротивление металла хрупкому разрушению. В ГОСТ 27772 стандартизовано по прочности 10 классов стали:

• стали обычной прочности — С235, С245, С255, С275, С285;
• стали повышенной прочности — С345, С375, С440, С590;
• стали высокой прочности — С390, где С — сталь строительная; цифры — предел текучести проката, Н/мм2.

Популярные марки стали и их применение

Сталями принято называть сплавы железа с углеродом, содержащие до 2,14% углерода. В зависимости от химического состава различают стали углеродистые (ГОСТ 380-71, ГОСТ 1050-75) и легированные (ГОСТ 4543-71, ГОСТ 5632-72, ГОСТ 14959-79).

Основные стандарты производства сталей:

• углеродистая сталь обыкновенного качества (ГОСТ 380-88);
• сталь конструкционная (ГОСТ 1414-75);
• углеродистая качественная конструкционная сталь (ГОСТ 1050-88);
• инструментальная углеродистая сталь (ГОСТ 1435-90);
• легированная конструкционная сталь (ГОСТ 4543-71);
• сталь низкоуглеродистая качественная (ГОСТ 9045-80);
• сталь конструкционная низколегированная (19281-89).
• качественная калиброванная сталь (ГОСТ 1051-73);
• подшипниковая сталь (ГОСТ 801-78)
• сталь арматурная низколегированная (ГОСТ 5781-82);
• сталь конструкционная легированная (ГОСТ 4543-71);
• сталь инструментальная легированная (ГОСТ 5950-73);
• высоколегированные стали и сплавы коррозийностойкие, жаростойкие и жаропрочные (ГОСТ 5632-72);
• сталь конструкционная легированная высококачественная специального назначения (ГОСТ 11268-76) и некоторые другие.

Химический состав углеродистых конструкционных сталей обыкновенного качества

Наиболее популярные марки стали

Ст 0 – неответственные строительные конструкции, прокладки, шайбы, кожухи. Ст 1 – малонагруженные детали металлоконструкций. Свариваемость хорошая. Ст 2 – детали металлоконструкций – рамы, оси, ключи, валики, цементируемые детали. Свариваемость хорошая.

Ст 3 — детали металлоконструкций, рамы тележек, крюки кранов, цементируемые детали с высокой твердостью поверхности и невысокая прочность сердцевины. Ст 4 – валы, тяги, крюки, оси, болты (невысокие требования к прочности). Ст 5 – звездочки, зубчатые колеса, валы, оси (повышенные требования прочности). Ст 6 – шпиндели, муфты, валы (высокая прочность).

08КП, 10 – детали, изготавливаемые холодной штамповкой и холодной высадкой, крепеж, цементируемые детали. 15, 20 – малонагруженные детали (пальцы, упоры, оси, шестерни) работающие на износ. 30, 35 – траверсы, тяги, рычаги, диски, звездочки, валы. 40, 45 – детали повышенной прочности, подвергаемые термообработке (коленчатые валы, шатуны, зубчатые венцы, храповики, муфты, плунжеры).

50, 55 – зубчатые колеса, прокатные валки, шпиндели, бандажи, малонагруженные пружины и рессоры. 60 – детали с высокими прочностными свойствами (прокатные валки, пружинные кольца, пружины и диски сцепления, пружины амортизаторов).

09Г2С – для паровых котлов, аппаратов и емкостей, работающих под давлением при температуре -70…+450*С, для ответственных листовых сварных конструкций, в химическом и нефтяном машиностроении, судостроении. 10ХСНД – для сварных конструкций и фасонных профилей в судостроении, вагоностроении, химического машиностроения. 15ХСНД – детали вагонов, строительных свай, профили судостроения.

Обладает повышенной коррозионной стойкостью. 40Х – детали, работающие на средних скоростях при средних давлениях (зубчатые колеса, валы шлицевые). 18ХГТ – детали, работающие на больших скоростях при высоких давлениях и ударных нагрузках (зубчатые колеса, кулачковые муфты, втулки). 30ХГСА – высокопрочные детали, ответственные сварные конструкции.

08Х18Н10 – детали, работающие в агрессивной среде при повышенных температурах. 08Х18Н10Т – для сварных конструкций в разных отраслях промышленности. 65…80, 65Г, 50ХФА, 60С2А – рессоры, пружины. У8А – накатные ролики, зенковки, стамески. У10А – метчики, надфили, калибры гладкие. ХГС – валки холодной прокатки, матрицы, пуансоны. ХВГ – измерительный, режущий инструмент.

Х12, Х12ВМ – для холодных штампов. 4ХС – штампы горячей высадки. А12, А20 – сложнопрофильные мелкие детали (шестерни, шпильки, кольца, винты). А30, А40Г – труднообрабатываемые детали, работающие при высоких нагрузках. ШХ15 – шарики диаметром до 150мм, ролики диаметром до 23мм, плунжеры.

Конструкционные стали

Свойства конструкционных строительных сталей определяются в основном механическими и технологическими характеристиками. К механическим относятся предел прочности, относительное удлинение, твердость, ударная вязкость;

к технологическим —
жидкотекучесть, свариваемость, ковкость
и др.

Для конструкционных сталей используются в основом углеродистые (0,10…0,20% С) и низколегированные (Si, Mn, Сг и др.) (ГОСТ 19281-73 и ГОСТ 19282-72). Они, как правило, обыкновенного качества и поставляются по механическим свойствам.

Конструкционные стали в виде листов, сортового фасонного проката применяют в строительстве и машиностроении для сварных конструкций, в основном, без дополнительной термической обработки. Так марки стали 14Г2, 18Г2, 16ГС, 10Г2С1, 14ХГС и 15ХСНД нужны для изготовления металлических конструкций, а стали 18Г2С, 25Г2С и 35ГС -железобетонных конструкций.

Классификация сталей осуществляется и по их назначению. Так, выделяют инструментальные и конструкционные виды, марки, отличающиеся особыми физическими свойствами. Данные в таблице 1 ниже.

Конструкционные стали	Инструментальные стали	Марки с особыми свойствами
10ХСНД,20Х2Н4А ,15ХМ,20ХМ	У7,У8, У10; У7А; У8А; У10А; У12А	ЭИ69 (45Х14Н14В2М) ЭИ602 (ХН75МБТЮ)

Марки стали				Массовая доля элементов, %
ГОСТ 4543	DIN	ANFOR	Другие	C	Si	Mn	Cr	Ni	Другие
15Х	15Cr3 (1.7015)	18C3	5015 (ASTM)	0,12-0,18	0,17-0,37	0,40-0,70	0,70-1,00
40Г	40Mn4 (1.1157)	40M5	15OM36 (B,S)	0,37-0,45	0,17-0,37	0,70-1,00
20Г	C21 (1.0432)	A105 (ASTM)	0,17-0,24	0,17-0,37	0,70-1,00
40Г2	36Mn5 (1.1167)	154B41H (ASTM)	0,36-0,44	0,17-0,37	1,40-1,80
40Х	42Cr4 (1.7045)	5140 (ASTM)	0,36-0,44	0,17-0,37	0,50-0,80	0,80-1,10
18ХГ	16MnCr5 (1.7131)	16MC5	5115 (ASTM)	0,15-0,21	0,17-0,37	0,90-1,20	0,90-1,20
20MnCr5 (1.7147)	0,15-0,21	0,17-0,37	0,90-1,20	0,90-1,20
18ХГТ	0,17-0,23	0,17-0,37	0,80-1,10	1,00-1,30	Ti 0,03-0,09
38ХГМ	42CrMo4 (1.7225)	42CD4	4140 (ASTM)	0,34-0,40	0,17-0,37	0,60-0,90	0,80-1,10	Mo 0,15-0,25
27ХГР	709M40 (B,S)	0,25-0,31	0,17-0,37	0,70-1,00	0,70-1,00
38ХС	0,34-0,42	1,00-1,40	0,30-0,60	1,30-1,60
30ХМА	25CrMo4 (1.7218)	25CD4	4130 (ASTM)	0,26-0,33	0,17-0,37	0,40-0,70	0,80-1,10	Mo 0,15-0,25
30Х3МФ	31CrMoV9 (1.8519)	0,27-0,34	0,17-0,37	0,30-0,60	2,30-2,70	Mo 0,20-0,30
40ХФА	41CrMo4 (1.7223)	4142 (ASTM)	0,37-0,44	0,17-0,37	0,50-0,80	0,80-1,10	V 0,10-0,18
40ХН	40NiCr6 (1.5711)	3140 (ASTM)	0,36-0,44	0,17-0,37	0,50-0,80	0,45-0,75	1,00-1,40
12ХН3А	655M13 (B,S)	0,09-0,16	0,17-0,37	0,30-0,60	0,60-0,90	2,75-3,15
30ХГСА	0,28-0,34	0,90-1,20	0,80-1,10	0,80-1,10
15ХГН2ТА	0,13-0,18	0,17-0,37	0,70-1,00	0,70-1,00	1,40-1,80	Ti 0,03-0,09
40Х2Н2МА	40CrNiMo6 (1.6565)	4340 (ASTM)	0,35-0,42	0,17-0,37	0,30-0,60	1,25-1,65	1,35-1,75	Mo 0,20-0,30
818M40 (B,S)
18Х2Н4МА	X19NiCrMo4 (1.2764)	0,14-0,20	0,17-0,37	0,25-0,55	1,35-1,65	4,00-4,40	Mo 0,30-0,40
38Х2Н2МА	34CrNiMo6 (1.6582)	4337 (ASTM)	0,33-0,40	0,17-0,37	0,25-0,50	1,30-1,70	1,30-1,70	Mo 0,20-0,30
817M40 (B,S)
38Х2МЮА	41CrA1Mo7 (1.8509)	40CAD6.12	0,35-0,42	0,20-0,45	0,30-0,60	1,35-1,65	Mо 0,20; Al 0,7-1,1

