Сталь углеродистая конструкционная: Конструкционная сталь | ГОСТы и ТУ компании МЕТАЛЛСЕРВИС

alexxlab | 22.01.1982 | 0 | Разное

Сталь конструкционная углеродистая качественная

Сталь 30

Сталь 35

Сталь 40

Сталь 45

Сталь 50

Сталь 55

Сталь 58

Сталь 60

Сталь ОсВ

 

СТАЛИ УГЛЕРОДИСТЫЕ КОНСТРУКЦИОННЫЕ КАЧЕСТВЕННЫЕ

В машиностроении применяют углеродистые качественные стали, поставляемые по ГОСТ 1050-88. Маркируются эти стали двузначными цифрами: сталь 05, 08, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, обозначающими среднее содержание углерода в сотых долях процента.

Спокойные стали маркируют без индекса, полуспокойные и кипящие – с индексом соответственно «пс» и «кп». Кипящие стали производят марок 05кп, 08кп, 10кп, 15кп, 20кп, полуспокойные – 08пс, 10пс, 15пс, 20пс.

Качественные стали широко применяются в машиностроении и приборостроении, так как за счет разного содержания углерода в них, а соответственно и термической обработки можно получить широкий диапазон механических и технологических свойств.

Низкоуглеродистые стали 05кп, 08кп, 10кп, 15кп, 20кп отличаются малой прочностью и высокой пластичностью в холодном состоянии. Эти стали в основном производят в виде тонкого листа и используют после отжига или нормализации для холодной штамповки с глубокой вытяжкой. Они легко штампуются из-за малого содержания углерода и незначительного количества кремния, что и делает их очень мягкими. Их можно использовать в автомобилестроении для изготовления деталей сложной формы. Глубокая вытяжка из листа этих сталей применяется при изготовлении консервных банок, эмалированной посуды и других промышленных изделий.

Спокойные стали 08, 10 применяют в отожженном состоянии для конструкций невысокой прочности – емкости, трубы и т. д.

Стали 10, 15, 20 и 25 также относятся к низкоуглеродистым сталям, они пластичны, хорошо свариваются и штампуются. В нормализованном состоянии в основном их используют для крепежных деталей – валики, оси и т. д.

Для увеличения поверхностной прочности этих сталей их цементуют (насыщают поверхность углеродом) и применяют для деталей небольшого размера, например слабонагруженных зубчатых колес, кулачков и т. д.

Среднеуглеродистые стали 30, 35, 40, 45, 50 и аналогичные стали с повышенным содержанием марганца 30Г, 40Г и 50Г в нормализованном состоянии отличаются повышенной прочностью, но соответственно меньшей вязкостью и пластичностью. В зависимости от условий работы деталей из этих сталей к ним применяют различные виды термообработки: нормализацию, улучшение, закалку с низким отпуском, закалку ТВЧ и др.

Среднеуглеродистые стали применяют для изготовления небольших валов, шатунов, зубчатых колес и деталей, испытывающих циклические нагрузки. В крупногабаритных деталях больших сечений из-за плохой прокаливаемости механические свойства значительно снижаются.

Дополнительные материалы по запросу “стали конструкционные углеродистые качественные”:

1. Маркировка сталей
2. Стали качественные

Конструкционная качественная углеродистая сталь с марочником сталей

Конструкционная качественная углеродистая сталь является материалом, находящим свое предназначение во многих сферах. Сталь активно используется при производстве различных механизмов и устройств. Вместе с этим она применяется при производстве автомобилей, кораблей, поездов и т.д. Для компонентов строительных систем материал является популярным и часто применяемым.

Значительный спектр применения конструкционной качественной углеродистой стали обозначен наличием важных характеристик.

Характеристики конструкционной углеродистой стали высокого качества

К таким видам относятся те категории, которые обладают определённым комплектом научно-технических характеристик. Они обеспечивают надежную и длительную эксплуатацию деталей и запасных частей, выполненных из такой стали.

За последнее время эксперты смогли определить основные составляющие сплавов. Это позволило улучшить их качество, сделать более прочными внешний пласт. Благодаря этому конструкционные виды высокого качества применяются в различных технологических направлениях тепловой обработки. В производственном направлении это способствует значительному улучшению свойств производимого стального материала.

Углеродистые качественные стали делятся на категории. В зависимости от назначения они выпускаются:

• Для изготовления элементов машиностроения.
• При производстве строительных конструкционных сталей. Они обладают отличными свойствами при сваривании.

Классификация конструкционных сталей

В зависимости от наличия добавлений, оказывающих влияние на характеристики материала стали бывают простого, среднего, высшего и предельно высшего качества.

В зависимости от наличия углерода:

• с небольшим объемом;
• со средним процентным содержанием;
• с большим содержанием.

В зависимости от объема добавленных легирующих веществ:

• низколегированные;
• среднелегированные;

В зависимости от метода поставки:

• коваными;
• катаными;
• с калибровкой.

В зависимости от обработки:

• обычными.
• для применения в котельных;
• автоматические виды.

В зависимости от степени раскисления:

• в состоянии кипения;
• полуспокойными и спокойными.

Конструкционная сталь высокого качества так же подразделяется на общую и особую категорию назначения. В их структуру, помимо основных элементов, добавляются различные вещества. Главное значение играют сера и фосфор. Благодаря наличию данных компонентов, металл становится очень хрупким. Его сложно сварить и получить качественную поверхность при помощи обработки любого вида. Именно сера и фосфор отрицательно влияют на характеристики сплава. Такие сплавы делят стали на обычный вид, качественный, а так же высококачественный и особо высококачественный вид.

В конструктивных углеродистых сталях сера и фосфор имеется в следующих объемах:

• Сталь обычного качества марки «Ст» имеет до 0, 05% данных добавлений.
• Качественные «Стали» содержат не более 0,035%.
• Стали уровня «А» имеют до 0,025%.
• Стали качества «Ш» имеют до 0,015% указанных компонентов.

Свойства конструкционных углеродистых сталей высокого качества

Низкий процент углерода в сплаве не дает высокой прочности при хорошей гибкости. Такой материал применяется при производстве деталей, не имеющих сложное конструктивное строение. Так же на них не оказываются значительные нагрузки.

Отличительными характеристиками углеродсодержащих сплавов являются то, что они используются для создания неответственных изделий. Как правило, они не требуют термической обработки.

Сплавы с усредненным наличием углерода применяются при производстве деталей высокой прочности, но с меньшей гибкостью. Это элементы, которые требуют такой термообработки как закалка верхней поверхности, улучшение качества и нормализация. Для улучшения режущих характеристик металла с таким объемом углерода проводится отжиг.

Сплавы с высоким объемом углерода и с наличием марганца отличаются улучшенными свойствами. Они имеют длительный срок эксплуатации. Их можно применять как основу при производстве пружин.

Автоматные сплавы используются в станочных работах, имеющих автоматизированное регулирование. Сера и фосфор в таких сплавах способствуют образованию стружки при обработке металла. Такой факт в целом положительно влияет на процесс обработки. При этом гладкие поверхности деталей их таких сплавов получить практически невозможно.

Конструкционная качественная углеродистая сталь в машиностроении

Учитывая химический состав, конструкционные виды при производстве элементов машиностроения делятся на следующие категории:

• Малоуглеродистые, среднеуглеродистые;
• Низколегированные, среднелегированные.

К углеродистым сталям предъявляется целый ряд требований относительно качества и механических характеристик. Они должны обладать ударной вязкостью и прочностью. Большая часть конструкционных углеродистых сталей высокого качества, использующихся при производстве деталей, приравниваются в доэвтектоидной перлитной категории. Наиболее востребованными видами являются марки 30Х2ГСН2ВМ, 25Х2ГНТРА. Для повышения вяжущих характеристик сплавов в состав добавляется никель и молибден.

Ряд деталей, которые производятся из машиностроительного вида, подвергаются дополнительному упрочнению. Данные элементы можно разделить на следующие категории:

• Без упрочнения.
• С упрочнением поверхности.
• С упрочнением всей заготовки.

Конструкционная сталь единичной категории (08кп, 15кп, Ст.3). Из такого сплава выполняется листовой прокат. Он не требует термической обработки. Листы в таком случае могут использоваться для создания разных элементов посредством изменения формы в охлажденном виде.

Для получения пластичных элементов при производстве применяется другая технология. Пластичность можно получить посредством добавления небольшого объема кремния и углерода. Вместе с этим такие материалы помимо смены формы в охлажденном варианте можно легко соединять при помощи электрической сварки.

Конструкционная качественная углеродистая сталь проходит так же термическую обработку:

• Осуществляется закалка поверхности. Далее производится отпуск металла. Стоит указать, что последняя операция производится не всегда.
• Закалка стандартным образом. После требуется отпуск. Сочетание нескольких видов термической обработки позволяет проводить качественное сваривание стальных элементов.
• Нормализации среды.

Основные марки и характеристики сплавов, используемых в машиностроении.

В машиностроительные марки добавляется никель или сочетание железа и никеля. Такие марки делятся на следующие виды:

• Создания деталей литейным способом.
• Автоматные виды.
• С высокой износостойкостью.
• С высокой устойчивостью к коррозии.
• Шарикоподшипниковые виды.
• Пружинные виды.
• Термостойкие виды.
• Криогенные виды, которые не теряют своих свойств после обработки.
• Жароустойчивые виды.

Жароустойчивые сплавы. Они содержат в своем составе небольшой объем кремния. Они могут применяться даже в тех условиях, где температурный режим может достигать показателя в 5500 градусов Цельсия. Такие сплавы помимо термической устойчивости имеют массу значимых характеристик:

• Они могут применяться в кислых и науглероживающих веществах;
• При образовании коррозии в газовой среде они не взаимодействуют с ней.

Отрицательным фактором является наличие свойств ползучести. Они могут возникать при влиянии серьезных нагрузок. Необходимо знать при выборе материала нагрузки, а так же другие подобные параметры. Особо важное значение оказывает окружающая среда, в которой будет использоваться сплав.

Популярными сплавами являются 12Х13, 15Х25Т, 20Х20Н14С2. Из них можно выполнять следующее:

• тару для цементации металлических изделий.
• элементы силовых агрегатов поршневой группы.
• трубные изделия различной направленности и функциональности.

Низкотемпературные сплавы имеют высокую вязкость, а так же отличаются пластическими свойствами. К ним относятся так же сплавы, содержавшие небольшой объем углерода, и высоколегированные сплавы.

Интересным остается тот факт, что ползучие свойства увеличиваются после уменьшения нагрева в рабочем процессе. Определённое влияние оказывает и термическая обработка с нормализацией и отпуском. Данный вид обозначается ГОСТ 5632.

Конструкционная качественная углеродистая сталь с термической устойчивостью отличается высокой ползучестью. Так же она способна сопротивляться коррозийным образованиям в определённых агрессивных сферах. Данные материалы отлично подходят при производстве трубного проката. Вместе с этим они находят применение при производстве деталей для турбинных двигателей, работающих от пара, а так же газа. Детали, выполненные из указанных сплавов способны работать при температуре от 400 до 6500 градусов Цельсия.

Производители активно приобретают сплавы следующих марок: 15ХМ; 15Х5М; ХН70Ю.

Имеется разновидность сталей, которая противостоит образованию ржавчины. Это удалось получить благодаря добавлению в структуру сплава – хром. Его содержание составляет минимум 12,5%. Он значительно улучшает качество металла, в том числе при работе в агрессивных сферах.

Указанные сплавы активно применяются при производстве автомобильных деталей и механизмов. Из них делают карбюраторы, трубы, лопасти турбин силовых агрегатов и много другого.

В зависимости от особенностей структуры стали делятся на следующие категории:

• Мартенситные;
• Матернситные стареющие;
• С аустенитной и ферритной.

