5 марки углеродистых сталей применяемые в строительных конструкциях

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

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

  • Строительные низколегированные стали с содержанием углерода менее 0,25%;
  • Среднеуглеродистые содержат 0,25-0,60% углерода;
  • Высокоуглеродистые имеют в составе более 0,60% химического элемента.

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:

  • 16 – содержание углерода в сплаве. В нашем случае – 0,16%. Если в наименовании одна цифра, её следует принимать как сотую процента;
  • Г – наличие марганца 2%;
  • А – азот, около 1%;
  • Ф – ванадий, около 1%.

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.
  • 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.

Читайте также: Металлические ограждения для лестниц из нержавеющей стали

Углеродистая сталь — классификация, маркировка и применение

Сталь – это сплав, состоящий из двух обязательных компонентов, – железа и углерода. Дополнительные элементы – кремний менее 1%, марганец менее 1%, сера – менее 0,05%, фосфор менее 0,06%. Содержание углерода не более 2,14%. Сплавы с процентным соотношением C, превышающим 2,14%, относятся к чугунам. По химическому составу марки стали разделяют на углеродистые и легированные, которые содержат дополнительные добавки, придающие материалу желаемые характеристики. Углеродистые стальные сплавы классифицируют по степени раскисления, содержанию углерода, качеству.

Классификация углеродистых сталей по степени раскисления

Спокойные

Такие сплавы обладают наиболее однородной структурой. Для раскисления используют алюминий, ферросилиций и ферромарганец, которые практически полностью удаляют находящие в расплаве газы. Сочетание практически полного отсутствия газов с мелкозернистой структурой, обусловленной наличием остаточного алюминия, обеспечивает хорошее качество металла. Эти марки подходят для изготовления деталей, изделий и конструкций ответственного назначения. Основной недостаток – высокая стоимость.

Кипящие

Это наиболее дешевая и наименее качественная группа. Из-за использования минимального количества добавок для раскисления в материале присутствуют растворенные газы, которые являются причиной неоднородности структуры, химического состава, а следовательно механических свойств. Такие металлы обладают плохой свариваемостью, поскольку из-за присутствия газов высока вероятность образования трещин на швах.

Полуспокойные

Группа занимает промежуточное положение по стоимости и характеристикам. В отливке образуется гораздо меньше газовых пузырьков, по сравнению с кипящими сталями. При прокатке внутренние дефекты в основной массе устраняются. Такие материалы часто применяются в качестве конструкционных сплавов.

Виды нелегированных углеродистых сталей по содержанию углерода

Низкоуглеродистые с содержанием C не более 0,25%

Большая часть этой продукции выпускается в виде холоднокатаных или отожженных листов и полос. Свойства, а следовательно области ее применения, зависят от процентного соотношения компонентов:

  • До 0,1% C, Mn менее 0,4%. Высокая способность к горячей деформации и холодному волочению. Материалы востребованы при производстве проволоки, очень тонкого листа, используемого при изготовлении тары, а также для изготовления корпусов автомобилей.
  • C 0,1-0,25%. Способность к деформированию ниже, чем у вышеописанной группы, но твердость и прочность выше. Часто эти марки востребованы для производства деталей с цементуемым поверхностным слоем. Процесс цементации позволяет получить износостойкий поверхностный слой в сочетании с вязкой сердцевиной. Это актуально для валов и шестерен.
  • C на уровне 0,25%, Mn и Al – до 1,5%. Обладают высокой вязкостью. В металлы, предназначенные для штамповки, ковки, производства бесшовного трубного проката и листа для котлов, алюминий не добавляют.
  • C на уровне 0,15%, Mn – до 1,2%, Pb до 0,3% или без него, минимальное количество Si. Эту группу применяют в массовом производстве на автоматических линиях деталей, не предназначенных для восприятия серьезных механических и температурных нагрузок. Для изделий с высокими требованиями по пластичности, вязкости, коррозионной стойкости сплавы не применяются.