15Х	AFNOR
15Х	15Cr3 (1.7015)	18C3

Общая характеристика:
сталь сваривается без ограничения (кроме химикотермически обработанных деталей). Не склонна к отпускной хрупкости, нефлокеночувствительна.
Применение:
цементируемые детали — валы, пальцы, шестерни, валики, к которым предъявляются требования высокой поверхностной тв„рдости при невысокой прочности сердцевины.
Виды поставляемой продукции:
сортовой прокат круглого, квадратного сечений, полосовой прокат, кованый сорт, калиброванный прокат круглого и шестигранного сечений, прутки шлифованные и со специальной отделкой поверхности.
40Х

ГОСТ 4543-71	DIN	AISI/SAE
40Х	41Cr4 (1.7035)	5135; 5140

Общая характеристика:
сталь склонна к отпускной хрупкости и флокеночувствительна. Трудно сваривается, необходим подогрев и последующая термообработка. Плотность при 20°С — 7,82х10 кг/м
Применение:
для изготовления креп„жных деталей, работающих при температуре не выше 425°С. Оси, валы, шестерни, штоки, коленчатые и кулачковые валы, кольца, рейки, шпиндели, оправка, полуоси и другие детали повышенной прочности.
Виды поставляемой продукции:
сортовой прокат круглого, квадратного сечений, кованый сорт круглого и квадратного сечений, полосовой прокат, калиброванный прокат круглого и шестигранного сечений, шлифованные обточенные прутки и прутки со специальной отделко й поверхности.

ГОСТ 4543-71

18ХГТ

Общая характеристика:
сталь сваривается без ограничений контактной и дуговой сваркой (кроме химикотермически обработанных деталей). Нефлокеночувствительна, малосклонна к отпускной хрупкости.
Применение:
улучшаемые или цементируемые детали ответственного назначения, работающие под действием ударных нагрузок, от которых требуется повышенная прочность и вязкость сердцевины, а также высокая поверхностная прочность.
Виды поставляемой продукции:
сортовой прокат круглого, квадратного сечений, кованый сорт круглого и квадратного сечений, полосовой прокат, калиброванный прокат круглого и шестигранного сечений, шлифованные обточенные прутки и сталь со специальной отделкой поверхности.

ГОСТ 4543-71

38ХС

Общая характеристика:
сталь трудносвариваемая. При ручной, дуговой и контактной сварке необходим подогрев и последующая термообработка. Нефлокеночувствительна, имеет склонность к отпускной хрупкости. Плотность при 20°С — 7,6х10 кг/м
Применение:
валы, шестерни, муфты, пальцы и другие улучшаемые детали небольших размеров, к которым предъявляются требования повышенной прочности, упругости и износостойкости.
Виды поставляемой продукции:
сортовой прокат круглого, квадратного сечений, кованый сорт круглого и квадратного сечений, полосовой прокат, калиброванный прокат круглого и шестигранного сечений, шлифованные обточенные прутки и сталь со специальной отделкой поверхности.

ГОСТ 4543-71	DIN	ASTM
30ХМА	30CrМо4 (1.7216)	4130

Общая характеристика:
сталь хромомолибденовая, имеет ограниченную свариваемость ручной и автоматической дуговой сваркой под флюсом и газовой защитой. Рекомендуется подогрев и последующая термообработка. Флокеночувствительность незначительная. Не склонна к отпускной хрупкости.
Применение:
валы, шестерни, шпильки, фланцы, диски, штоки и другие ответственные детали, работающие в условиях больших нагрузок и скоростей при температуре до 450-500°С.
Виды поставляемой продукции:
сортовой прокат круглого, квадратного сечений, кованый сорт круглого и квадратного сечений, полосовой прокат, калиброванный прокат круглого и шестигранного сечений, шлифованные обточенные прутки и сталь со специальной отделкой поверхности.

ГОСТ 4543-71	DIN	AISI/SAE/ASTM
40ХН	40NiCr6 (1.5711)	3140

Общая характеристика:
сталь трудносвариваемая, ручная и дуговая сварка под флюсом. Возможна электрошлаковая сварка. Обладает повышенной флокеночувствительностью и склонностью к отпускной хрупкости. Плотность при 20°С — 7,83х10кг/м
Применение:
валки рельсобалочных и крупносортных станов для горячей прокатки металла. Оси, валы, зубчатые кол„са, валы экскаваторов, цилиндры и другие ответственные нагруженные детали, подвергающиеся вибрационным и динамическим нагрузкам, к которым предъявляются требования к повышенной прочности и вязкости.
Виды поставляемой продукции:
сортовой прокат круглого, квадратного сечений, кованый сорт круглого и квадратного сечений, полосовой прокат, калиброванный прокат круглого и шестигранного сечений, шлифованные обточенные прутки и прутки со специальной отделкой поверхности.

ГОСТ 4543-71	AISI/SAE/ASTM
12ХН3А	655М13

Общая характеристика:
сталь хромоникелквая с ограниченной свариваемостью. Ручная и автоматическая дуговая сварка под флюсом. Склонна к отпускной хрупкости, флокеночувствительна. Обрабатываемость резанием в горячекатаном состоянии при твердости НВ 183-187 удовлетворительная. Плотность при 20°С — 7,85х10 кг/м
Применение:
кулачковые муфты, шестерни, валы, поршневые пальцы и другие цементируемые детали, к которым предъявляются требования высокой прочности, пластичности и вязкости сердцевины и высокой поверхностной твердости, работающие под действием ударных нагрузок или при отрицательных температурах.
Виды поставляемой продукции:
сортовой прокат круглого, квадратного сечений, кованый сорт, полосовой прокат, калиброванный прокат круглого и шестигранного сечений, шлифованные прутки и прутки со специальной отделкой поверхности.

ГОСТ 4543-71	DIN	AISI/SAE	B S
40Х2Н2МА	40CrNiMo6 (1.6565)	4340	818M40

Общая характеристика:
сталь трудносвариваемая, теплоустойчивая до 450°С. флокеночувствительная, не склонна к отпускной хрупкости. Обладает сквозной прокаливаемостью в прутках до 50 мм. При ручной дуговой сварке требуется подогрев и последующая термообработка. Плотность при 20°С — 7,85х10 кг/м
Применение:
тяжелонагруженные детали — коленчатые валы, шатуны, шестерни, кулачковые муфты, работающие при динамических нагрузках при температуре до 450°С.
Виды поставляемой продукции:
сортовой прокат круглого, квадратного сечений, кованый сорт, полосовой прокат, калиброванный прокат круглого и шестигранного сечений, шлифованные прутки и прутки со специальной отделкой поверхности.

18Х2Н4МА (ВА)

ГОСТ 4543-71	DIN
18Х2Н4МА(ВА)	Х19NiCrMo4 (1.2764)

Общая характеристика:
сталь хромоникельмолибденовая (вольфрамовая). Трудносвариваемая. Необходим подогрев и последующая термообработка. Не склонна к отпускной хрупкости, флокеночувствительна. Плотность при 20°С — 7,95х10 кг/м
Применение:
применяется в цементованном и улучшенном состоянии для изготовления ответственных деталей с требованиями высокой прочности, вязкости и износостойкости. Хорошо выдерживает вибрационные и динамические нагрузки. Может использоваться в диапазоне температур от -70 до +450°С.
Виды поставляемой продукции:
сортовой прокат и кованые прутки круглого, квадратного и полосового сечения. Калиброванные и шлифованные прутки. Прутки со специальной отделкой поверхности.