Чтобы получить от конструкционной качественной углеродистой стали отличные характеристики сваривания, металл подвергается отпуску. Даже если учитывать, что такие свойства металлов как термическая устойчивость, вязкость разные, они относятся к сплавам, имеющие отличные антикоррозийные свойства. Речь идет о криогенных сталях, а так же жаропрочных и жаростойких видах.

Характеристики сталей других конструкционных видов

Сплавы конструкционных марок, как писалось выше, являются устойчивыми к механическому воздействию. Они производятся с добавлением значительного объема легирующих элементов. Важно отметить, что они могут быть не только низкоуглеродистыми, но и с большим процентным объемом углерода.

Такие виды сталей применяются при производстве деталей для дробильных установок, лопастей к насосным станциям, тракам. Это объясняется устойчивостью к физическому и механическому воздействию при работе, а так же кавитационной коррозии. Покупатели активно приобретают такие марки стали: 12Х18Н9Т, ОХ14АГ12, Г13. Имеющиеся характеристики позволяют их применять в широком производственном секторе. Автоматные виды. Данные виды содержат в своем составе следующие компоненты:

• Марганец от 0,6 до полутора процентов.
• Фосфор от 0,05 до,016%.
• Сера от 0,05 до 0,3%.

Основной компонент в виде углерода в нем присутствует в объёме 0,45%. Если в состав добавляется селен, кальций или свинец, то качественные свойства заметно улучшаются. Это позволяет их использовать при производстве автомобильных конструкций, болтов, шурупов, шпилек и многого другого.

Предназначение пружинистых сталей

Данные виды стали могут использоваться для различных целей. В первую очередь они применяются при производстве пружин. Это стали марок 50ХФА, 60С2ХФА и другие. Они отличаются качеством плотности. Важно указать, что такие марки отличаются прочностью и вязкостью. Такие характеристики особо ценны при получении сплава и его дальнейшей эксплуатации. К пружинистым сталям относят низколегированные виды, а так же среднеуглеродистые с наличием углерода в объеме от 0,6 до 0,8%.

Если детали соединить при помощи сварки, то на них могут появиться микроскопические трещины. Они располагаются по всей длине сварочного шва. Пружинные стали могут использоваться не только при производстве пружин, но и при изготовлении рессор. Они способны выдерживать значительные нагрузки и обеспечивать плавность хода транспортного средства. Вместе с этим пружинные виды исключают поломку деталей при соблюдении нагрузок на транспортные средства и способны служить на протяжении длительного периода времени.

Имеется категория конструкционных качественных углеродистых сталей, которые называют улучшенными. В составе имеется мартенсит. Если детально рассмотреть химический состав сплавов, можно увидеть исключение неметаллических составляющих. Помимо этого в структуре находится карбидная ликвация и сетки.

Низколегированные и высокоуглеродистые стали с объемом углеродов менее 1,05% отличаются высокой степенью твердости, они еще являются износостойкими.

Они так же находят активное применение в машиностроении и производстве деталей для различных механизмов. На маркировку нужно обращать особое внимание. Улучшенные категорий имеют маркировку, которая начинается с буквы «Ш». Это марки ШХ5, ШХ 15СГ.

Применение конструкционной углеродистой стали высокого качества в строительстве

Конструкционные виды, из которых созданы многие предметы для строительства, пользуются популярностью за счет небольшого объема легирующих компонентов. Это хром, марганец и другие компоненты. Процент углерода в таких сплавах составляет от 0,1 до 0,2%. Данный состав делает металл качественным. Он легко поддается свариванию. Для строительной сферы это выступает одним главных требований.

Так же имеются особенности, которые полезны для функциональных характеристик строительных зданий. Среди таких особенностей необходимо выделить:

• Ковкость
• Вязкость
• Относительное вытягивание
• Плотность структуры кристаллической решетки.

Строительные типы стали пользуются большим спросом за счет меньшего вложения средств при производстве металла. Экономия составляет порядка 30% от требуемых затрат. Легирование увеличивает закаливание металла. Помимо этого металл становится более текучим.

Самыми востребованными из описываемых марок сталей, из которых производят металлические листы, ленты и другие детали, считаются: 14Г2; 15ХСНД.

Маркировка конструкционных качественных углеродистых сталей

Стальная продукция обозначается при помощи набора цифр и букв. Цифры указывают процентное содержание углерода в сплаве. Набор из нескольких букв указывает на степень раскисления. Если имеется большое содержание марганца — ставится буква «Г». При большом содержании алюминия ставится буква – «Ю», а для ванадия – «Ф».

Так же при помощи буквенных и цифирных обозначений можно узнать о степени обработки. Если впереди стоит буква «А», то это обозначает автоматные сплавы. Буква «К» обозначает –котловой и ставится после нескольких цифр. «ПВ» характеризует сталь горячего прокатывания. «Осв»-обозначает сталь, которая находит применение при производстве деталей для железнодорожного состава.

Качественные в сравнении с обычными марками обозначаются словом «Сталь». Оно ставится непосредственно перед маркировкой.

В качестве примера рассмотрим несколько вариантов обозначений:

• Сталь 10: С2 = 0,1 %, по раскислению спокойная.
• 20 К: Котельная, С2 примерно 0,2 %.

Чтобы выбрать оптимальный вид конструкционной качественной углеродистой стали, важно смотреть на маркировку. Это позволит точно определить содержание тех или иных компонентов и свойств металла.

Использование марки, не соответствующей требуемым характеристикам, приводит к поломке деталей и механизмов.

Конструкционная углеродистая сталь

20 декабря 2018 г.

Конструкционную сталь чаще всего применяют для изготовления разнообразных конструкций, их отдельных элементов, а также различных механизмов в машиностроении и при выполнении строительных работ.

Разновидности конструкционных сталей

• Углеродистая сталь

Название марки углеродистой конструкционной стали состоит из буквенного обозначения самого металла (Ст – сталь), а также числового обозначения количественного содержания в нем углерода в сотых долях процента. Маркировка автоматных углеродистых сталей также включает литеру «А». Такой металл содержит в своем составе также серу и фосфор и применяется для производства крепежных деталей автоматических станков.

• Строительная сталь

Строительная сталь характеризуется хорошей способностью к свариванию, благодаря чему ее часто используют для изготовления различных строительных конструкций, в том числе для нефтяной и газовой промышленности. К этой же категории можно отнести арматурные стали. Маркировка подобных сплавов может также включать литеру «М», которая говорит о том, что металл подвергался дополнительной специальной обработке.

• Цементуемая сталь

Цементуемыми называют стали специального назначения. Основное их свойство – способность выдерживать значительные нагрузки. Поэтому такой металл часто применяют для изготовления крупногабаритных изделий сложной формы.

• Улучшаемая сталь

Улучшаемые стали подвергаются дополнительным воздействиям, например, закалке. Углерода в таком металле содержится от 3 до 5 сотых процента.

• Высокопрочная сталь

Основное отличие высокопрочных сталей от других видов – значительная вязкость в сочетании со способностью выдерживать огромные нагрузки, что и обуславливает их сферу применения.

• Сталь для рессор/пружин

Пружинная сталь обладает высокой упругостью и применяется для производства деталей, подвергающихся регулярным переменным нагрузкам.

• Сталь для подшипников

Подшипниковые стали можно разделить на высоко- и низкоуглеродистые. Основная их характеристика – значительная твердость.

• Износостойкая сталь

Особую твердость поверхности металла и устойчивость к износу такой стали придает дополнительная обработка (графитизация, наплавление).

Общие характеристики углеродистых сталей

• Высокая прочность в сочетании с вязкостью и пластичностью.
• Возможность обработки методами резания и давления.
• Хорошая свариваемость.
• Устойчивость количества углерода в составе при высокотемпературной обработке.
• Устойчивость к деформации и возникновению трещин.
• Устойчивость к износу.

Сферы применения конструкционных сталей

Конструкционные углеродистые стали широко используются в самых разных областях промышленности и строительства. Область применения той или иной марки, прежде всего, зависит от ее свойств и характеристик.

• Стали Ст1, Ст2 – производство проволоки и метизов.
• Стали Ст3, Ст4 – изготовление фасонного проката.
• Стали Ст5, Ст6 – производство слабонагруженных валов, осей.
• Стали Ст20, Ст25 – изготовление труб цельнотянутой конструкции.

Конструкционная углеродистая сталь, легированная и обыкновенного качества

Для просмотра таблицы ← сдвиг →

 

Прокат из конструкционных марок стали в Нижнем Новгороде

Компания Ферроэлектрик предлагает всем заинтересованным организациям подобрать и купить изделия сортового металлопроката из различных конструкционных марок стали, а также другие металлические изделия в Нижнем Новгороде по доступной цене.

Разновидности углеродистых и легированных сплавов

Конструкционные легированные стали востребованы при производстве разнообразных конструкций и деталей в строительной и машиностроительной промышленных отраслях. В соответствии с предназначением конечного изделия определяется и физико-химический состав стали. Например, марка ШХ15 разработана для производства шарикоподшипников.

Конструкционные легированные стали имеют особые характеристики, формируемые за счет включения в состав сплава дополнительных металлов, которые оказывают воздействие на прочностные показатели, гибкость и способность противостоять агрессивным воздействиям. Изделия из материала востребованы в пищевой, медицинской и авиакосмической отраслях.

Низколегированные стали находят свое применение при изготовлении многих компонентов железнодорожных вагонов, техники и оборудования сельскохозяйственного назначения и в других сферах, где конечный продукт эксплуатируется в условиях воздействия атмосферных осадков и динамических нагрузок.

Углеродистые стали подразделяются на три группы в соответствии с долей углерода в химическом составе. При его содержании не выше 0,25% сталь относится к числу низкоуглеродистых. Для высокоуглеродистых сплавов характерно содержание углерода в объеме не меньше 0,6%.

Конструкционные шарикоподшипниковые стали выступают основой для металлических деталей, эксплуатируемых в условиях постоянного напряжения. В отечественной промышленной одной из наиболее популярных марок данной группы является сталь ШХ15.

Рессорно-пружинные конструкционные стали изготавливаются с учетом требований действующего ГОСТ 14959-79. Они необходимы для производства пружин и других изделий, эксплуатируемых при постоянных усиленных нагрузках.

Для получения консультации по выбору и покупке сортового металлопроката из различных конструкционных сталей, свяжитесь с нашими специалистами.

Конструкционная сталь: особенности, классификация, сферы применения

Вопросы, рассмотренные в материале:

• Описание конструкционной стали
• Классификацию конструкционных сталей
• Сферы применения конструкционной стали
• Достоинства и недостатки конструкционных сталей
• Как выбрать конструкционную сталь по ее маркировке

Конструкционная сталь пользуется сегодня огромным спросом. Она незаменима при изготовлении промышленных механизмов и возведении строительных конструкций, так как обладает высокой прочностью, пластичностью и сопротивляемостью к разрушению.

Используется данный материал и в других сферах человеческой деятельности. К примеру, из него производят детали для разного рода станков, горячекатаный рядовой прокат, пружины, рессоры, мелкие крепежные элементы и много чего еще. Однако при выборе конструкционной стали следует иметь в виду, что она бывает разных видов, у каждого из которых свои физические и химические характеристики.

 

Описание конструкционной стали

Конструкции и механизмы, применяемые в промышленности или строительстве, должны отвечать повышенным требованиям прочности. Для их изготовления применяется материал, обладающий особыми технологическими качествами. Использование металла с нужными свойствами – основа безопасной эксплуатации всей конструкции в разнообразных условиях. В соответствии с химическими, физическими и механическими характеристиками таким материалом может быть конструкционная сталь.

Ключевой особенностью такого металла является способность выдерживать постоянные и переменные нагрузки. Нередко от него ожидается также износостойкость или антикоррозийные свойства. Иногда выдвигаемым требованиям соответствует обычная углеродистая конструкционная сталь. Но в некоторых случаях ее качества необходимо дополнять или усиливать за счет легирования особыми химическими элементами.