Читайте также: Размер конька из оцинкованной стали

Среднеуглеродистые с C0,2-0,6%

Содержание марганца обычно находится в пределах 0,6-1,65%. Применяются при производстве продукции, запланированной для эксплуатации при высоких нагрузках. Обычно их производят спокойными. Упрочняются нагартовкой или термообработкой. Все стали этой группы могут подвергаться ковке. Данная металлопродукция широко применяется в машиностроении. Марки с высоким содержанием углерода (0,4-0,6%) востребованы при производстве железнодорожных рельсов, колес и осей вагонов.

Высокоуглеродистые – 0,6-2,0%

Повышение количества углерода до 1% приводит к росту прочности и твердости при постепенном снижении предела текучести и пластичности. При росте процентного соотношения C выше 1% начинается формирование грубой сетки из вторичного мартенсита, приводящей к понижению прочности материала. Поэтому стали с содержанием C более 1,3% практически не изготавливают.

Высокоуглеродистые марки имеют высокую себестоимость изготовления, обладают низкой пластичностью, плохо свариваются. Область применения этой группы достаточно ограничена – производство режущего инструмента, в том числе предназначенного для землеройной и сельскохозяйственной техники, изготовление высокопрочной проволоки.

Классификация конструкционных углеродистых сталей по качеству, их маркировка и применение

Конструкционные стали обыкновенного качества

Их производят в соответствии с ГОСТом 380-2005, в продажу поставляют в виде листового, сортового и фасонного проката. ГОСТ подразумевает выпуск следующих марок:

  • Ст0;
  • Ст1пс, Ст1сп, Ст1кп;
  • Ст2пс, Ст2сп, Ст2кп;
  • Ст3пс, Ст3сп, Ст3кп, Ст3Гсп, Ст3Гпс;
  • Ст4пс, Ст4сп, Ст4кп;
  • Ст5пс, Ст5сп, Ст5Гпс;
  • Ст6пс, Ст6сп.

Буквенно-цифровая маркировка этой группы сплавов:

  • Ст – сталь;
  • цифры 0-6 обозначают номер марки;
  • наличие в обозначении буквы «Г» указывает на присутствие марганца в количестве 0,8% и более;
  • последние две буквы характеризуют степень раскисления, сп – спокойная, пс – полуспокойная, кп – кипящая.

Сталь качественная конструкционная

Изготавливается в соответствии с ГОСТом 1050-2-13 следующих марок – 05, 08, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 58, 60, а также марки 55ПП, 60ПП, 60ПП «селект» – пониженной прокаливаемости. В маркировке таких сплавов указывают степени раскисления, если они относятся к кипящим или полуспокойным, например 10 кп или 10 пс. Индекс сп в обозначении качественных конструкционных марок не указывается.

Марки углеродистых сталей, применяемые в строительных конструкциях.

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.

Читайте также: Молекулярная масса стали 3

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.

После букв, указывающих степень раскисления, следует цифра, характеризующая категорию поставки. Так, например, БСтЗкп2 – сталь углеродистая обыкновенного качества, поставляемая по группе Б, с гарантированным химическим составом согласно категории поставки 2, кипящая по степени раскисления. При заказе стали необходимой группы и категории поставки без указания степени раскисления в марке ставят тире; например БСтЗ-2. Для обозначения полуспокойной стали с повышенным содержанием марганца в обозначении марки после ее номера приводится буква Г; например сталь СтЗГпс2. Первую категорию поставки в конце марки стали не указывают, например СтЗГпс.

Специальные методы переплава позволяют существенно снизить содержание в стали серы, газов, неметаллических включений, повысить плотность и изотропность металла, а также улучшить однородность металла из крупных слитков из-за уменьшения зональной ликвидации.

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.

  • Свежие записи
    • Укладываем художественный паркет самостоятельно
    • Как лучше всего защитить стены из газоблока от разрушения в первую зиму после строительства дома
    • Арболит, он же — опилкобетон
    • Особенности звукоизоляции помещений
    • Глина с опилками – самый лучший и дешевый способ утепления бетонных стен дома