ГОСТ 4543-71	DIN
38Х2МЮА	41CrAlMo7 (1.8509)

Общая характеристика:
сталь коррозионностойкая в атмосферных условиях после азотирования. Не склонна к отпускной хрупкости, флокеночувствительная. Для сварных конструкций не применяется, теплоустойчива до 500°С. Плотность при 20°С — 7,71х10 кг/м
Применение:
штоки клапанов паровых турбин, гильзы цилиндров двигателей внутреннего сгорания, иглы форсунок, тарелки букс, плунжеры. Азотируемые детали, работающие при температуре 450-500°С.
Виды поставляемой продукции:
сортовой прокат круглого, квадратного сечений, полосовой прокат, кованый сорт, калиброванный прокат круглого и шестигранного сечений, прутки шлифованные и со специальной отделкой поверхности.
Конструкционные легированные стали

Марки стали			Массовая доля элементов, %
ГОСТ 1414-75	DIN	Другие стандарты	C	Si	Mn	Cr	Ni	S	P	другие
Конструкционная
А12	9SMn28 (1.0715)	230M07 (B,S)	0,08-0,16	0,15-0,35	0,70-1,10	0,25	0,25	0,08-0,2	0,08-0,15	Cu 0,25; Pb 0,15-0,30
АС14	0,10-0,17	0,12	1,00-1,30	0,25	0,25	0,15-0,30	0,10	Cu 0,25; Pb 0,15-0,30
АС35Г2	35SPb20 (1.0756)	0,32-0,39	0,17-0,37	1,35-1,65	0,25	0,25	0,08-0,13	0,04	Cu 0,25; Pb 0,15-0,30
ТУ 14-136-344-98
АВ19ХГН	0,16-0,21	0,17-0,37	0,70-1,10	0,80-1,10	0,80-1,10	0,035	0,035	Bi 0,12-0,20; Cu 0,30
АВ35Г2	0,32-0,39	0,17-0,37	1,35-1,65	0,25	0,25	0,08-0,13	0,04	Bi 0,12-0,20; Cu 0,25
АВ14	0,10-0,17	0,12	1,0-1,30	0,25	0,25	0,15-0,30	0,10	Cu 0,25; Bi 0,12-0,20
X8CrNiS 18,9 (1.4305)	303 (AISI)	0,12	1,0	2,0	17,0-19,0	8,0-10,0	0,28-0,35	0,06	Mo 0,50; W 0,20; Cu 0,30; V 0,20; Ti 0.20

А12

Общая характеристика:
температура ковки, °С: начала — 1200, конца — 850. Не применяется для сварных конструкций. Обрабатываемость резанием — HB 167-217. Флокеночувствительна, не склонна к отпускной хрупкости.
Применение:
оси, валики, втулки, зубчатые кол„са, шестерни, пальцы, винты, болты и другие малонагруженные мелкие детали сложной формы, обрабатываемые на станках-автоматах, и к которым предъявляются требования по качеству поверхности и точности размеров
Виды поставляемой продукции:
сортовой горячекатаный и калиброванный прокат круглого сечения, сталь круглая со специальной отделкой поверхности, сталь круглая с обточенной поверхностью.

ГОСТ 4543-71

АС14

Общая характеристика:
сталь сернистомарганцовистая свинецсодержащая высокой обрабатываемости резанием. Не применяется для сварных конструкций
Применение:
предназначена для обработки на станках и автоматах, а также для обработки давлением в горячем состоянии с последующей обработкой резанием.
Виды поставляемой продукции:
сортовой горячекатаный, калиброванный и обточенный прокат круглого сечения и сталь круглая со специальной отделкой поверхности.

ГОСТ 4543-71

АВ35Г2

Общая характеристика:
сталь конструкционная высокой обрабатываемости резанием. Не применяется для сварных конструкций. К образованию флокенов не чувствительна; к отпускной хрупкости не склонна.
Применение:
изготовление деталей автомобилей методом холодной механической обработки.
Виды поставляемой продукции:
калиброванный прокат круглого и шестигранного сечений Состояние поставки: в отожж„нном и нагартовано-отпущенном с предварительной нормализацией состояниях.

DIN 17440	ASTM 582
X10CrNiS 18.9	303

Общая характеристика:
применяется для такой службы, которая требует оптимальной обрабатываемости, высокотемпературной устойчивости и сопротивляемости коррозии; введение свинца повышает износостойкость при трении, предотвращает налипание, наволакивание металла.
Применение:
изготовление крепежа и деталей в автоматических устройствах
Виды поставляемой продукции:
горячекатанные прутки O12-70 мм
Состояние поставки:
обточенные в закал„нном состоянии

Рессорно-пружинные и теплоустойчивые

Марки стали			Массовая доля элементов, %
ГОСТ 14959-79	DIN	SAE/AISI	C	Si	Mn	Cr	другие
65Г	Ck67 (1.1231)	1070	0,62-0,70	0,17-0,37	0,90-1,2
55С2А	55Si7 (1.5026)	9255	0,53-0,58	1,5-2,0	0,60-0,9
60С2А	60Si7 (1.5027)	9260	0,58-0,63	1,6-2,0	0,60-0,9
60С2Г	60SiMn (1.5142)	0,55-0,65	1,8-2,2	0,70-1,0
50ХФА	51CrV4 (1.8159)	0,46-0,54	0,17-0,37	0,50-0,8	0,80-1,1	V 0,10-0,20
60С2ХА	60SiCr7 (1.7108)	9262	0,56-0,64	1,4-1,8	0,40-0,7	0,70-1,0
60С2Н2А	0,56-0,64	1,4-1,8	0,40-0,7	0,3	Ni 1,40-1,70
70С2ХА	71Si7 (1.5029)	0,65-0,75	1,40-1,70	0,40-0,6	0,20-0,4

Примечание: P и S 0,035% для качественной стали, P и S 0,025% для высококачественной стали 65Г	AISI/SAE/ASTM
65Г	Ck65 (1.1230)	1065

Общая характеристика:
сталь рессорно-пружинная, малочувствительна к флокенообразованию, склонна к отпускной хрупкости при содержании Mn1%, не применяется для сварных конструкций. Плотность при 20°С — 7,81х10кг/м. Модуль нормальной упругости при 20°С — 215 Гпа. Удельная тепло„мкость при 20-100°С — 490 Дж/(кг·°С)
Применение:
пружины, рессоры, упорные шайбы, тормозные ленты, фрикционные диски, шестерни, фланцы, корпусы подшипников, зажимные и подающие цанги и другие детали, к которым предъявляются требования повышенной износостойкости, и детали, работающие без ударных нагрузок.
Виды поставляемой продукции:
в горячекатаном состоянии (без термообработки) с твердостью не более НВ285; в высокоотпущенном состоянии — не более НВ241

ГОСТ 14959-79	DIN	AAISI/SAE
60С2А	60Si7 (1.5027)	9260

Общая характеристика:
температура ковки, °С: начала — 1200, конца — 800. Сечения до 250мм охлаждаются на воздухе, 251-350мм — в яме. Для сварных конструкций не применяется. Нефлокеночувствительна, не склонна к отпускной хрупкости.
Применение:
тяжелонагруженные пружины, торсионные валы, пружинные кольца, цанги, фрикционные диски, шайбы гровера и др.
Виды поставляемой продукции:
сортовой прокат горячекатаный и кованый, прокат калиброванный и со специальной отделкой поверхности.

ГОСТ 14959-79	DIN	AISI/SAE
50ХФА	50CrMo4 (1.7228)	4150

Общая характеристика:
сталь рессорно-пружинная, отличается малой склонностью к росту зерна, не чувствительна к флокенообразованию, малосклонна к отпускной хрупкости, не применяется для сварных конструкций. Плотность при 20°С — 7,80х10 кг/м на воздухе, 251-350мм — в яме. Для сварных конструкций не применяется. Нефлокеночувствительна, не склонна к отпускной хрупкости.
Применение:
ответственные клапанные пружины и рессоры автомобилей; сальники, пружины для секционных колец поршней; пружины, работающие при температурах до 300°С; пружины, подвергающиеся в процессе работы многократным переменным нагрузкам при длительном цикле работы.
Виды поставляемой продукции:
сортовой прокат круглого, квадратного и прямоугольного сечений, прокат калиброванный и со специальной отделкой поверхности, кованый сорт.

ГОСТ 20072-74

15Х5М

Общая характеристика:
сталь теплоустойчивая мартенситного класса. Трудносвариваемая, чувствительна к флокенообразованию, не склонна к отпускной хрупкости. Обладает повышенной коррозионной стойкостью в серосодержащих средах. Температура начала интенсивного окалинообразования 650°С. Плотность при 20°С — 7,75х10 кг/м
Применение:
корпуса и внутренние элементы аппаратуры нефтеперерабатывающих заводов и крекинговые трубы, детали насосов, задвижки, крепеж с весьма длительным сроком работы (от 50000 до 100000 часов) при температурах до 600°С.
Виды поставляемой продукции:
поставляется в термообработанном состоянии (отожж„нный, отпущенный или нормализованный с высоким отпуском) с твердостью не более НВ217

ГОСТ 20072-74

12Х1МФ

Общая характеристика:
сталь теплоустойчивая перлитного класса. Температура начала интенсивного окалинообразования 600°С. Сталь ограниченно свариваемая: рекомендуется подогрев и последующая термообработка. Плотность при 20°С — 7,8х10 кг/м
Применение:
трубы пароперегревателей, трубопроводов и коллекторных установок высокого давления; детали цилиндров газовых турбин; пруты, болты, шпильки и другие крепежные детали, работающие длительно (50-100 тысяч часов) при температуре до 510°С.
Виды поставляемой продукции:поставляется в термообработанном состоянии (отожж„нный, отпущенный или нормализованный с высоким отпуском) или без термической обработки.

Источник: xn--80ajpcdmecotc9jg.xn--p1ai

Строительные стали. Строительные марки стали

Строительная сталь – это разновидность сплава железа с углеродом, предназначенная для изготовления строительных конструкций, арматуры и литых изделий. Она обладает оптимальным составом для того, чтобы выдерживать значительные расчетные нагрузки. Использовать, например, инструментальную сталь для изготовления строительной балки нецелесообразно – даже при аналогичных размерах ее технические характеристики не будут удовлетворять расчётным нормативам.