Рекомендуем статьи по металлообработке

В структуру сталей этого типа входят такие полезные добавки, как железо, кремний, медь, марганец и другие вещества, однако главную роль в них играет углерод. Именно он наделяет конструкционный металл ключевыми свойствами и определяет степень его прочности. От концентрации этого элемента зависит устойчивость объекта к хладноломкости, его способность выдерживать производственные нагрузки и переносить различные погодные условия.

Конструкционная сталь делится на несколько классов в зависимости от уровня содержания в них вредных примесей – серы и фосфора. Чем он выше, тем ниже порог хладноломкости и красноломкости материала.

Существует классификация, где за основу берется концентрация в сплавах S и P:

• менее 0,05 % – это конструкционные стали обыкновенного качества;
• менее 0,035 % – качественные конструкционные стали;
• менее 0,025 % – высококачественные стали;
• менее 0,015% – особо высококачественные стали.

Классификации конструкционных сталей

Есть и другие способы классификации сталей такого типа. Если брать за основу российские марки, то можно выделить:

1. Нелегированные углеродистые стали, произведенные в соответствии с ГОСТом 1050.
2. Низколегированные конструкционные стали с добавлением углерода, изготовленные согласно ГОСТу 5058 – такой вид материала пользуется спросом в строительстве.
3. Среднелегированные стали, регламентируемые стандартом ГОСТа 4543.
4. Качественные рессорно-пружинные стали, требования к которым отражены в ГОСТе 14959.
5. Специальные конструкционные – к этой группе относятся высоколегированные стали с антикоррозийными свойствами и особыми характеристиками. Руководство по их производству, как правило, определяется ТУ фирм-изготовителей. Химический состав таких материалов нередко позволяет относить их, скорее, к сплавам на основе железа, нежели к сталям.

Ключевым признаком, позволяющим отнести сталь к типу конструкционной, является доля углерода в составе готового сплава. Но с ее определением не все так просто: если минимальный показатель концентрации данного вещества в изделии указан четко и составляет 0,05 %, то максимальный представляет собой «плавающую» величину и варьируется между 0,7 % и 0,85 %. Стоит отметить, что в отдельных случаях такая же доля углерода в металле свойственна и инструментальным сталям.

Примером тому может служить сталь марки 60С2. Разные инженеры-металловеды относят ее то к рессорно-пружинным, то к инструментальным материалам. Эта же двойственность характерна таким маркам, как У7А, ШХ9 или 75Г.

В связи с этим для того, чтобы более четко обозначить верхний предел концентрации углерода в конструкционной стали, важно также обратить внимание на следующие характеристики:

• Диапазон текучести – максимальный показатель деформации сжатия, при котором объект не разрушается. Если он увеличен, то такой материал можно классифицировать как конструкционный, если нет – как инструментальный.
• Диапазон концентрации некоторых примесей в стали, попадающих в нее в процессе выплавки.

Еще одна классификация видов конструкционной стали, применяемая на производстве, основана на различии сплавов по части химических, физических и механических свойств. В нее входят следующие группы:

• углеродистые;
• низколегированные;
• легированные;
• автоматные;
• подшипниковые;
• пружинные;
• теплоустойчивые.

Выделенные группы отличаются не только по указанным свойствам конструкционного материала, но и по областям его использования.

Сферы применения конструкционной стали

Конструкционные стали, обогащенные углеродом, по праву можно считать универсальным материалом – их сфера применения распространяется от производства строительных конструкций и механизмов до деталей оборудования и машин. Такая многофункциональность этого вида сплава обусловлена комплексом его качественных характеристик.

Применение легированных конструкционных сталей имеет большое значение в области машиностроения, строительства, а также в производственных работах. Дело в том, что они обладают уникальными химическими, физическими и механическими свойствами. Эти характеристики материала определяются содержанием в сплаве того или иного вещества.

Свойства конструкционной стали низкой степени легирования позволяют использовать материал для производства локомотивов и вагонов для железнодорожного транспорта, трамваев или метрополитена, изготовления полевой и сельскохозяйственной техники, строительства инженерных конструкций и сооружений – словом, в условиях повышенной нестабильности нагрузок и температур.

Теплоустойчивая сталь способна выдерживать до +6 000 °С. Поэтому из нее изготавливают элементы приборов, работающие в течение длительного времени, а также детали, подвергающиеся постоянным нагрузкам и высокому термическому воздействию.

Из подшипниковой конструкционной стали выполняют элементы, подверженные точечным переменным нагрузкам – это места, где в одноименных механизмах шарики, ролики и беговые дорожки колец вступают в контакт.

Пружинная или пружинно-рессорная сталь применяется для изготовления пружин, рессор, сильфонов и т. д.

Из автоматной стали производят крупные партии мелких деталей и крепежей при помощи автоматических станков.

Достоинства и недостатки конструкционных сталей

Преимущества конструкционной стали раскрываются только после термической обработки изделий из данного сплава, поэтому их в обязательном порядке подвергают температурному воздействию. Главные плюсы такой процедуры:

1. После закалки и отпуска детали из конструкционной стали ее способности к сопротивлению пластическим деформациям обостряются и даже превосходят в этом углеродистые сплавы (при одинаковой концентрации углерода).
2. При одинаковых условиях конструкционный металл прокаливается сильнее, чем углеродистый. Поэтому внешние элементы большой толщины лучше выполнять именно из легированной конструкционной стали. Состав такого сплава должен позволять детали прокалиться насквозь.
3. При термической обработке стали такого типа можно использовать «мягкие» охладители – масла. Эта технология значительно снижает риск появления трещин или коробления при закалке.
4. После термообработки и процедуры легирования конструкционная сталь приобретает дополнительный запас вязкости, увеличивается порог ее хладноломкости. Так, оборудование с деталями из данного материала становится надежнее.

Недостатки конструкционной стали:

1. Значительная часть изделий из этого материала подвержена обратимой отпускной хрупкости.
2. После температурного воздействия конструкционный металл становится мягче, снижается его сопротивление усталости.
3. В результате ковки и прокатки элементы из конструкционной стали приобретают строчечную структуру. Кроме того, в местах деформирования их свойства становятся неоднородными. Такой материал впоследствии с трудом поддается резке.
4. В конструкционном материале, легированном никелем, могут образовываться флокены – светлые пятна в изломе. В поперечном разрезе они могут проявляться в виде трещинок разной направленности. Такое явление возникает за счет выхода водорода, растворенного в стали.

Выбор конструкционной стали по ее маркировке

Конструкционные металлы маркируются по сложной системе, включающей в себя множество обозначений. Рассмотрим ее подробнее.

Углеродистая сталь обыкновенного качества стандартно обозначается сочетанием букв «Ст» и цифры от 0 до 6 – они отражают номер марки. Затем идет описание степени раскисления: в спокойных сталях – «сп», полуспокойных – «пс» и кипящих «кп».Причем в конструкционной стали марки 0 степень раскисления не указывается, зато отражается содержание в ней фосфора (не более 0,07 %), серы (не более 0,06 %) и углерода (не более 0,23 %). Марки от 1 до 6 могут быть полуспокойными, а от 1 до 4 –кипящими. Доля С, Мn, Si, S, P в них строго прописана.

Согласно ГОСТу 1050–88 маркировка углеродистых качественных сталей включает двузначное число, говорящее о концентрации в нем углерода (в сотых долях процента): 0, 8, 10, 20, …60. Из такого обозначения очевидно, что, например, сталь 20 содержит 0,20 % углерода.

Углеродистые конструкционные стали тоже бывают спокойные, полуспокойные и кипящие, но перед первыми индекс не ставится. Так, можно встретить обозначения полуспокойных металлов: 08 пс, 10 пс, 20 пс, и кипящих: 08 кп, 10 кп, 20 кп.

Литая макроструктура углеродистых сталей обозначается заглавной буквой «Л» (сталь 60 Л).

Определяет маркировку легированных конструкционных сталей ГОСТ 4532–71. Так, она должна содержать буквенно-цифровое обозначение, отражающее химический состав материала:

• алюминий – Ю;
• бор – Р;
• ванадий – Ф;
• вольфрам – В;
• кобальт – К;
• кремний – С;
• марганец – Г;
• медь – Д;
• молибден – М;
• никель – Н;
• ниобий – Б;
• титан – Т;
• хром – Х.

Цифра, стоящая после буквы, обозначает приблизительную долю легирующих компонентов в сплаве. Если ее нет, значит, таких веществ в материале содержится не более 1 %.

Цифра, расположенная в самом начале маркировки, обозначает количество углерода в легированном материале (в сотых долях процента). Так, запись «30ХН3А» означает, что в данном сплаве содержится порядка 0,30 % С, около 1 % Сr и 3 % Ni. Заглавная «А» в конце записи отражает высокое качество стали. Особо высококачественные стали (которые получаются, например, путем электрошлакового переплава) маркируются буквой Ш – 30ХГС-Ш.

Некоторые группы конструкционных сталей содержат дополнительные обозначения в начале маркировки. Так, автоматные начинаются с буквы «А», строительные – с «С», подшипниковые – с «Ш» (ШХ15).

Автоматные стали характеризуются повышенной концентрацией кальция, селена, серы, теллура и фосфора. Согласно ГОСТу 1414–75 увеличенное содержание некоторых веществ должно обозначаться соответствующей буквой: кальций – «Ц», селен –«Е», сера – «А», свинец – «С». Двузначное число, стоящее перед буквами А, АС или АЦ говорит о концентрации углерода (в сотых долях процента). Например, автоматные стали с повышенным содержанием кальция – АЦ20, …, АЦ30ХН; селена – А35Е, А40ХЕ; серы – А11, А20,…, А40; свинца – АС14, АС40, …, АС45Г2.

Низколегированные конструкционные стали обозначают буквой «С» и числом, отражающим предел текучести (мегапаскаль), например, С235, С285,…, С590. В конце записи могут стоять заглавные «Д» – обозначающая усиление антикоррозийных свойств, «К» – отражающая специальный химический состав, или «Т» – говорящая об усилении прочности материала за счет термообработки.

Требования, которые выдвигает потребитель к свойствам конструкционной стали (химическим, физическим или механическим) выполняются за счет специфического состава сплава, подбора методик термического воздействия и способов упрочнения поверхности, а также качества металлургической обработки. Такой материал может быть представлен на рынке в формате проката, труб и пр.

Стоимость изделий из конструкционной стали в основном зависит от состава сплава и размеров детали.

Почему следует обращаться именно к нам

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

• цветные металлы;
• чугун;
• нержавеющую сталь.

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.

Углеродистая сталь обыкновенного качества: марки, ГОСТ, свойства

Углеродистая конструкционная сталь – обыкновенное качество

Углеродистые конструкционные стали обыкновенного качества выплавляются различных марок в зависимости от группы, к которой принадлежит данная плавка стали, способа выплавки, назначения и гарантируемых свойств.
 

Углеродистые конструкционные стали обыкновенного качества наиболее дешевы.
 

Углеродистые конструкционные стали обыкновенного качества предназначаются для изготовления различных металлоконструкций, а также слабонагружеиных леталей машин.
 

Углеродистые конструкционные стали обыкновенного качества изготавливают следующих марок: СтО, Ст1, Ст2, СтЗ, Ст4, Ст5, Стб.
 

Углеродистые конструкционные стали обыкновенного качества, поставляемые по механическим свойствам, по ГОСТ 380 – 60 ( группа А) имеют марки СтО, Ст1, Ст2, СтЗ, Ст4, Стб, Стб и Ст7, в которых цифры указывают на то, что в стали более высокой марки повышается содержание углерода, увеличиваются прочностные свойства и уменьшаются пластические свойства.
 

Углеродистые конструкционные стали обыкновенного качества, поставляемые по химическому составу по ГОСТ 380 – 60 ( группа Б) имеют марки: мартеновские стали МСтО, МСт1кп, МСтЗкп, МСтЗ, МСт4кп, МСт4, МСт5, МСтб и МСт7; бессемеровские стали БСтО, БСтЗкп, БСтЗ, БСтбкп, БСт4, БСт5 и БСтб.
 

Углеродистую конструкционную сталь обыкновенного качества по ГОСТ 380 – 71 разделяют на три группы: группу А – сталь поставляют с гарантируемыми механическими свойствами, группу Б – сталь поставляют с гарантируемым химическим составом, группы 1 В – сталь поставляют с гарантируемыми механическими свойствами и с отдельными требованиями по химическому составу.
 

Марки углеродистых конструкционных сталей обыкновенного качества , поставляемых по механическим свойствам ( группа А по ГОСТ 380 – 60), обозначаются: Ст. Увеличение цифры в марке стали указывает на повышение содержания углерода, прочности, твердости и износостойкости, снижение пластичности и ударной вязкости.
 

Изделия из углеродистых конструкционных сталей обыкновенного качества широко применяются в строительстве для сварных, клепаных и болтовых конструкций, а также для выполнения кровельных работ. Среднеуглеродистые стали ( СГ5, Ст5Г), обладающие большей прочностью, чем низкоуглеродистые, предназначены для рельсов, железнодорожных колес, валов, шкивов, шестерен и других деталей грузоподъемных машин.
 

В начале марки углеродистой конструкционной стали обыкновенного качества общего назначения указывают обозначение стандарта ( буква А и трехзначное число – номер стандарта) и через косую черту – заглавные буквы А, В, С, D ( Grade А, В, С, D) или двухзначные цифры, характеризующие марку стали.
 

Трубы большей частью изготовляют из углеродистых конструкционных сталей обыкновенного качества Ст.
 

В ГОСТ 380 – 41 классифицированы углеродистые конструкционные стали обыкновенного качества.
 

Для изготовления болтов, винтов, шпилек и гаек применяют углеродистые конструкционные стали обыкновенного качества марок Ст. Для резьбовых деталей, работающих в особых условиях, используют специальные стали и сплавы.
 

Решающим критерием работоспособности стальных штампованных деталей в подавляющем большинстве случаев является их жесткость, а не прочность. Поэтому чаще всего удается обходиться углеродистой конструкционной сталью обыкновенного качества и качественной. При этом рекомендуется пользоваться марками стали с низким содержанием углерода как более дешевыми и обладающими наибольшей способностью к формообразованию. Кроме этого, применение яизкоуглеродистой стали сопряжено с уменьшением усилия штамловки на всех, операциях, что приводит к возможности использования менее мощных прессов и к снижению расхода энергии.
 

По назначению углеродистые стали делят на конструкционные и инструментальные. Первые в свою очередь делятся на углеродистые конструкционные стали обыкновенного качества и углеродистые конструкционные качественные стали.
 

Состав химических элементов

Основной элемент — железо. Отношение к группе определяется количеством углерода. Содержание неметаллических включений фосфора и серы ухудшает механические качества. Они способствуют красноломкости и хладоломкости, образованию трещин в горячем и холодном металле.

Коррозионная устойчивость обеспечивается низким содержанием углерода и добавлением хрома. Количество химических элементов в углеродистой стали марганца и кремния зависит от способа раскисления и класса качества. Марганец может присутствовать в пределах 1,2% в сплавах нормального качества, до 1,8% в высококачественных. Содержание кремния не превышает 0,3%.

Высококачественные стали группы В проверяют по свойствам и химическому составу. Допустимое количество неметаллических включений — 0,03–0,0018%.

От количества углерода зависит твердость стали, ее способность к закалке и свариванию.

Чем ниже показатель углерода, тем лучше варится металл. Ст 40Х требует подогрева перед сваркой, Ст 6 — нагрева до 700⁰ и послесварочного отпуска. Прокаливаемость наоборот. До Ст4 сплавы не калятся, не изменяют свою твердость. Сталь 40х может потрескаться при резком охлаждении в воде.

Нагрев стали

Стали углеродистые качественные конструкционные

Являются основным металлом для изготовления деталей машин (валов, шпинделей, осей, зубчатых колес, шпонок, муфт, фланцев, фрикционных дисков, винтов, гайек, упоров, тяг, цилиндров гидроприводов, эксцентриков, звездочек цепных передач и др.), которые при взаимодействии в работающей машине воспринимают и передают различные по величине нагрузки. Эти металлы хорошо обрабатываются давлением и резанием, льются и свариваются, подвергаются термической, термомеханической и химико-термической обработке.

Различные специальные виды обработки обеспечивают вязкость, упругость и твердость сталей, позволяют делать из них детали, вязкие в сердцевине и твердые снаружи, что резко увеличивает их износостойкость и надежность. Из углеродистых качественных конструкционных сталей производят прокат, поковки, калиброванную сталь, сталь серебрянку, сортовую сталь, штамповки и слитки.

Таблица 3. Основные свойства стали углеродистой качественной конструкционной

Марка	Механические свойства	Физические свойства	Технологические свойства
σт	σв	δ, %	ан Дж/см2	НВ	γ, г/см3	λ, Вт/(м ·°С)	α·106 ,1/°С	обрабаты- ваемость резанием	сварива- емость	интервал температур ковки,°С	пластичность при холодной обработке	*горяче- катаная **отож- женная
МПа
08	196	324	33	—	126	7,83	811	11,6	В	ВВ	800-1300	ВВ	*
10	206	321	31	—	140	7,83	811	11,6	В	ВВ	800-1300	ВВ	*
15	225	373	27	—	145	7,82	770	11,9	В	ВВ	800-1250	ВВ	*
20	245	412	25	—	159	7,82	770	11,1	В	ВВ	800-1280	В	*
25	274	451	23	88	166	7,82	732	11,1	В	ВВ	800-1280	В	*
30	294	490	21	78	175	7,817	732	12,6	В	В	800-1250	В	*
35	314	529	20	69	203	7,817	732	11,09	В	В	800-1250	В	*
40	321	568	19	59	183	7,815	596	12,4	В	У	800-1250	У	**
45	363	598	16	49	193	7,814	680	11,649	В	У	800-1250	У	**
50	373	627	14	38	203	7,811	680	12,0	У	У	800-1250	У	**
55	382	647	13	—	212	7,82	680	11,0	У	Н	800-1250	Н	**
60	402	676	12	—	224	7,80	680	11,1	У	Н	800-1240	Н	**
Примечание. Н — низкая, У — удовлетворительная, В — высокая, ВВ — весьма высокая.

Качественные конструкционные стали обладают более высокими механическими свойствами (ГОСТ 1050-88), чем стали обыкновенного качества, за счет меньшего содержания в них фосфора, серы и неметаллических включений. По видам обработки их делят на горячекатаную, кованую, калиброванную и серебрянку (со специальной отделкой поверхности).

Обозначение марки стали составляют из слова «Сталь» и двузначной цифры, которая указывает на среднее содержание углерода в сотых долях процента. Например, Сталь 25 содержит 0,25% углерода (допустимое количество углерода — 0,220,30 %), Сталь 60-0,60 % (допустимое количество -0,57-0,65%). Степень раскисления в марках спокойных сталей не отражается, а в марках полуспокойных и кипящих сталей, как и сталей обыкновенного качества, обозначается буквами «пс» и «кп» соответственно. В качественных конструкционных сталях всех марок допускается содержание серы не более 0,040% и фосфора — не более 0,035%.

Основные свойства углеродистой качественной конструкционной стали приведены в табл. 3, основное назначение — в табл. 4. Цвета маркировки приведены в табл. 5.

Таблица 4. Стали углеродистые качественные конструкционные, их основное назначение

Марка стали	Основное назначение
Сталь 08кп, 10	Детали, изготовляемые холодной штамповкой и холодной высадкой, трубки, прокладки, крепеж, колпачки. Цементируемые и цианируемые детали, не требующие высокой прочности сердцевины (втулки, валики, упоры, копиры, зубчатые колеса, фрикционные диски)
Сталь 15, 20	Малонагруженные детали (валики, пальцы, упоры, копиры, оси, шестерни). Тонкие детали, работающие на истирание, рычаги, крюки, траверсы, вкладыши, болты, стяжки и др.
Сталь 30, 35	Детали, испытывающие небольшие напряжения (оси, шпиндели, звездочки, тяги, траверсы, рычаги, диски, валы)
Сталь 40, 45	Детали, от которых требуется повышенная прочность (коленчатые валы, шатуны, зубчатые венцы, распределительные валы, маховики, зубчатые колеса, шпильки, храповики, плунжеры, шпиндели, фрикционные диски, оси, муфты, зубчатые рейки, прокатные валики и др.)
Сталь 50, 55	Зубчатые колеса, прокатные валики, штоки, бандажи, валы, эксцентрики, малонагруженные пружины и рессоры и др. Применяют после закалки с высоким отпуском и в нормализованном состоянии
Сталь 60	Детали с высокими прочностными и упругими свойствами (прокатные валки, эксцентрики, шпиндели, пружинные кольца, пружины и диски сцепления, пружины амортизаторов). Применяют после закалки или после нормализации (крупные детали)

Таблица 5. Цвета маркировки стали углеродистой качественной

Группа	Цвет краски
Сталь 08, 10, 15, 20	Белый
Сталь 25, 30, 35, 40	Белый и желтый
Сталь 45, 50, 55, 60	Белый и коричневый

Rimoyt.com

Углеродистые стали. Классификация и маркировка углеродистых сталей. Инструментальные и конструкционные углеродистые стали

Классификация углеродистых сталей

Углеродистые стали классифицируют: — по структуре — по способу получения — по степени раскисления — по качеству — по назначению

По структуре углеродистые стали подразделяют на: — доэвтектоидные (содержат менее 0,8% С) — эвтектоидные (0,8% С) — заэвтектоидные (С более 0,8%)

По способу получения углеродистые стали разделяют на: — кислородно-конвертерные — мартеновские — электростали

По степени раскисления углеродистые стали бывают: — спокойные — полуспокойные — кипящие

По качеству (качество определяется содержанием вредных примесей в стали) углеродистые стали разделяют на: — стали обыкновенного качества — качественные стали

По назначению углеродистые стали разделяют на: — конструкционные — инструментальные

Маркировка углеродистых сталей

Маркировка углеродистых сталей зависит от их качества и назначения. Стали обыкновенного качества имеют 3 группы поставки: А, Б, В. Стали группы А поставляются с гарантированными механическими свойствами, химический состав не регламентируют. Стали группы Б поставляются с гарантированным механическим составом, механические свойства не гарантируются. Стали группы В поставляются с гарантированными химическим составом и механическими свойствами.

Все эти стали обыкновенного качества (ГОСТ 380-71) маркируются буквами Ст, после которых ставится цифра от 0 до 6. Впереди марки – буква, указывающая группу поставки (для стали группы А – не ставится). В конце марки указывается степень раскисления: пс, кп (для спокойных – не указывают). Ст3кп – углеродистая сталь обыкновенного качества, группы поставки А, с номером 3, кипящая.

ВСт4пс – углеродистая сталь обыкновенного качества, группы поставки В, с номером 4, полуспокойная.

Для сталей группы поставки А номер характеризует механические свойства (выше номер – выше прочность). У сталей группы Б с возрастанием номера возрастает содержание углерода. У сталей группы В механические свойства такие же как у стали группы А, а химический состав как у стали группы Б аналогичного номера. О механических свойствах и химическом составе информацию получают в сопроводительных документах.

Качественные конструкционные углеродистые стали (ГОСТ 1050-74) маркируют цифрами 08, 10, 15, 20, 25… до 85. Цифры означают среднее содержание углерода в сотых долях процента. Если сталь содержит повышенное количество марганца (0,8-1,2%), то после цифр ставится буква Г. В конце марки указывают степень раскисления (кп или пс).

Сталь 40 – качественная конструкционная углеродистая сталь с содержанием углерода 0,4 % , спокойная.