Классификация

Требования к сталям строительным регламентирует ГОСТ 27772-88* «Прокат для строительных стальных конструкций». Документ определяет сортамент сплавов, приводит классификацию, правила производства, приёмки и применения металла.

Согласно ГОСТ, стали делятся на 2 основных вида по составу:

• Углеродистые.
• Легированные.

Углеродистые

Количество химического элемента углерода определяет прочность стальной конструкции. Чем его больше, тем крепче металл. Углеродистые сплавы делятся на 3 группы:

Применяются металлы с разным количеством углерода в изготовлении строительных конструкций нормальной напряженности.

Легированные

Для повышения прочности в сплав железа вводят различные металлы в разных количествах. Этот процесс называется легирование. По количеству добавок различают 3 группы сплавов:

• Низколегированная – до 2,5% дополнительных металлов;
• Среднелегированная – около 2,5-10% добавок;
• Высоколегированная – более 10% примесей.

Строительные стали с добавками (легированные) считаются наиболее качественными, чем углеродистые. Они применяются для изготовления ответственных конструкций в строительстве, в космической отраслях, в машиностроении и на железной дороге.

Выбор типа стали определяется ГОСТом и конструктивными расчётами.

Маркировка строительных сталей

Марка указывает на основные показатели материала. Углеродистая и легированная стали имеют разные обозначения, поэтому рассмотрим их по отдельности.

Расшифровка углеродистых сталей

Расшифровать марку сплава с углеродом просто:

• «Ст» – это обозначение стали строительной;
• Цифра указывает количество углерода в сплаве в десятых процента;
• Буквы «кп», «пс», «сп» в конце обозначения указывают на кипящий тип раскисления (см. далее). Отсутствие дополнительных букв говорит о том, что сталь спокойная.

Соотношение марки стали и количества углерода представлено в таблице:

Содержание серы в углеродистых сплавах – не менее 0,045%, фосфора – не менее 0,055%.

Маркировка легированных сплавов

Поскольку в легированных сталях присутствуют различные химические элементы, необходимо идентифицировать их:

Пример марки строительных сталей с легирующими добавками: 16Г2АФ. Расшифровывается обозначение следующим образом:

Наименований легированных строительных сталей множество.

Обозначение конструкционной стали

ГОСТ 27772-88* приводит обозначение металлов для изготовления фасонного проката, которые обозначаются буквой «С» (Сталь строительная) и цифрами. Чтобы понять, что скрывается за этими значениями, приведём соответствие легированных, углеродистых и принятых строительных сталей:

Основная классификация строительных сталей

Легированные и углеродистые – основная классификация сплавов. Дополнительно металл можно разделить на группы по отдельным ключевым признакам.

По степени раскисления:

• Кипящая (кп), раскисленная кремнием от 0,12 до 0,3% или алюминием до 0,1 % – хрупкая, подверженная скорому разрушению и старению;
• Полуспокойная (пс) раскисляется кремнием 0,05. 0,15%, более устойчива в эксплуатации;
• Спокойная (сп)– самая дорогая, хорошо сваривается, выдерживает любые нагрузки.

• Для холодной штамповки;
• Цементируемые;
• Улучшаемые;
• Высокопрочные;
• Жаростойкие;
• Жаропрочные;
• Рессорно-пружинные;
• Шарикоподшипниковые;
• Автоматные;
• Коррозионно-стойкие;
• Износостойкие сплавы.

Подбор марки стали | buildingbook.ru

Расчет строительных конструкций завязан на выборе марки стали. Многие просто в расчетах принимают марку стали С245 как самую низкую и не парятся по этому поводу — в случае если необходимой марки нет, заменяют на более прочную, а сечение оставляют тоже, что это ведет к перерасходу металла и завышению стоимости строительства.

Также многие ошибочно полагают, что из-за того что самая низкая марка дешевле, то и конструкция будет дешевле. На самом деле увеличение прочности стали ведет к снижению общей массы конструкции и итоговая стоимость всего проката может оказаться ниже. Кроме этого снижается нагрузка на фундамент и сейсмические нагрузки. Однако использование высокопрочных сталей не оправданно для элементов, сечение которых подбирается из условия устойчивости.

Кроме того при подборе марки стали будет не лишним обзвонить поставщиков на наличии и возможность поставки профиля из необходимой марки стали т.к. при замене марки стали на менее прочную придется менять профиль и узлы, что займет некоторое время, а при замене на более прочную будет перерасход стали. Одни из самых распространенных марок стали для прокатного профиля на рынке — 09Г2С и Ст3сп/пс5.

В первую очередь для выбора марки стали нам необходимо определить к какой группе относятся будущий элемент здания. Описание групп написано в приложении В СП 16.13330.2011. Всего их 4:

1) Сварные конструкции либо их элементы, работающие в особо тяжелых условиях (согласно ГОСТ 25546), в том числе максимально стесняющие развитие пластических деформаций или подверженных непосредственному воздействию динамических, вибрационных или подвижных нагрузок. В этот список входят подкрановые балки, балки рабочих площадок, балки путей подвижного транспорта, элементы конструкций бункерных и разгрузочных эстакад, непосредственно воспринимающие нагрузки от подвижных составов, главные балки и ригели при динамической нагрузке, пролетные строения транспортерных галерей, фасонки ферм, стенки, окрайки днищ, кольца жесткости, плавающие крыши, покрытия резервуаров и газгольдеров, бункерные балки, оболочки параболических бункеров, стальные оболочки свободно стоящих дымовых труб, сварные специальные опоры больших переходов линий электропередачи (ВЛ) высотой более 60 м, элементы оттяжек мачт и оттяжечных узлов.

2) Сварные конструкции либо их элементы, работающие при статической нагрузке при наличии растягивающих напряжений. В этот список входят фермы, ригели рам, балки перекрытий и покрытий, косоуры лестниц, оболочки силосов, опоры ВЛ, за исключением сварных опор больших переходов, опоры ошиновки открытых распределительных устройств подстанций (ОРУ) опоры транспортных галерей, прожекторные мачты, элементы комбинированных опор антенных сооружений (АС) и другие растянутые, растянуто-изгибаемые и изгибаемые элементы, а также конструкции и их элементы 1-ой группы при отсутствии сварных соединений и балки подвесных путей из двутавров по ГОСТ 19425 и ТУ 14-2-427 при наличии сварных монтажных соединений.

3) Сварные конструкции или их элементы, работающие при статической нагрузке, преимущественно на сжатие. В этот список входят колонны, стойки, опорные плиты, элементы настила перекрытий, конструкции, поддерживающие технологическое оборудование, вертикальные связи по колоннам с напряжениями в рассчетных сечениях связей свыше 0,4Ry, анкерные, несущие и фиксирующие конструкции (опоры, ригели жестких поперечин, фиксаторы) контактной сети транспорта, опоры под оборудование ОРУ, кроме опор под выключатели, элементы стволов и башен АС, колонны бетоновозных эстакад, прогоны покрытий и другие сжатые и сжато-изгибаемые элементы, а также конструкции и их элементы 2-ой группы при отсутствии сварных соединений.

4) Вспомогательные конструкции зданий и сооружений. В этот список входят связи, кроме указанных в группе 3, элементы фахверка, лестницы, трапы, площадки, ограждения, металлоконструкции кабельных каналов, вспомогательные элементы сооружений и т.п., а также конструкции и их элементы 3-ей группы при отсутствии сварных соединений.

Далее нам необходимо определить климатический район строительства, а точнее нам необходимо узнать расчетную температуру наружного воздуха. Ее можно найти в СП 131.13330.2012 (Актуализированная редакция СНиП 23-01-99*).

За расчетную температуру для определения стали по СП 16.13330.2011 принимается температура наиболее холодных суток с обеспеченностью 0,98.

За расчетную температуру для определения стали по СНиП II-23-81 принималась температура наиболее холодной пятидневки с обеспеченностью 0,92.

Почему температура влияет на выбор марки стали? Потому что с уменьшением температуры увеличивается хрупкость стали.

С 1 июля 2015 г. СП 16.13330.2011 носит обязательный характер, поэтому необходимо пользоваться данными по нему. Давайте сравним требования предъявляемые СП 16.133302011 и уже не действующим СНиП II-23-81.

По таблице В.1 СП 16.13330.2011 назначаются следующие марки стали в проектируемых конструкциях:

Из таблицы мы видим, что здесь 3 столбца со стандартами для выбора марки стали. Марка стали по ГОСТ 27772 характеризует предел текучести металла (С235 означает что сталь имеет предел текучести 235 Н/мм²), маркировка согласно ГОСТ 353,ГОСТ 14637 и ГОСТ 19281 обозначает химический состав, прочностные характеристики данной марки можно посмотреть в этих ГОСТ-ах. Сталь выполненная по одному ГОСТ-у может полностью соответствовать марке стали, выполненному по другому ГОСТ-у, отличие заключается лишь в методе контроля качества стали. В мире нет единого стандарта обозначения марки стали — в России одни стандарты, в США другие, в Европе третьи, но это не значит, что сталь у нас разная.