Сталь 65Гпс – качественная конструкционная углеродистая сталь с содержанием углерода 0,65%, более 0,8% марганца, полуспокойная.

Инструментальные углеродистые стали (гост 1435-74) тоже качественные. Они маркируются большой буквой У и цифрами, которые означают содержание углерода в десятых долях процента. Эти стали всегда качественные. Однако, если сталь имеет повышенное качество, то в конце марки ставится буква А.

Обычно в качестве инструментальной стали используют стали с повышенным содержанием углерода (0,75-1,3%). Они отличаются высокой твердостью и прочностью. Из них изготавливают сверла, метчики, развертки, а также пуансоны и матрицы штампов для холодной штамповки. Недостатком углеродистых инструментальных сталей является их низкая теплостойкость – при нагреве выше 200 ?С их твердость снижается, поэтому в этих случаях целесообразно применять легированные инструментальные стали.

У8 – инструментальная углеродистая со средним содержанием углерода 0,8% (имеет точно такой же химический состав, что и Сталь 80, но отличается структурой и свойствами).У12А – углеродистая инструментальная сталь, 1,2% углерода, повышенного качества.

Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие межгосударственные стандарты:

• ГОСТ 103-76 Полоса стальная горячекатаная. Сортамент
• ГОСТ 162-90 Штангенглубиномеры. Технические условия
• ГОСТ 166-89 (ИСО 3599-76) Штангенциркули. Технические условия
• ГОСТ 380-2005 Сталь углеродистая обыкновенного качества. Марки
• ГОСТ 427-75 Линейки измерительные металлические. Технические условия
• ГОСТ 1497-84 (ИСО 6892-84) Металлы. Методы испытания на растяжение
• ГОСТ 2590-88 Прокат стальной горячекатаный круглый. Сортамент
• ГОСТ 2591-88 Прокат стальной горячекатаный квадратный. Сортамент
• ГОСТ 2879-88 Прокат стальной горячекатаный шестигранный. Сортамент
• ГОСТ 3749-77 Угольники поверочные 90°. Технические условия
• ГОСТ 4781-85 Профили стальные горячекатаные для шпунтовых свай. Технические условия
• ГОСТ 5378-88 Угломеры с нониусом. Технические условия
• ГОСТ 6507-90 Микрометры. Технические условия
• ГОСТ 7268-82 Сталь. Метод определения склонности к механическому старению по испытанию на ударный изгиб
• ГОСТ 7502-98 Рулетки измерительные металлические. Технические условия
• ГОСТ 7564-97 Прокат. Общие правила отбора проб, заготовок и образцов для механических и технологических испытаний
• ГОСТ 7565-81 (ИСО 377-2-89) Чугун, сталь и сплавы. Метод отбора проб для определения химического состава
• ГОСТ 7566-94 Металлопродукция. Приемка, маркировка, упаковка, транспортирование и хранение
• ГОСТ 8239-89 Двутавры стальные горячекатаные. Сортамент
• ГОСТ 8240-97 Швеллеры стальные горячекатаные. Сортамент
• ГОСТ 8509-93 Уголки стальные горячекатаные равнополочные. Сортамент
• ГОСТ 8510-86 Уголки стальные горячекатаные неравнополочные. Сортамент
• ГОСТ 9454-78 Металлы. Метод испытаний на ударный изгиб при пониженных, комнатной и повышенных температурах
• ГОСТ 14019-2003 (ИСО 7438:85) Материалы металлические. Метод испытания на изгиб
• ГОСТ 17152-89 (ИСО 7129-82) Профили стальные горячекатаные для ножей землеройных машин. Общие технические условия
• ГОСТ 17745-90 Стали и сплавы. Методы определения газов
• ГОСТ 18662-83 Профили горячекатаные СВП для крепи горных выработок. Сортамент
• ГОСТ 18895-97 Сталь. Метод фотоэлектрического спектрального анализа
• ГОСТ 19240-73 Рельсы для наземных и подвесных путей. Сортамент
• ГОСТ 19425-74 Балки двутавровые и швеллеры стальные специальные. Сортамент
• ГОСТ 21026-75 Швеллеры стальные горячекатаные с отогнутой полкой для вагонеток. Сортамент
• ГОСТ 22536.0-87 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Общие требования к методам анализа
• ГОСТ 22536.1-88 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения общего углерода и графита
• ГОСТ 22536.2-87 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения серы
• ГОСТ 22536.3-88 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения фосфора
• ГОСТ 22536.4-88 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения кремния
• ГОСТ 22536.5-87 (ИСО 629-82) Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения марганца
• ГОСТ 22536.6-88 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения мышьяка
• ГОСТ 22536.7-88 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения хрома
• ГОСТ 22536.8-87 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения меди
• ГОСТ 22536.9-88 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения никеля
• ГОСТ 22536.10-88 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения алюминия
• ГОСТ 22536.11-87 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения титана
• ГОСТ 26020-83 Двутавры стальные горячекатаные с параллельными гранями полок. Сортамент
• ГОСТ 26877-91 Металлопродукция. Методы измерения отклонений формы
• ГОСТ 27809-95 Чугун и сталь. Методы спектрографического анализа
• ГОСТ 28033-89 Сталь. Метод рентгенофлюоресцентного анализа

Примечание

– При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов по указателю «Национальные стандарты», составленному по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

Производство

Изготовлением металлических сплавов занимается металлургическая промышленность. Специфика процесса получения углеродистой стали, заключается в переработке чугунных заготовок с уменьшением таких взвесей, как сера и фосфор, а также углерод, до требуемой концентрации. Различия методики окисления, посредством которой удаляют углерод, позволяет выделить различные виды плавки.

Кислородно-конвертерный способ

Основой методики был бессемеровский метод, который предусматривает продувку жидкого чугуна воздухом. Во время этого процесса, углерод окислялся и удалялся из сплава, после чего, чугунные слитки постепенно превращаются в сталь. Производительность данной методики высока, но сера и фосфор оставались в металле. Кроме того, углеродистая сталь насыщается газами, в том числе, азотом. Это улучшает прочность, но снижает пластичность, сталь становится более склонной к старению и изобилию неметаллическими элементами.

Учитывая низкое качество стали, получаемой бессемеровским методом, его перестали использовать. На замену пришел кислородно-конвертерный способ, отличием которого является использование чистого кислорода, вместо воздуха, при выполнении продувки жидкого чугуна. Использование определенных технических условий, при продувке, значительно снизило количество азота и других вредных примесей. В результате, углеродистая сталь, полученная кислородно-конвертерным способом, по качеству приближена к сплавам, переплавляемым в мартеновских печах.

Технико-экономические показатели конверторного способа подтверждают целесообразность такой плавки и позволяют вытеснить устаревшие методы изготовления стали.

Мартеновский метод

Особенностью способа получения углеродистой стали, является выжигание углерода из чугунных сплавов не только с помощью воздуха, но и за счет добавления железных руд и ржавых изделий из металла. Этот процесс обычно происходит внутри печей, к которым подводят подогретый воздух и горючий газ.

Размер таких плавильных ванн очень велик, они могут вмещать до 500 тонн расплавленного металла. Температура в таких емкостях поддерживается на уровне 1700 ºC, а выжигание углерода происходит в несколько этапов. Сначала, благодаря избытку кислорода в горючих газах, а когда образуется шлак над расплавленным металлом, посредством оксидов железа. При их взаимодействии образуются шлаки фосфатов и силикатов, которые, в дальнейшем удаляются и сталь приобретает требуемые по качеству свойства.

Плавка стали в мартеновских печах проходит около 7 часов. Это позволяет отрегулировать нужный состав сплава, при добавлении различных руд или лома. Углеродистая сталь давно изготавливается этим методом. Такие печи, в наше время, можно найти на территории стран бывшего Советского Союза, а также – в Индии.

Электротермический способ

Изготовить качественную сталь с минимальным содержанием вредных примесей, удается при плавке в вакуумных топках электродуговых или индукционных печей. Благодаря улучшенным свойствам электростали, удается изготовить жаростойкие и инструментальные сплавы. Процесс преобразования сырья в углеродистую сталь, происходит в вакууме, благодаря чему качество полученных заготовок, будет выше, относительно рассмотренных ранее методов.

Стоимость такой обработки металлов дороже, поэтому данный метод используют при технологической необходимости в качественном изделии. Для удешевления технологического процесса используют специальный ковш, который разогревают внутри вакуумной емкости.

Применение сталей:

Ст3сп

— несущие элементы сварных и несварных конструкций и деталей, работающих при положительных температурах; фасонный и листовой прокат (5-й категории) — для несущих элементов сварных конструкций, работающих при переменных нагрузках: при толщине проката до 25 мм в интервале температур от -40 до +425°С; при толщине проката свыше 25 мм в интервале от -40 до +425°С при условии поставки с гарантируемой свариваемостью.

Сталь 10 и 20

— детали, работающие в интервале температур от -40 до 450°С, к которым предъявляются требования высокой пластичности, и детали, работающие при температуре от -40 до 425°С под давлением соответственно.

Сталь 17Г1С, 17ГС, 17Г1С-У

— сварные детали, работающие под давлением при температурах от -40 до +475°С.

Различие труб из разной марки сталей можно проиллюстрировать на примере применения труб для трубопроводов пара и горячей воды. Правила безопасности ПБ 10-573-03 допускают применение прямошовных труб при следующих условиях (сведения неполные):

Температура	Давление (атм)
10706(группа В)
10705(группа В)
10705(группа В)

Сталь, которая распространена на вторичных рынках, имеет разные свойства. Качество стали зависит от технологичности, ее состава, от того, каковы ее физические свойства и насколько однороден ее химический состав.

Самые ходовые марки б/у стали в продаже: сталь углеродистая обыкновенного качества (ГОСТ 380-94), качественная углеродистая сталь (1050-88), сталь повышенной прочности низколегированная конструкционная (ГОСТ 19281-89). Попробуем разобраться в их свойствах, а также сходствах, различиях и применении.

ГОСТ 380-94

Из марок Ст0, Ст1кп, Ст1пс, Ст1сп, Ст2кп, Ст2пс, Ст2сп, Ст3кп, Ст3пс, Ст3сп, Ст3Гпс, Ст3Гсп, Ст4кп, Ст4пс, Ст4сп, Ст5пс, Ст5сп, Ст5Гпс, Ст6пс, Ст6сп и других изготавливается углеродистая обыкновенного качества сталь. Нумерация обозначает номер марки, который зависит от химического состава стали — чем выше номер, тем выше содержание углерода и тем больше временное сопротивление. Буквами после цифр обозначается степень раскисления: кп — кипящая, пс — полуспокойная, сп — спокойная (самый дорогой способ производства)

Но способы производства вас не должны смущать, однако стоит обращать внимание на механическую прочность (характеризуется первой цифрой). Иногда, если мы говорим о трубах, после кп/пс/сп идут цифры обозначающие категорию проката

Для обозначения марки стали и характеристики группы качества для труб используют буквы А, Б, В, Д (пример: ВСт3сп5). В зависимости от того, какие свойства трубы номеруются, ее делят на группы: А — механические свойства материала, Б — химический состав стали, В — и то и другое, Д — нормируется только гидравлическое испытательное давление.

ГОСТ 1050-88

Двумя цифрами обозначаются марки качественной стали, которые показывают, сколько содержится углерода в сотых долях процента. Например: 09, 12, 17, 30 и так далее до 60. Иногда указывают степень раскисления стали: кп и пс (кипящая, и полуспокойная соответственно). Однако обозначение качественной стали и низколегированной очень похожи, и их можно легко перепутать. Будьте внимательны при выборе и особенно не доверяйте словам продавца — лучше все проверить по ГОСТу самостоятельно.

ГОСТ 19281-89

Конструкционная низколегированная сталь (например 17Г1С, 09Г2С, 14ХГС). 17, 09, 14 — среднее содержание углерода, которое содержится в сотых долях процента, буквы Г, Х и т.д. обозначают содержание легирующих элементов в стали, последующие цифры указывают на процент легирующих элементов. Г — марганец, С — кремний, Ф — ванадий, Х — хром и далее. Азот обозначается буквой А, но если А стоит в конце (30ХГСА), то это указывает не на азот, а обозначает высококачественную сталь. Буква Ш в конце (30ХГС-Ш) показывает наивысшее качество. Цифра отсутствует (50Х, 17ГС), если легирующие элементы составляют менее 1,5%. Насколько прочна и хрупка сталь, можно определить углеродным эквивалентом. Это понятие вводится для легированных сталей. В продаже б/у трубы наиболее популярна сталь 17ГС, 17Г1С, 17Г1С-у. Марки указаны в порядке улучшения свойств (по химическому составу в порядке снижения содержания примесей фосфора и серы).

По свариваемости все марки сталей одинаковы — без ограничений. Самые распространенные трубы — это Ст3, 10, 20 и 17Г1С. Чем качественнее сталь, тем она лучше по коррозийной стойкости.

По механическим свойствам материала трубы делят на классы прочности. К 34, К 38, 42, К 50, К 52, К 55 и К 60, где цифры означают временное сопротивление разрыву в кгс/мм2. Чем выше цифра, тем прочнее сталь. С учетом разброса свойств трубы из стали Ст3 могут относится к классам прочности К 38 — К 42 (фактически К 36), из стали 10 — К38, из стали 20 — К 42. Сталь 17Г1С более прочная — К 52.

Характеристика

Характеристики и структуру металла меняют, используя термическую обработку, посредством которой, достигают нужной твердости поверхности или других требований для применения стальной конструкции. Однако, не все структурные свойства поддаются корректировке с помощью термических методов. К таким структурно-нечуствительным характеристикам относят жесткость, выраженную модулем упругости или модулем сдвига. Это учитывают при проектировании ответственных узлов и механизмов в различных сферах машиностроения.

В случаях, когда расчет прочности узла требует применения деталей малых размеров, способных выдержать требуемую нагрузку, применяют термическую обработку. Такое воздействие на «сырую» сталь позволяет увеличить жесткость материала в 2-3 раза. К металлу, который подвергают такому процессу, предъявляют требования по количеству углерода и других примесей. Называют эту сталь – повышенного качества.

Конструкционные

Конструкционные стали

Производство стали на протяжении нескольких десятилетий является важнейшей отраслью, без которых не может существовать промышленная и строительная деятельность. Все виды конструкционных сталей имеют целесообразность использования в различных сферах деятельности.

Конструкционные стали. Особенности, разновидности и их назначение

Для начала нужно рассмотреть само понятие конструкционные стали и что они могут из себя представлять. Любая разновидность стали – это особый сплав, у которого есть определенные свойства технологической направленности.

Разновидности конструкционной стали по типу материала

Конструкционные стали можно условно разделить и по типу сплава на 2 самостоятельные группы. Качественную конструкционную сталь следует отнести к первой группе и углеродистую ко второй. Углеродистая сталь в свою очередь подразделяется на сталь обыкновенного качества, качественную высококачественную и особо высококачественную. По степени окисления конструктивные углеродистые стали делятся на спокойные, полу спокойные и спокойные.

Легированные конструкционные стали

Конструкционно легированная сталь в своем составе содержит несколько химических веществ. К ним можно отнести марганец, никель, а также хром. Но они могут содержать не все три компонента, а только один химический показатель. Именно поэтому произошло разделение: на низколегированную сталь, где число различных добавок не дошло превышать свыше 2.5%; на средне легированную сталь, где показатель примесей можно увеличить только до 10%, высоколегированную сталь, в которой добавочные элементы могут быть свыше 10%.

Низколегированная конструкционная сталь

Низколегированная сталь нашла свое применение в производстве вагонов, подвижных составов, локомотивов, в технике для сельскохозяйственного и промышленного назначения. Любые изделия из низколегированной стали способны выдерживать очень большие и тяжелые нагрузки. Они не имеют какие-либо ограничения.

У легированной стали маркировка может быть следующей: две цифры (содержание углерода), буквы без цифр (легирующий элемент), буква и цифра (легирующий элемент в процентах) и буква в конце маркировки (показатель очень высокого качества стали).

Углеродистые конструкционные стали

Углеродистую конструкционную сталь можно также разделить на несколько условных разновидностей: автоматная, строительная и котельная. Из автоматной стали делают крепежные элементы. Она не подходит для сварочных работ, и все детали обрабатываются на специальных станках. Котельная сталь нужна для производства котлов, сосудов и других емкостей, которые предназначены выдерживать слишком высокие температурные режимы. Машиностроительная сталь используется при производстве автомобильной технике.

У углеродистой стали может быть следующей маркировка: ст. (обозначение стали), СП/ПС/КП (степень раскисления), буква Г (марганец – повышенное содержание). Примером может служить сталь 08ПС, Ст2пс, Ст3сп5, Ст20, Ст35, Ст40, Ст45, Ст3пс и другие.

Разновидности конструкционных сталей по типу назначения

Все конструкционные стали полежат разделению на машиностроительные и арматурные типы. Арматурные стали особенно популярны и пользуются большим спросом ввиду того, что их сварка отличается надежностью, легкостью и простотой. Можно услышать в кругах, что арматурные стали называют еще строительными. Это связано с их активным применением в строительных и производственных объемных работах. Сплавы разделяют на типы общего назначения и специального.

При производстве любого типа конструкционной стали, в ее сплав добавляется обязательно различные химические элементы и компоненты. Очень часто, в некоторые марки стали, могут входить составы, которые считаются вредными и опасными. К опасным элементам прежде всего, можно отнести химические компоненты: серу, фосфор. Именно он делают стальную продукцию слишком податливой и ломкой.

Арматурные типы (строительные)

У арматурного типа есть отличный показатель – ковкость, жидкая текучесть, твердость, прочный предел, ударная вязкость. Такие конструкционные стали обладают небольшим уровневым показателем статистического легирования. Сварка выполняется двумя основными способами. Процесс легирования нужен только для увеличения закаливаемости. За счет этого повышается показатель текучести. Здесть распространены стали 25Г2С, 35ГС, Ст3пс

Машиностроительные типы

Характеристики по общему назначению

Конструкционные сплавы, общего назначения делятся на две основные группы. Первая – среднелегированная и низколегированная. Вторая группа – среднеуглеродистая и малоуглеродистая.

При производстве сплава общего значения подвергается строгой проверке. Происходит контроль продукции и испытания на многие показатели. Особое внимание уделяется пластичности материала, проверяется прочность и надежность, материал проходит испытание на ударную вязкость. В зависимости от классификации металла, сферы его применения могут учитываться и другие не менее важные показатели. Их очень много и их также проверяют по некоторым важным характеристикам и свойствам.

Если рассматривать первую группу среднелегированных низколегированная, то они изготавливаются для машиностроителей. Такие сплавы относят к доэвтектоидным перлитным сталям. Для вязкости в этих марках используют никель и молибден. К таким сталям относят 40ХН2СМА, 40ХГТ, 40ХГР, 30Х3МФ, 45ХН2МФА, 25Х2ГНТРА, ЗОХГСН2А, 08Х15Н5Д2Т

Конструкционные сплавы, которые производятся для машиностроительной отрасли могут подразделяться с учетом метода их упрочнения. Таким образом, такую сортовую сталь можно подразделить на сплав с упрочнением верхнего слоя, без обработки и с упрочнением по всему объему.

Многие конструкционные стали применяются без термообработки. То есть они производятся и отпускаются потребителям в обычных листах металла. Для такой продукции есть одно важное условие – минимальное количество углерода и кремния. Именно небольшое количество кремния и углерода обеспечивают отличную стяжку материалу в холодном виде. То есть конструкционная сталь легко поддается нужной деформации. Среди этих сталей распространены такие марки как Ст3сп5, 08пс, 08Ю, Ст20, Ст30, Ст40 и другие

Если происходит выпуск качественной сортовой стали, то в свою очередь она должна пройти несколько вариантов термообработки: закалку, после которой можно проводить отпуск продукции, стандартную закалку металла с обязательным отпуском (наиболее эффективная сварка готовой продукции), и последний вариант нормализацию.

Характеристики по специальному назначению

Конструкционные стали специального назначения делят также на классы. Их изготовление может происходить на основе никеля или железо никеля. Классификация сплавов выглядит следующим образом: литейные, износостойкие, автоматные, жаропрочные, криогенные, пружинные, жаростойкие, шарикоподшипниковые и коррозионностойкие.

Если состав жаростойкий, то в нем допускает присутствие кремния, но только в небольших количествах. Такие сплавы могут эксплуатироваться при температуре свыше 550°С. Есть у жаростойкого сплава и ряд других преимуществ, например, стали, относящиеся к специальному назначению не подвержены окислению, коррозии. Однако у них также есть небольшой минус – возникновение ползучести при воздействии сильных нагрузок. Трубы, элементы поршневых двигателей и емкостей для цементации стали производят из сплавов специального назначения. В состав жаростойких конструкционных сталей входят марки: 12Х17, 12Х18Н9, 08Х18Н10Т, 10Х18Н10Т, 12Х13, 14Х17Н2, 12Х18Н9, 06Х12Н3Д и другие.

Раннее уже упоминалось, что стали (низко углеродная и высоколегированная) обладают прекрасными свойствами. К ним можно отнести вязкость, мягкость и пластичность материала (криогенные сортовые сплавы). Криогенные сортовые сплавы в эксплуатации показывают отличные результаты по ползучести. Они устойчивы, имеют хорошую сопротивляемость к коррозии. Жаропонижающую сталь используют в производстве многих материалов, оборудования, например, паротурбинного или газового. То есть применение жаропрочной стали нужно для оборудования, которое работает при температуре свыше 400°С.

Например, коррозионностойкие металлы в своем составе имеют свыше 12% хрома. Такой показатель позволяет сплавы использовать для производства продукции, которая в дальнейшем будет использована в коррозионных средах. К таким антикоррозионным средам можно отнести – иглы, лопатки турбин, карбюраторные иглы, трубы, компоненты гидравлической аппаратуры и другие аналоги. Коррозионную сталь можно условно разделить на мартенситно-стареющую, астеничную, ферритную и мартенситную.

Если рассматривать износостойкие сплавы, то они бывают высоколегированными. В них содержится малое количество углерода. Свое применение такие сплавы нашли в лопастях насосного оборудования, дробилках и траков. Они очень стойкие по отношению к механическому воздействию и изнашиванию, а также к коррозии.

У пружинных сталей завышенный предел прочности, упругости, пластичности и вязкости. Они подразделяются на среднеуглеродные и низколегированные. Такая сталь идет на изготовление рессоров и пружин.

Сплавы автоматные, которые считаются качественной конструктивной сталью своем составе содержат марганец, фосфор, серу и углерод. У них прекрасные физические и химические свойства. Они в разы увеличиваются при легировании их свинцом, селеном и кальцием. Свое применение такая сталь нашла в автомобильных деталях (шпильки, болты, шайбы и гайки).

Какие марки металла используются в зданиях из конструкционной стали?

Конструкционная сталь – один из наиболее широко используемых материалов в коммерческом и промышленном строительстве. Как придешь?

Обладая высокой прочностью, хорошей обрабатываемостью и высокой пластичностью, конструкционный стальной лист является безопасным и экономичным строительным материалом, который служит основой зданий из конструкционной стали. В этой статье исследуются, что делает конструкционную сталь таким выгодным строительным материалом, различные типы конструкционной стали, а также различные типы металлов и их соответствующие свойства.

Что такое конструкционная сталь?

Конструкционная сталь – это универсальная углеродистая сталь. По весу конструкционная сталь имеет содержание углерода до 2,1%. Американское общество испытаний и материалов, ASTM International, устанавливает стандарты по составу и допускам на размеры для всех марок конструкционной стали.