По таблице 50 СНиП II-23-81 назначаются следующие марки стали:

Обозначения, принятые в табл. 50* СНиП II-23-81:

а) фасонный прокат толщиной до 11 мм, а при согласовании с изготовителем — до 20 мм; листовой — всех толщин;б) требование по ограничению углеродного эквивалента по ГОСТ 27772-88 для толщин свыше 20 мм;в) требование по ограничению углеродного эквивалента по ГОСТ 27772-88 для всех толщин;г) для района II4, для неотапливаемых зданий и конструкций, эксплуатируемых при температуре наружного воздуха, применять прокат толщиной не более 10 мм;д) при толщине проката не более 11 мм допускается применять сталь категории 3;е) кроме опор ВЛ, ОРУ и КС;ж) прокат толщиной до 10 мм и с учетом требований разд. 10;и) кроме района II4 для неотапливаемых зданий и конструкций, эксплуатируемых при температуре наружного воздуха.Знак «+» означает, что данную сталь следует применять; знак «-» означает, что данную сталь в указанном климатическом районе применять не следует.

Как видим в СНиП II-23-81 градация по температурам ниже на 5 градусов, чем в СП 16.13330.2011, но и температура здесь не самых холодных суток, а самой холодной пятидневки. Если посмотреть СП «Строительная климатология», то заметим, что в большинстве случаев условия выбора марки стали будут одинаковыми, но есть случаи когда СНиП предъявляет более суровые требования, есть случаи когда в СП требования выше. Поэтому для экспертизы, необходимо чтобы марка стали соответствовала СП 16.13330.2011, но если СНиП II-23-81 предъявляет более суровые требования, то рекомендую воспользоватся этим документом.

Для подбора марки стали труб можно воспользоватся таблицей В.2 Сп 16.13330.2011

Также можно подобрать марку стали по показателям ударной вязкости данной в таблице В.3 Сп 16.13330.2011

Марку стали для соединений стальных конструкций следует выбирать согласно приложению Г СП 16.13330.2011

Из таблицы мы можем определить рекомендуемые марки стали и сделать расчет. Если есть возможность выбора марки стали, то лучше попробовать несколько вариантов и на основании технико-экономического расчета выбрать лучший вариант.

Строительные стали | Промышленные металлоконструкции

Строительные стали должны обладать рядом следующих характеристик.

Марки углеродистых сталей, применяемые в строительных конструкциях.

Любые студенческие работы ДОРОГО, КАЧЕСТВЕННО

100 руб. бонус за первый заказ. Всего 3 вопроса:

Узнать стоимость работы

Марка и общие технические требования к углеродистой стали обыкновенного качества регламентированы ГОСТом, распространяющимся на горячекатаную сталь – сортовой и фасонный прокат, толстый и тонкий лист, широкую полосу; на холоднокатаные листы. Стандарт регламентирует требования к маркировке, механическим свойствам и химическому составу углеродистых сталей обыкновенного качества. В части требований по химическому составу стандарт распространяется на слитки, заготовки катаные и литые с установок непрерывной разливки стали, трубы, поковки, штамповки, ленту и проволоку.

В зависимости от назначения углеродистая сталь обыкновенного качества поставляется по трем группам: А Б и В; сталь группы А поставляется с гарантированными механическими свойствами, сталь группы Б – с гарантированным химическим составом, сталь группы В – с гарантированным химическим составом и механическими свойствами одновременно. В зависимости от комплекса нормируемых и гарантируемых показателей каждая группа стали подразделяется на категории поставки: в группе А категорий поставки – три, в группе Б – две, в группе В – шесть. Углеродистая сталь обыкновенного качества маркируется буквами Ст, за буквами – однозначные цифры от 0 до 6. Чем больше в стали углерода и чем она прочнее, тем больше цифра в марке углеродистой стали обыкновенного качества. Марки стали, поставляемой по группе Б, в начале марки содержат эту букву; аналогично марки стали, поставляемой по группе В, содержат в начале букву В; марки стали, поставляемой по группе А, не содержат никакого условного обозначения в начале марки.

Сталь всех групп с номерами от 1 до 4 по степени раскисления изготавливается кипящей, полуспокойной или спокойной, сталь с номерами 5 и 6 изготавливается полуспокойной или спокойной. Кипящая сталь маркируется буквами «кп», следующими в марке за цифрой ее номера. Полуспокойная маркируется буквами «пс». Спокойная – буквами «сп».

Основная масса стали, идущей на изготовление листов для сосудов, работающих под давлением, котлов и трубопроводов, раскисляется кремнием, марганцем и алюминием до спокойного состояния. Если способ раскисления не указан в сертификате, то его можно косвенно определить по содержанию кремния. В кипящей стали кремния содержится не более 0,07%; в полуспокойной – от 0,05 до 0,17%; в спокойной – от 0,17 до 0,37%. Алюминий не только раскисляет сталь, но способствует получению мелкого зерна. Мелкозернистая сталь обладает более высоким пределом текучести, лучшими пластическими свойствами и ударной вязкостью.

В качестве примера рассмотрим маркировку двух марок стали:

Листовая сталь, используемая для изготовления барабанов котлов высокого давления, маркируется как 16ГНМА; сталь содержит около 0,16% углерода, менее 1% марганца, никеля и молибдена – каждого, сталь высококачественная.

Нержавеющая высоколегированная хромоникелевая сталь 08Х18Н12Т содержит до 0,08% углерода (включительно), около 18% хрома, около 12% никеля и менее 1% титана.

Основные марки строительных сталей (малоуглеродистых и низколегированных) и основные физико-механические характеристики сталей.

Количество просмотров публикации Основные марки строительных сталей (малоуглеродистых и низколегированных) и основные физико-механические характеристики сталей. — 718

В строительных сталях углерода содержится от 0,1 до 0,22% по массе. Вместе с тем, сталь может содержать ряд элементов, которые являются основными нелœегирующими добавками или вредными примесями.

Строительные стали делят на стали обычной прочности (малоуглеродистые), имеющие предел текучести (браковочный) sт=23 кгс/мм2 (~2,3×108 Н/м2) и временное сопротивление sв=38 кгс/мм2, повышен­ной прочности (низколегированные) с sт=29-40 кгс/мм2 и sв=44-52 кгс/мм2, высокой прочности (низколегированные и термически упрочненные) с sт =45-75 кгс/мм2 и более и sв=60-85 кгс/мм2 и более.

В СНиП II-В.3-72 стали разделœены на семь классов (см. табл. 11.1) в соответствии с показателями временного сопротивления (в числителœе) и предела текучести (в знаменателœе) в кгс/мм2 (к примеру, С44/29).

Учитывая зависимость оттехнологии изготовления стали бывают кипящими (обозначение кп), полуспокойнъгми (пс), спокойными (сп). Кипящая сталь по сравнению со спокойной хуже сваривается, хладноломка, склонна к старению, ᴛ.ᴇ. увеличению хрупкости и некоторому повыше­нию прочности с течением времени. Спокойные стали дороже кипящих примерно на 12%. Полуспокойные стали по стоимости и свойствам зани­мают промежуточное положение между кипящими и спокойными. Низколегированиую сталь выплавляют только спокойную.

Малоуглеродистые стали поставляют по трем группам: А-по меха­ническим свойствам; Б-по химическому составу; В-по механическим свойствам и химическому составу. Стоит сказать, что для несущих конструкций сталь заказывают по группе В. Все низколегированные стали поставляют по механическим свойствам и химическому составу.

В ГОСТ 380-71 нормированы требования, предъявляемые к сталям исходя из вида конструкций и условий их эксплуатации, в связи с чем стали подразделœены на 6 категорий.

Согласно ГОСТ 380-71 полная марка стали содержит: группу поставки-Б или В (группа А не указывается), условный номер марки — СтЗ, СтЗГ, буквы, отвечающие способу раскисления, — кп,, пс, сп и категорию. К примеру, марка ВСтЗпс5 означает сталь, поставляемую по механическим свойствам и химическому составу, марки СтЗ, полуспокойную, 5-й категории.

Вредные примеси — сера, фосфор, азот и кислород. Сера делает сталь красноломкой, т. е. хрупкой при температуре 800-1000°С, что затрудняет изготовление прокатных профилей и увеличивает склонность металла к образованию трещин при сварке. Фосфор делает сталь круп­нозернистой и хрупкой при пониженных температурах (хладноломкой). Содержание серы в мартеновских сталях не должно превышать 0,055%, а фосфора-0,045%. Весьма перспективны термически упрочненные стали (малоугле­родистые и низколегированные).

Для определœения механических свойств стали производят испыта­ние образцов стандартных размеров. Основные показатели получают при испытании на растяжение. По остаточному удлинœению e=0,2% устанавливают условный предел текучести стали s0,2. Важно заметить, что для сталей, содержащих 0,1-0,3% углерода (в частности, СтЗ), на диаграмме s-e появляется площадка текучести; отвечающее ей напряжение sт — предел текучести — практически равно значению s0,2. При дальнейшем возрастании напряжений наступает ста­дия самоупрочнения стали, на которой фиксируется временное сопро­тивление sв, отвечающее предельной нагрузке, после чего на образце начинает образовываться шейка, приводящаяего к разрыву.

Важной характеристикой свойств стали является относительное удлинœение где lк — длина образца после разрыва; lо — первоначальная длина об­разца.

При работе стали на динамические ударные нагрузки возможно хрупкое разрушение. Испытание стандартных образцов с округленной выточкой на маятниковом копре характеризует ударную вязкость стали. При этом испытании определяют величину работы, крайне важно й для разрушения образца, отнесенной к площади поперечного сечения образ­ца (кгс×м/см2). С понижением температуры ударная вязкость уменьша­ется. Испытания могут производиться при температуре t=20°С, а так­же при отрицательных температурах от -20° С до -40° С: при спе­циальных требованиях — при более низких температурах (к примеру, t=-70°С).

Марки стали

Наличие широкого сортамента выпускаемых сталей и сплавов, изготавливаемых в различных странах, обусловило необходимость их идентификации, однако до настоящего времени не существует единой системы маркировки сталей и сплавов, что создает определенные трудности для металлоторговли.

Европейская система обозначений стали, регламентирована стандартом EN 100 27. Первая часть этого стандарта определяет порядок наименования сталей, а вторая часть регламентирует присвоение сталям порядковых номеров.

В Японии наименование марок стали, как правило, состоит из нескольких букв и цифр. Буквенное обозначение определяют группу, к которой относится данная сталь, а цифры — ее порядковый номер в группе и свойство.

В США существует несколько систем обозначения металлов и их сплавов. Это объясняется наличием нескольких организаций по стандартизации, к ним относятся АMS, ASME, ASTM, AWS, SAE, ACJ, ANSI, AJS. Вполне понятно, что такая маркировка требует дополнительного разъяснения и знания при торговле металлом, оформлении заказов и т. п.

До настоящего времени международные организации по стандартизации не выработали единую систему маркировки сталей.

В связи с этим существуют разночтения, приводящие к ошибкам в заказах и как следствие нарушения качества изделий.

Например, буквой Х — обозначается хром, Н — никель, К — кобальт, М — молибден, В — вольфрам, Т — титан, Д — медь, Г — марганец, С — кремний,

Ф — ванадий, Р — бор, А — азот, Б — ниобий, Е — селен, Ц — цирконий, Ю — алюминий, Ч — показывает о наличии редкоземельных металлов

Также существуют свои обозначения для разных типов сталей в зависимости от их состава и предназначения.

Буквенные обозначения применяются также для указания способа раскисления стали:

КП — кипящая сталь

ПС — полуспокойная сталь

СП — спокойная сталь

Конструкционные стали обыкновенного качества нелегированные обозначают буквами Ст. (например, Ст.3; Ст.3кп)

30ХГСА хромокремнемарганцевая сталь, обладает большой прочностью и повышенным сопротивлением к ударным нагрузкам. В состав марки входит углерод 0,30%, кроме углерода содержит марганец, кремний и хром, примерно в равных долях по 0,8-1,1%

Содержание серы и фосфора не должно превышать 0,03% для каждого из этих элементов, поэтому в конце таких марок ставится буква А, что свидетельствует о дополнительных показателей качества марок, (например, 20ХН4ФА; 38ХН3МА). Также обозначаются и конструкционные рессорно-пружинные стали, такие как 60С2А, 65Г, где первые цифры показывают углерод в сотых долях процента. (0,60 и 0,65 соответственно).

Расшифровка сталей конструкционных подшипниковых, производится так, они обозначаются также как и легированные, маркировка начинается с буквы Ш (например, ШХ4; ШХ15; ШХ15СГ). Цифра 15 говорит о содержании легирующего хрома, примерная доля которого равна 1,5%, в стали ШХ4 0,4% соответственно. Существует множество других марок, подробнее о наличии в них элементов и примесей можно узнать в нашем марочнике, для этого достаточно воспользоваться поиском.

Качественные стали — для производства паровых котлов и сосудов высокого давления, обозначают как конструкционные нелегированные стали, с добавлением буквы К (например, 20К; 22К).

Литейные конструкционные стали обозначаются как качественные и легированные, но в конце наименования ставят букву Л, (35ХМЛ; 40ХЛ и т.п.).

Сталь электротехническая нелегированная АРМКО, как ее еще называют: технически чистое железо (например, 10880; 20880 и т.д.) Такие марки содержат минимальное количество углерода, менее 0,04%, благодаря чему имеют очень малое удельное электрическое сопротивление. Первая цифра указывает на вид обработки (1- кованный или горячекатаный, 2- калиброванный). Вторая цифра 0 говорит, что сталь нелегированная, без нормируемого коэффициента старения; 1 с нормируемым коэффициентом старения. Третья цифра указывает на группу по основной нормируемой характеристике. Четвертая и пятая — количество значения основной нормируемой характеристики.

Алюминиевые сплавы маркируются по следующему принципу: марки литейных сплавов имеют первую букву А, за ней Л. Сплавы для ковки и штамповки за буквой А имеют букву К. После этих двух букв ставится условный номер сплава.

Принятые обозначения деформированных сплавов такие: сплава авиаль — АВ, алюминиево-магниевого — АМг, алюминиево-марганцового — АМц. Дуралюмины обозначаются буквой Д с последующим условным номером.

Маркировка сталей была разработана в СССР и действуют по настоящее время на территории России и СНГ.

Источник: pellete.ru

Классификация строительных сталей. Выбор сталей для строительных конструкций

Требования к сталям строительным регламентирует ГОСТ 27772-88* «Прокат для строительных стальных конструкций». Документ определяет сортамент сплавов, приводит классификацию, правила производства, приёмки и применения металла.

Согласно ГОСТ, стали делятся на 2 основных вида по составу:

• Углеродистые.
• Легированные.

Углеродистые

Количество химического элемента углерода определяет прочность стальной конструкции. Чем его больше, тем крепче металл. Углеродистые сплавы делятся на 3 группы:

Применяются металлы с разным количеством углерода в изготовлении строительных конструкций нормальной напряженности.

Легированные

Для повышения прочности в сплав железа вводят различные металлы в разных количествах. Этот процесс называется легирование. По количеству добавок различают 3 группы сплавов:

• Низколегированная – до 2,5% дополнительных металлов;
• Среднелегированная – около 2,5-10% добавок;
• Высоколегированная – более 10% примесей.

Строительные стали с добавками (легированные) считаются наиболее качественными, чем углеродистые. Они применяются для изготовления ответственных конструкций в строительстве, в космической отраслях, в машиностроении и на железной дороге.

Выбор типа стали определяется ГОСТом и конструктивными расчётами.

Типы стальных мостов и основные их составляющие

Данные сооружения можно классифицировать по таким признакам:

• виду транспортной нагрузки
  – пешеходные, автомобильные, железнодорожные, комбинированные;
• разновидности конструкции
  – балочные, распорные (арочные, вантовые), подвесные, комбинированные;
• длине
  – малые (до 25 м), средние (25–100 м) и длинные (свыше 100 м).

Основными материалами для возведения всех видов мостовых конструкций являются стальные и алюминиевые сплавы, железобетон, камень. Металл также незаменим в проектировании и строительстве виадуков, акведуков, эстакад, разводных мостов.

Конструктивные особенности

В каждом конструктивном исполнении моста есть две составляющие:

1. Опорная часть
   – передает статическую и динамическую нагрузку всей конструкции на грунт. Опоры подразделяются на:
   концевые опорные сооружения (устои), к которым примыкают насыпи на суше;
2. промежуточные (быки) – распределены по всей длине сооружения.
3. Пролетное строение
   – располагается на опорах и перекрывает пространство между ними. Данная конструкция принимает на себя все нагрузки от движущегося транспорта и людей, передавая их на опоры.

В свою очередь, пролетные сооружения состоят из: балок, ригелей, ферм, перил, тротуаров, проезжих частей, водосливов и других элементов, индивидуально подбираемых для каждого сооружения в зависимости от его технических особенностей и методов строительства моста.

Опоры имеют три главных составляющих конструкции: фундамент, тело и оголовок. Фундамент – нижняя часть, опирающаяся на грунт. Тело – средний участок опоры, оголовок – верхняя часть, принимающая на себя нагрузки пролетного строения. Строительство мостов начинают с возведения опор, на которое уходит до половины общей стоимости сооружения.

Основные элементы конструкции моста

Маркировка строительных сталей

Марка указывает на основные показатели материала. Углеродистая и легированная стали имеют разные обозначения, поэтому рассмотрим их по отдельности.

Расшифровка углеродистых сталей

Расшифровать марку сплава с углеродом просто:

• «Ст» – это обозначение стали строительной;
• Цифра указывает количество углерода в сплаве в десятых процента;
• Буквы «кп», «пс», «сп» в конце обозначения указывают на кипящий тип раскисления (см. далее). Отсутствие дополнительных букв говорит о том, что сталь спокойная.

Соотношение марки стали и количества углерода представлено в таблице:

Содержание серы в углеродистых сплавах – не менее 0,045%, фосфора – не менее 0,055%.