Свяжитесь с нашей квалифицированной командой сейчас

Если вы хотите поговорить с квалифицированными экспертами, которым небезразличен ваш проект стальных конструкций, свяжитесь с нами сейчас. Kloeckner Metals сочетает в себе национальный охват с новейшими технологиями производства и обработки и самыми инновационными решениями для обслуживания клиентов.

Когда экономия веса и долговечность являются ключевыми факторами конструкции, вероятно, будут использоваться стальные листы. Помимо конструкционных стальных листов конструкционная сталь бывает разных форм, что позволяет использовать их для различных проектов.

Балки из конструкционной стали

Балки из конструкционной стали являются основой для тысяч жилых и коммерческих построек, каркасов автомобильных платформ, мостов и оснований машин. Универсальная, или двутавровая балка, имеет верх и низ, называемые полками (иногда – ножками).Часто эти фланцы сужаются. Средняя часть балки называется стенкой. Перегородка выдерживает тупую силу, а фланцы – изгибу.

Двутавровая балка

Двутавровая балка тяжелее универсальной двутавровой балки и имеет больший допуск по усилию. Их края не сужаются.

Тавровые балки

Тавровые балки имеют Т-образную форму, как универсальная балка, но без нижней полки. Отсутствие фланца делает Т-образную балку менее универсальной из-за более низкой прочности на разрыв. Поэтому их чаще используют в армировании.

Швеллеры из конструкционной стали

Швеллеры спроектированы как двутавровые балки, в которых полки разделены вертикально по стенке. Это создает одну плоскую грань с параллельными фланцами. Плоские поверхности позволяют прикручивать каналы к другим плоским поверхностям.

С-образные каналы

С-образные каналы имеют небольшой наклон на внутренней поверхности фланца. Обычно они не используются в качестве несущих балок первичного звена. Скорее, они обеспечивают большую структурную поддержку, наиболее полезную в качестве рам и распорок.

Несущие сваи

Несущие сваи похожи на двутавровые балки тем, что имеют одинаковую форму. Однако несущие сваи имеют одинаковую толщину по всем сечениям. В основном они используются для поддержки вертикальных нагрузок.

Н-сваи

Н-сваи часто закладывают в землю, чтобы обеспечить глубокую опору фундамента для надстроек.

Уголки из конструкционной стали

Уголки из конструкционной стали находят различное применение, начиная от повседневного использования – в стульях и каркасах кроватей – до складов и опор.Стальной уголок – это стальной стержень с L-образным поперечным сечением, образующим угол 90 градусов.

L-образные формы

L-образные формы могут иметь одинаковую или неравную длину ног. Оба отлично подходят для армирования.

Полый структурный профиль

Полый структурный профиль (HSS) означает высокопрочные сварные стальные трубы. Они выпускаются круглой, квадратной и прямоугольной формы и выдерживают разнонаправленную нагрузку. Как следует из названия, независимо от формы, средние части полые.

Важные атрибуты конструкционной стали

Важной для всех конструкций является их способность поглощать энергию. Существует три важных механических свойства, которые поддерживают широкую функциональность конструкционной стали:

Предел текучести

Предел текучести означает минимальное усилие, необходимое для достижения остаточной деформации. Предел текучести определяется испытанием на растяжение в первой точке отклонения от пропорциональности на кривой напряжения-деформации. Несущая сталь должна иметь предел текучести более 35 000 фунтов на квадратный дюйм.Стальной каркас и ненесущий материал имеют минимальное требование к пределу текучести 33 000 фунтов на квадратный дюйм.

Прочность на растяжение

Прочность на растяжение называется предельным или максимальным напряжением, которое материал может выдержать до необратимого разрушения. Если предел текучести – это первая точка, в которой материал постоянно изгибается, предел прочности на разрыв обозначает точку, в которой материал разрушается. Прочность на растяжение имеет размер силы на единицу площади, обычно выражаемый в фунтах на квадратный дюйм (psi).36 000–50 000 фунтов на квадратный дюйм считается обычным пределом прочности на разрыв для конструкционной стали, но может достигать 58 000–70 000 фунтов на квадратный дюйм.

Относительное удлинение

Относительное удлинение – это степень эластичности до разрыва. Чем выше прочность материала на разрыв, тем меньше он будет растягиваться под нагрузкой. Независимо от того, изгибается ли материал, растягивается или сжимается, удлинение будет точкой между пределом прочности на разрыв и пределом текучести и выражается в процентах от его исходной длины. Для неконструкционной стали не требуется относительное удлинение.

Выгодный строительный материал

Здания из конструкционной стали требуют определенных соображений конструктивности. Материалы прочные? Стабильный? Что будет с материалом при ударе из-за экстремальных погодных условий? Насколько экономически выгодно и легко работать со строительным материалом?

Конструкционная сталь удовлетворяет всем этим критериям использования.

Высокое отношение прочности к массе

Поскольку соотношение прочности к массе показывает, насколько полезен материал для его веса, при оценке использования для строительства, как правило, уделяется приоритетное внимание высокому соотношению прочности к массе.Конструкционная сталь не только прочная, но и относительно легкая. Он известен своим соотношением высокой прочности и небольшого веса, что делает его более простым в использовании и более дешевым по сравнению с другими металлами.

Хорошая обрабатываемость

Еще одно преимущество конструкционной стали – хорошая обрабатываемость. Свободный обрабатывающий материал требует минимальной мощности для резки, его можно быстро разрезать, легко получить хорошую отделку и не изнашивать инструмент. Опять же, это упрощает проект по экономическим соображениям – экономия времени с минимальным риском повреждения и ремонта инструмента.

Пластичность

Особенно важным фактором при строительстве зданий является пластичность. Пластичность описывает способность материала вытягиваться или деформироваться без разрушения. В сейсмической инженерии термин «пластичность» используется для определения того, насколько хорошо здание выдерживает смещения, вызванные сотрясением земли. Итак, если вы хотите, чтобы здание было сейсмостойким, вам нужен материал, который имеет правильно детализированный стальной каркас со степенью упругости, которая позволит ему выдерживать большие деформации до начала разрушения (разрушения).При рассмотрении марок конструкционной стали имейте в виду, что увеличение содержания углерода увеличивает прочность, но снижает пластичность.

100% вторичная переработка

Знаете ли вы, что сталь является наиболее переработанным материалом в мире? Это еще одно явное преимущество стали. Сталь подлежит непрерывной переработке, а это означает, что ее можно перерабатывать бесконечно без ущерба для качества.

Рентабельность

Конструкционная сталь повышает ценность проекта за счет более низких начальных затрат и меньших рисков, чем другие строительные материалы.Простота использования, универсальность и соотношение прочности и веса означают более низкие затраты, которые имеют большое влияние на общую стоимость строительства.

Что такое тест Шарпи и почему он важен

Испытание на удар по Шарпи рассчитывает количество энергии, которое может быть поглощено конкретным материалом, таким как металлы, керамика и полимеры, и используется для оценки его разрушения. Это широко распространенный оценочный тест, показывающий относительную ударную вязкость и качество материала. Испытание на удар по Шарпи или маятник продолжает использоваться в качестве экономичного метода контроля качества и помогает определить, подходит ли материал для данного проекта.

Это испытание заключается в ударе молотком по образцу с надрезом по маятниковому рычагу. Образец надежно удерживается на каждом конце, в то время как молоток ударяет напротив надреза. Измерение уменьшения движения плеча маятника указывает на поглощенную энергию. Важно отметить, что ударная вязкость материала может варьироваться в зависимости от ударов в условиях низких температур и дополнительных концентраторов напряжений, таких как зазубрины и трещины.

Какие типы конструкционной стали используются в зданиях из конструкционной стали?

A36

A36 – широко предпочтительная и универсальная низкоуглеродистая недорогая сталь, известная своим пределом текучести (36 000 фунтов на кв. Дюйм) и отличной обрабатываемостью.A36 может удлиняться примерно на 20% от своей исходной длины и обычно используется для колонн, балок, настилов и отделочных элементов. Хотя сталь A36 обладает хорошей пластичностью, она не используется для армирования.

A572

A572 – лист из высокопрочной низколегированной стали (HSLA). Эта свариваемая низколегированная конструкционная сталь имеет такой же предел текучести и прочности на разрыв, что и сталь A36, но лучше подходит для применений, требующих более высокого отношения прочности к весу. Без ущерба для прочности, A572 легче, чем аналог из углеродистой стали, что делает его отличным материалом для опор передачи, американских горок и мостов.

A588

Сталь A588 имеет предел текучести и предел прочности более 46 000 фунтов на квадратный дюйм, что выше, чем у A36 и A572. Обладая аналогичным удлинением, A588 отличается превосходной стойкостью к атмосферной коррозии, что обеспечивает более длительный срок службы. Таким образом, A588 отвечает особым потребностям отраслей, требующих наружных решений.

A514

A514 – это закаленная и отпущенная легированная сталь с пределом текучести 100 000 фунтов на квадратный дюйм и относительным удлинением от 16 до 18%. A514 – это конструкционная сталь с высокими эксплуатационными характеристиками, обеспечивающая хорошую свариваемость и вязкость при низких температурах окружающей среды.В первую очередь, A514 используется для поддержки тяжелых грузов в кранах и других машинах с высоким износом.

Что такое распад конструкционной стали в зданиях из конструкционной стали?

Примерно 25% зданий построено из конструкционной стали. Это могут быть стальные каркасы, балки, колонны, стержни и плиты. Теперь вы знаете почему!

Свяжитесь с нашей квалифицированной командой сейчас

Если вы хотите поговорить с квалифицированными экспертами, которым небезразличен ваш проект стальных конструкций, свяжитесь с нами сейчас.Kloeckner Metals сочетает в себе национальный охват с новейшими технологиями производства и обработки и самыми инновационными решениями для обслуживания клиентов.

Что такое конструкционная сталь? – Bright Hub Engineering

Что такое Конструкционная сталь

Конструкционная сталь – это категория конструкционной стали

риал, которая производится с определенным поперечным сечением или формой, а также с определенными значениями прочности и химического состава. Состав конструкционной стали, прочность, размер, форма, прочность и хранение контролируются в большинстве развитых стран.Слово конструкционная сталь включает широкий спектр низкоуглеродистых и марганцевых сталей, которые в большом количестве используются в гражданском и морском машиностроении. Многие конструкционные стали также содержат незначительные количества значительных добавок других элементов, таких как Nb, V, Ti и Al. Это высокопрочные низколегированные или микролегированные стали. Конструкционные стали производятся в виде профилей и листов и обычно используются в мостах, зданиях, судах и трубопроводах.

Типы конструкционной стали

После железа наиболее важным элементом в стали является углерод.Увеличение вагона

бон производит материалы с высокой прочностью и низкой пластичностью. Методы, используемые для производства стали, включают компьютеризированный анализ напряжений, прецизионный анализ напряжений и инновационные соединения. Обычно используются такие типы конструкционных стальных профилей, как балки, швеллеры, полоски и уголки. Основные виды конструкционной стали обычно классифицируются в соответствии с указанными ниже категориями химического состава:

• Углеродисто-марганцевые стали: основными химическими ингредиентами являются железо, углерод и марганец.Обычно их называют мягкой конструкционной сталью или углеродистой сталью. Прочность и пластичность высоки, поэтому экономичность широко используется. Самая известная категория среди этого типа – класс ASTM A36.

• Высокопрочные низколегированные стали: это недавняя разработка в сталелитейной промышленности. Добавляются химические элементы для повышения прочности. Обычно используется тип A572 по ASTM.

• Высокопрочные закаленные и отпущенные легированные стали: они используются в конструкционных целях и обычно имеют марку ASTM A514.