Маркировка легированных сплавов

Поскольку в легированных сталях присутствуют различные химические элементы, необходимо идентифицировать их:

Пример марки строительных сталей с легирующими добавками: 16Г2АФ. Расшифровывается обозначение следующим образом:

Наименований легированных строительных сталей множество.

Обозначение конструкционной стали

ГОСТ 27772-88* приводит обозначение металлов для изготовления фасонного проката, которые обозначаются буквой «С» (Сталь строительная) и цифрами. Чтобы понять, что скрывается за этими значениями, приведём соответствие легированных, углеродистых и принятых строительных сталей:

По каким качествам выбирается сталь для мостостроения

Конструкционные стальные сплавы, применяемые в строительстве, должны выдерживать большие нагрузки при усилиях, направленных на растяжение, сжатие и скручивание металла. При относительно небольшом весе конструкционная сталь должна обладать:

• внушительной прочностью;
• устойчивостью к внешним климатическим воздействиям;
• длительным сроком службы.

Сегодня замены такому материалу не существует. Металлоконструкции находят широкое применение в пролетных строениях. В зависимости от типа конструкции моста – балочной, подвесной, вантовой или арочной, проектировщики учитывают воздействие нагрузок. В зависимости от этого используются различные марки металлопроката.

Различные профили, изготовленные из конструкционной стали

Стали, применяемые в строительстве.

Случайная страница | ТОМ-1 | ТОМ-2 | ТОМ-3 Архитектура	Биология	География	Другое	Иностранные языки
Информатика	История	Культура	Литература	Математика
Медицина	Механика	Образование	Охрана труда	Педагогика
Политика	Право	Программирование	Психология	Религия
Социология	Спорт	Строительство	Физика	Философия
Финансы	Химия	Экология	Экономика	Электроника

Схема мартеновской печи. Описание технологического процесса получений стали в мартеновской печи. | Сущность обработки металлов давлением. Термический режим при нагреве заготовок. | Требования, предъявляемые к источникам питания для ручной дуговой сварки. Схема внешней характеристики источника питания. |

Популярные марки стали и их применение

Сталями принято называть сплавы железа с углеродом, содержащие до 2,14% углерода. В зависимости от химического состава различают стали углеродистые (ГОСТ 380-71, ГОСТ 1050-75) и легированные (ГОСТ 4543-71, ГОСТ 5632-72, ГОСТ 14959-79).

Основные стандарты производства сталей:

• углеродистая сталь обыкновенного качества (ГОСТ 380-88);
• сталь конструкционная (ГОСТ 1414-75);
• углеродистая качественная конструкционная сталь (ГОСТ 1050-88);
• инструментальная углеродистая сталь (ГОСТ 1435-90);
• легированная конструкционная сталь (ГОСТ 4543-71);
• сталь низкоуглеродистая качественная (ГОСТ 9045-80);
• сталь конструкционная низколегированная (19281-89).
• качественная калиброванная сталь (ГОСТ 1051-73);
• подшипниковая сталь (ГОСТ 801-78)
• сталь арматурная низколегированная (ГОСТ 5781-82);
• сталь конструкционная легированная (ГОСТ 4543-71);
• сталь инструментальная легированная (ГОСТ 5950-73);
• высоколегированные стали и сплавы коррозийностойкие, жаростойкие и жаропрочные (ГОСТ 5632-72);
• сталь конструкционная легированная высококачественная специального назначения (ГОСТ 11268-76) и некоторые другие.

Химический состав углеродистых конструкционных сталей обыкновенного качества

Наиболее популярные марки стали

Ст 0 – неответственные строительные конструкции, прокладки, шайбы, кожухи. Ст 1 – малонагруженные детали металлоконструкций. Свариваемость хорошая. Ст 2 – детали металлоконструкций – рамы, оси, ключи, валики, цементируемые детали. Свариваемость хорошая.

Ст 3 — детали металлоконструкций, рамы тележек, крюки кранов, цементируемые детали с высокой твердостью поверхности и невысокая прочность сердцевины. Ст 4 – валы, тяги, крюки, оси, болты (невысокие требования к прочности). Ст 5 – звездочки, зубчатые колеса, валы, оси (повышенные требования прочности). Ст 6 – шпиндели, муфты, валы (высокая прочность).

08КП, 10 – детали, изготавливаемые холодной штамповкой и холодной высадкой, крепеж, цементируемые детали. 15, 20 – малонагруженные детали (пальцы, упоры, оси, шестерни) работающие на износ. 30, 35 – траверсы, тяги, рычаги, диски, звездочки, валы. 40, 45 – детали повышенной прочности, подвергаемые термообработке (коленчатые валы, шатуны, зубчатые венцы, храповики, муфты, плунжеры).

50, 55 – зубчатые колеса, прокатные валки, шпиндели, бандажи, малонагруженные пружины и рессоры. 60 – детали с высокими прочностными свойствами (прокатные валки, пружинные кольца, пружины и диски сцепления, пружины амортизаторов).

09Г2С – для паровых котлов, аппаратов и емкостей, работающих под давлением при температуре -70…+450*С, для ответственных листовых сварных конструкций, в химическом и нефтяном машиностроении, судостроении. 10ХСНД – для сварных конструкций и фасонных профилей в судостроении, вагоностроении, химического машиностроения. 15ХСНД – детали вагонов, строительных свай, профили судостроения.

Обладает повышенной коррозионной стойкостью. 40Х – детали, работающие на средних скоростях при средних давлениях (зубчатые колеса, валы шлицевые). 18ХГТ – детали, работающие на больших скоростях при высоких давлениях и ударных нагрузках (зубчатые колеса, кулачковые муфты, втулки). 30ХГСА – высокопрочные детали, ответственные сварные конструкции.

08Х18Н10 – детали, работающие в агрессивной среде при повышенных температурах. 08Х18Н10Т – для сварных конструкций в разных отраслях промышленности. 65…80, 65Г, 50ХФА, 60С2А – рессоры, пружины. У8А – накатные ролики, зенковки, стамески. У10А – метчики, надфили, калибры гладкие. ХГС – валки холодной прокатки, матрицы, пуансоны.

ХВГ – измерительный, режущий инструмент. Х12, Х12ВМ – для холодных штампов. 4ХС – штампы горячей высадки. А12, А20 – сложнопрофильные мелкие детали (шестерни, шпильки, кольца, винты). А30, А40Г – труднообрабатываемые детали, работающие при высоких нагрузках.

ШХ15 – шарики диаметром до 150мм, ролики диаметром до 23мм, плунжеры.

Конструкционные стали

Из конструкционных сталей создаются строительные элементы, разнообразные изделия, используемые в промышленном машиностроении. Так как категория материалов достаточно обширная, в ней выделены основные группы сплавов, объединенные по составу и свойствам.

Стали для строительных работ. Среднеуглеродистые (в том числе, низколегированные), с хорошей свариваемостью, предназначенные для возведения многоуровневых, разветвленных сооружений с равномерно распределенной нагрузкой.

Нержавеющие (коррозионностойкие). Низкоуглеродистые, улучшенные хромом и марганцем, хорошо защищенные от разрушающего воздействия воды, растворов кислот, щелочей:

• Выдерживающие высокие нагрузки и средний нагрев.
• Подходящие для эксплуатации при отрицательных (низких, сверхнизких) температурах.
• С высокой температурной стойкостью при ограниченных нагрузках.
• Способные работать при значительных температурах и нагрузках.

Пружинно-рессорные. Легированные сплавы, слабо чувствительные к упругим деформациям. Широко используются в амортизирующих механизмах.

Стали для автоматического производства. Низкопластичные материалы с добавлениями серы, свинца, селена, при автоматизированной обработке которых образуется мелкая, легко ломающаяся стружка. Предназначены для массовой станочной обработки.

Сплавы холодного штампования. Высокопластичные, не подверженные разрывам материалы, которые могут существенно менять форму без ухудшения параметров качества.

Стойкие к износу. Металлопродукция с высоким процентом марганца, из которой изготавливаются трущиеся детали, подверженные значительным статическим, динамическим нагрузкам.

Сплавы усиленной прочности. Высоколегированные среднеуглеродистые составы со специальными свойствами, разработанные для наиболее ответственных узлов механизмов и конструкций.

Усовершенствованные стали. Среднеуглеродистые, обогащенные марганцем, бором, никелем или молибденом, прошедшие термообработку для улучшения характеристик.

Для изготовления подшипников. Износостойкие, плотные без посторонних включений, пор, имеющие увеличенный ресурс эксплуатации.

Цементируемые материалы. Низкоуглеродистые, износостойкие, используемые для производства конструктивных узлов и отдельных деталей, подверженных трению, импульсным нагрузкам.

Стоимость металлопродукции из конструкционных сталей зависит от состава, габаритов. Актуальные цены изделий идентичных размеров и разных марок приведены на примере каталога крупнейшего российского металлмаркета «Металлсервис».

Круг горячекатаный конструкционный:

Круг горячекатаный никелевый:

Шестигранник горячекатаный конструкционный:

Как выбрать сталь для строительства моста

Мосты относятся к строительным конструкциям наиболее высокой степени надежности. Они работают в тяжелых условиях, испытывая постоянные динамические нагрузки на открытом воздухе. Поэтому к стальному металлопрокату предъявляются повышенные требования к вязкости при нагрузках ударного характера, выносливости по отношению к возникающим напряжениям, устойчивости к воздействию низких температур и коррозии.

Высоки также требования к хладостойкости металлов. Например, для северных регионов, где средняя температура самых холодных суток в году опускается до 50°C и ниже, выбираются сплавы, которые сохраняют свои характеристики при Tmin ниже 50°C. Для умеренного климатического пояса требования к хладостойкости, естественно, ниже.

При расчете дизайн-проекта стального моста учитывают такие характеристики сплавов, как наименьшие пределы прочности на растяжение и текучесть (кгс/мм или МПа, 1 кгс/мм = 10 Мпа), а также наименьшее относительное удлинение (%). Выбираются профили листового, углового, двутаврового, швеллерного и другого проката.

Источник: ledmoda.ru

Виды и марки стали

Сталь представляет собой сплав, основными элементами которого являются железо и углерод.Его массовая доля теоретически не превышает 2,14% (на практике – не более 1,5%). В состав также входят постоянные и случайные примеси, оказывающие различное влияние на качество материала (сера, фосфор, марганец, кремний), могут добавляться другие элементы.

Виды сталей и их классификация

Черная металлургия производит множество видов стали с различными характеристиками, материалы классифицируют по способу производства,химическому составу, назначению, качеству, степени раскисления, структуре.

По способу производства

Свойства стального сплава во многом зависят от технологии изготовления. Традиционный способ переплавки передельного чугуна и лома – ведение процесса в мартеновских печах, основными недостатками которых были длительность плавки и значительные выбросы в атмосферу вредных веществ. Постепенно мартены заменялись кислородными конвертерами и электропечами. Высококачественные легированные стальные сплавы получают только по технологии электрошлаковой переплавки.

По химическому составу

По химсоставу стали разделяют на углеродистые, применяемые в стандартных эксплуатационных условиях, и легированные, используемые при высоких температурах и/или в агрессивных средах. Углеродистые и легированныестали классифицируют по содержанию углерода на следующие типы:

Углеродистые стали содержат железо, углерод, постоянные и случайные примеси; легированные, помимо этих компонентов, – добавки, обеспечивающие требуемые технические характеристики. Распространенные легирующие элементы и их действие:

• Хром (Cr). Дешевый и распространенный элемент, введение которого в состав стальных сплавов повышает их прочность, твердость и прокаливаемость. При содержании в количестве 13% и более повышают коррозионную стойкость материала.
• Никель (Ni). Дефицитнаядобавка, вводимая обычно в количестве не более 5%. Часто используется в коррозионностойких сталях совместно с хромом. Служит для снижения порога хладноломкости, обеспечения прочности и ударной вязкости. Обеспечивает малый линейный и объемный коэффициент термического расширения. В настоящее время уделяется внимание разработке безникелевых коррозионностойких марок.
• Молибден (Mo) и вольфрам (W). Дорогостоящие лигатуры, применяемые при производстве быстрорежущих сталей для повышения их теплостойкости. Эти элементы увеличивают красностойкость, износостойкость, ударную вязкость.
• Марганец (Mn). В количестве до 0,6% является постоянной примесью. При искусственном повышении процентного содержания марганец выполняет функции более дешевой альтернативы никеля. Он повышает ударную вязкость, износостойкость и твердость при сохранении хорошей пластичности. Mn связывает серу и, тем самым, нейтрализует ее негативное воздействие на качество материала. Минус марганца – повышение чувствительности сплава к перегреву.
• Кремний (Si). Как и марганец, является постоянной примесьюв количестве до 0,4 %. Искусственное повышение его содержания позволяет повысить упругость и прочность материала. Высокий процент Si сообщает сплаву особые свойства, необходимые в электротехнической индустрии, при производстве рессорно-пружинных, кислото- и окалиностойких марок.
• Титан (Ti). Обеспечивает комплекс ценных эксплуатационных характеристик – прочности, твердости и пластичности, повышает теплостойкость материала.

Классификация легированных марок стали по количеству легирующих добавок:

• низколегированные – до 5%;
• легированные – 5-10%;
• высоколегированные – выше 10%.

По назначению

По областям применения все марки стали условно разделяют на следующие виды:

• Конструкционные. Наиболее обширная категория, используемая в строительстве при создании сварных металлоконструкций, в машиностроении, для сооружения сетей инженерных коммуникаций. К ней относятся – стали обыкновенного качества, качественные углеродистые, низко- и среднелегированные марки. Конструкционные стальные сплавыподвергаются различным видам термической (ТО) и химико-термической обработки (ХТО).
• Инструментальные. Используются при производстве режущего, измерительного, штамповочного инструмента. К ним предъявляются высокие требования по прокаливаемости, способности сохранять прочность и износостойкость при нагреве.
• Специального назначения. Это конструкционные легированные сплавы с особыми свойствами –кислотостойкие, жаростойкие, жаропрочные, с высоким электросопротивлением.

Таблица условных обозначений химических элементов в маркировке

Наименование элемент	Условное обозначение	Наименование элемента	Условноеобозначение
Хром	Х	Азот	А
Кремний	С	Никель	Н
Титан	Т	Кобальт	К
Медь	Д	Молибден	Мо
Вольфрам	В	Алюминий	Ю
Ванадий	Ф	Марганец	Г

По качеству

Качество – это совокупность характеристик, которые определяются особенностями производства, составом сырья, дополнительными технологическими приемами. Категории качества:

• Обыкновенного качества. К этой группе относятся только нелегированные марки. Количество серы не превышает 0,06%, фосфора – 0,07%.
• Качественные. Бывают нелегированными и легированными. S – не более 0,04%, P – до 0,04%.
• Высококачественные – нелегированные и легированные. Количество серы до 0,02%, фосфора – 0,03%.
• Особовысококачественные. Это легированные марки, полученные способами электрошлакового или электродугового переплава, содержат минимально возможное количество вредных примесей: серы – не более 0,15%, фосфора – до 0,025%.

По степени раскисления

Раскисление – это операция, при которой из сплава удаляется кислород, вызывающий его хрупкое разрушение при высокотемпературных деформациях. Элементы, используемые для раскисления: алюминий, марганец, кремний.Классификация марок стали по степени раскисления, влияющей на технологические свойства материала:

• Кипящие. По мере твердения выделяются газы, создающие имитацию кипения состава. Для раскисления в этом случае используется марганец. Обычно к этой категории относятся малоуглеродистые марки. Их выгружают из печи практически сразу после внесения раскислителей. В отдельных случаях расплав раскисляют в ковше. Из кипящих сплавов производят прокат крупного сечения, который затем переплавляют на материал более высокого качества или подвергают горячей деформации для получения проката меньших размеров сечения.
• Полуспокойные. Бывают только углеродистыми. Отличаются хорошей ковкостью. Для раскисления используются марганец и алюминий.
• Спокойные. Качественные легированные марки производят только спокойными. Для раскисления применяют марганец, кремний, алюминий. Кислород в этих сплавах практически весь связывается раскислителями, образовавшимися в результате окислительных реакций,поднимается наверх и удаляется вместе со шлаком. Расплав охлаждается и не сопровождается выделением газов.

По структуре

Структурная форма стали зависит от химического состава, способа производства, дополнительных технологических операций. Различают структуру материала в отожженном и нормализованном состояниях. В отожженном состоянии возможно 6 типов структуры:

• Доэвтектоидная. В структуре имеются феррит и перлит, который является смесью двух фаз – феррита и цементита (или карбидов). К ферритному классу относятся все углеродистые и низколегированные стальные сплавы.
• Эвтектоидная. Перлитная структура обеспечивает хорошую обрабатываемость стального сплава. Ее дисперсные виды – троостит и сорбит.
• Заэвтектоидная. Перлит и цементит, который является представителем фаз внедрения.
• Ледебуритная. Первичный ледебурит (эвтектическая смесь перлита и цементита).
• Аустенитная. Это твердые растворы, пересыщенные углеродом. Сплавы этого класса образуются при высоких концентрациях хрома, никеля и марганца. Они отличаются высоким уровнем ударной вязкости.
• Ферритная. Представляет собой твердые растворы, слабо насыщенные углеродом.

Углеродистые стали могут иметь структуру одного из трех первых классов, легированные – всех шести. После нормализации возможны 4 структурных состояния: ферритное, перлитное, аустенитное и мартенситное. Мартенситная структура, присущая средне- и высоколегированным сталям, характеризуется высокими прочностными характеристиками и мелкозернистостью.

Принципы классификации и маркировки стали по российской системе

В России используются буквенно-цифровые маркировки, конкретный тип которых зависит от качества сплава.

Как расшифровать марку стали в европейской и американской системах

Для коррозионностойких сталей в Европе и Америке часто используют систему маркировки AISI. Она предусматривает наличие трех цифр, одной или нескольких букв. Первая цифра в маркировке металла обозначает класс стали. Следующие две цифры соответствуют порядковому номеру сплава в группе. Значение букв, используемых в маркировке стальных сплавов:

Таблица обозначений легированных сталей в разных системах маркировки

Источник: www.adamantsteel.ru