Огнестойкость конструкционной стали

Рейтинг огнестойкости определяется временем, затраченным на сталь

e, которая проходит испытания на достижение температуры, установленной стандартом. Конструкционная сталь нуждается во внешней изоляции, которая также называется огнестойкой, чтобы предотвратить порчу стали в случае пожара. При нагревании сталь расширяется и становится мягче, и в конечном итоге структурная целостность теряется. При наличии достаточного количества энергии сталь также может плавиться.Скорость передачи тепла стали можно снизить за счет использования огнезащитных материалов. В то время как бетонные конструкции могут противостоять огню без дополнительной противопожарной защиты, бетон может разрушаться, особенно при высоком содержании влаги. Противопожарная защита обычно используется в туннелях и местах, где существует вероятность возникновения углеводородного пожара. Противопожарная защита включена для удовлетворения требований противопожарной защиты, которые необходимы в соответствии со строительными нормами.

В чем разница между конструкционной сталью и мягкой сталью?

Разница между конструкционной сталью и мягкой сталью в основном заключается в ее использовании.Есть и другие отличия, такие как содержание углерода, качество, гибкость, гибкость и ценообразование.

• Конструкционная сталь используется в качестве строительного материала, тогда как низкоуглеродистая сталь используется для различных небольших и крупных применений, таких как кузов транспортных средств, консервные банки для пищевых продуктов и строительные детали.
• Конструкционная сталь имеет более высокое содержание углерода по сравнению с мягкой сталью. Конструкционная сталь изготавливается с помощью тепла и механических препаратов, в то время как из мягкой стали можно формовать явные конструкции с помощью станков, формовочных станков и расточных станков.
• Конструкционная сталь может содержать только железо и углерод, в некоторых случаях доступны дополнительные металлы, такие как марганец, кремний, алюминий, никель, медь и т. Д. В случае мягкой стали углерод доступен наряду с марганцем, кремнием и серой.
• Низкоуглеродистая сталь, часто классифицируемая по содержанию углерода, на самом деле является высокоуглеродистой сталью, которая часто используется для сборки режущих устройств и улавливает пыль. В результате его слабости и твердости шарниров он часто используется для разработки, так же как конструкционные стальные конструкции из-за его сходства с инструментами и сваркой.

Легированная сталь на данный момент является одной из наиболее широко используемых, однако это также зависит от причины, по которой конкретный вид стали будет служить. Например, когда дело доходит до изготовления автомобилей и деталей самолетов, хромистая сталь используется регулярно из-за ее качества, твердости и гибкости. Конструкционная сталь – это класс стали, используемой для изготовления материалов различного профиля. Многие профили из конструкционной стали выглядят как удлиненная колонна, имеющая профиль определенной поперечной площади.Химический состав конструкционной стали, формы, размеры, механические свойства, такие как методы хранения, прочность и т. Д., Регулируются стандартами в большинстве промышленно развитых стран. Большинство профилей из конструкционной стали, например двутавровые стойки, имеют высокие секундные снимки области, что означает, что они чрезвычайно устойчивы в отношении площади их поперечного сечения и, таким образом, могут выдерживать высокую нагрузку без чрезмерного свисания. Рейтинг огнестойкости определяется для стали, которая пытается достичь температуры, установленной стандартом.Конструкционная сталь нуждается в внешней защите, которая также называется изоляционной, чтобы предотвратить гниение стали в случае пожара. При нагревании сталь растет и становится мягче, наконец, теряется основная надежность.

Если подать достаточно энергии, сталь также может плавиться. Скорость передачи тепла стали можно уменьшить за счет использования изоляционных материалов. В то время как твердые конструкции могут иметь возможность противостоять пожару без дополнительной изоляции, цемент может развалиться, особенно при высоком содержании влаги.Изоляция регулярно используется в проходах и местах, где возможно возникновение углеводородного пожара. Изоляция консолидирована для удовлетворения основных требований пожарной безопасности, которые являются основополагающими согласно строительным законам. Низкоуглеродистая сталь не является комбинированной сталью и, таким образом, не содержит большого количества различных компонентов, кроме железа; вы не найдете огромных количеств хрома, молибдена или других легирующих компонентов в мягкой стали. Поскольку в нем обычно низкое содержание углерода и легирующих компонентов, он имеет несколько свойств, которые отличают его от более углеродистых и сложных сталей.Низкоуглеродистая сталь производится аналогично другим углеродистым сталям. Одна из основных стратегий – это смесь железа и угля, размягченная вместе в ударном нагревателе, в этой точке приобретающая прямоугольную форму. К этому моменту горячая прокатка или холодное волочение будут привычны для доведения низкоуглеродистой стали до идеального размера.

Steeloncall

27 марта, 2020

Улучшение механических свойств конструкционной углеродистой стали путем двухфазной термообработки

1.

Lankford, W.T., Jr. et al: Производство, формирование и обработка стали, USS, 10-е изд., Publ. AISE (1985), стр. 1264.

2.

Имамура Дж. И Фурукава Т .: «Разработка высокопрочных двухфазных стальных листов», Технический отчет Nippon Steel № 10, ноябрь (1977).

3.

Фурукава, Т .: «Двухфазные листовые стали для автомобильной промышленности», Metals Progress, декабрь (1979), стр. 36–39.

4.

Тамура И., Томата Ю., Акао А. и Ямаоха Ю.: «О прочности и пластичности двухфазных сплавов железа», Пер. ISIJ, Vol. 13 (1973), стр. 283–296

Google ученый

5.

Рамос, Л.Ф., Мэтлок, Д.К. и Краусс, Г.: «О деформационном поведении двухфазных сталей», Metall. Пер. , т. 10A (1979), стр. 259–261.

CAS Google ученый

6.

Ким, Н.Дж. и Томас, Г.: «Влияние морфологии на механическое поведение двухфазного Fe / 2Si / 0.Сталь 10С », Металл. Пер. , т. 12A (1981), стр. 483–489.

Google ученый

7.

Speich, G.R. и Миллер Р.Л .: «Механические свойства ферритно-мартенситных сталей», Структура и свойства двухфазных сталей, Proc. Ежегодное собрание AIME, Новый Орлеан, февраль (1979 г.), стр. 145–162.

8.

Рашид М.С.: «GM 980X – уникальная высокопрочная листовая сталь с превосходной формуемостью», препринт SAE № 760206 к февральскому совещанию (1976 г.).

9.

Burcher, J.H. и Гамбург, Е.Г .: «Высокопрочный формуемый стальной лист», препринт SAE № 770164 для собрания, февраль (1977 г.).

10.

Дэвис Р.Г .: «Влияние состава и содержания мартенсита на свойства двухфазных сталей», Metall. Пер. , т. 9A (1978), стр. 671–676.

CAS Google ученый

11.

Кунио Т. и Сузуки Х .: «Влияние комбинированного микроструктурного размера на разрушение при растяжении двухфазных углеродистых сталей», Proc.4-й Int. Конф. на переломе, Ватерлоо, Vol. 2 (1977), стр. 23–32.

Google ученый

12.

Дэвис Р.Г .: «Влияние Si и P на механические свойства как ферритных, так и двухфазных сталей», Metall. Пер. , т. 10A (1979), стр. 113–118.

CAS Google ученый

13.

Leslie, W.C. и Собер, Р.Дж .: «Прочность феррита и мартенсита в зависимости от состава, температуры и скорости деформации», Trans.ASM , т. 60 (1967), стр. 459–484.

CAS Google ученый

14.

Дэвис Р.Г .: «Механические свойства структур с нулевым углеродным ферритом и мартенситом», Metall. Пер. , т. 9A (1978), стр. 451–455.

CAS Google ученый

15.

Дэвис Р.Г .: «Влияние состава и содержания мартенсита на свойства двухфазных сталей», Metall.Пер. , т. 9а (1978), стр. 671–676.

CAS Google ученый

16.

Дэвис Р.Г .: «Деформационное поведение двухфазной стали, упрочненной ванадием», Metall. Пер. , т. 9A (1978), стр. 41–52.

CAS Google ученый

17.

Pickering, F.B .: The Basic Quantitative Metallurgy , Publ. Inst. Встретились. Tech., Лондон (1976).

Google ученый

18.

Шпайх Р.Г., Демарест В.А. и Миллер Р.Л .: «Образование аустенита во время межкритического отжига двухфазных сталей», Metall. Пер. , т. 12A (1981), стр. 1419–1428.

Google ученый

3 разновидности стали, используемой для строительства

Сталь

, как известно, дала структуру, которую не может сделать никто другой, когда дело доходит до строительства. Прочность и эффективность, которые обеспечивает сталь, не сравнятся с деревом или бетоном.Сталь все чаще используется в строительстве, и люди предпочитают сталь из-за ее различных преимуществ. Стальные здания также строятся с использованием различных каркасов, например, с прозрачным пролетом, модульных, односкатных и т. Д. Благодаря тому, что сталь намного проще и требует меньше времени, когда дело доходит до строительства, наряду с множеством других факторов, которые оказались полезными В наши дни сталь стала самым популярным способом строительства зданий.

Известно, что стальные здания имеют более высокое сопротивление из-за своей прочности, а стальные конструкции не стоят столько, сколько обычно стоят бетонные или деревянные.Важно отметить, что использование стали в строительстве по сравнению с деревом дает различные преимущества, и из-за большого количества мест, которые начинают склоняться к использованию стали из-за ее многочисленных преимуществ, это стало ужасно распространенным явлением. Стальные конструкции также безопасны для окружающей среды и могут противостоять стихийным бедствиям, таким как землетрясения. Зная об этих полезных свойствах стальных конструкций зданий, давайте продолжим и рассмотрим наиболее распространенные типы стали, используемые в строительстве.

1.Обычная углеродистая сталь или низкоуглеродистая сталь

Это наиболее распространенный вид стали, которая используется в строительстве, также известная как низкоуглеродистая сталь. Он невероятно прочен и долговечен, а также обеспечивает надежную конструкцию. Благодаря прочности, которую обеспечивает углеродистая сталь, она очень полезна в зданиях и зарекомендовала себя как большое преимущество. Он не трескается при изгибе, он очень гибкий, пластичный и пластичный, а также тот факт, что он может выдерживать такие бедствия, как землетрясения, не вызывая трещин в стали.Это наиболее выгодный фактор углеродистой стали. Стальное здание вряд ли когда-либо подвержено обрушению или разрушению в какой-либо форме. Он может противостоять любым бедствиям и достаточно силен, чтобы не треснуть, что, в свою очередь, может спасти находящихся в нем людей. Другие строительные материалы могут легко разрушиться или сломаться, но сталь – нет, а углеродистая сталь очень прочна, чтобы выдержать любые серьезные проблемы. Низкоуглеродистая сталь состоит приблизительно из 0,05% -0,25% углерода. Этот тип стали имеет два предела текучести. С низкоуглеродистой сталью проще обращаться из-за ее способности обрабатывать два предела текучести, при этом первый предел текучести немного выше, чем второй, более низкий предел текучести.Низкоуглеродистая сталь имеет плотность 7,85 г / см. Благодаря своей свариваемости прочная углеродистая сталь выше, чем у любой другой. Тем не менее, противопожарная защита очень важна в стальном здании, и о ней нужно позаботиться должным образом. В остальном стальная конструкция не вызывает никаких проблем.

2. Стальная арматура

Более известный как арматурная сталь, этот тип стали используется в качестве натяжного устройства для железобетонных или каменных конструкций. Он изготовлен из углеродистой стали с выступами для механического закрепления в бетоне.Он удерживает бетон при сжатии, и он доступен в различных типах марок, которые обычно встречаются с различными характеристиками по пределу текучести, жизненному пределу прочности на разрыв, химическому составу и проценту удлинения. Он обеспечивает сопротивление, долговечность и эстетическое сопротивление с местным сопротивлением и жесткостью, которые распространяются на большую площадь, в которой обычно не используются другие типы стали. Он обладает огромным потенциалом расширения и поставляется в различных размерах в зависимости от страны и конструкции.Благодаря своей тенденции к вторичной переработке арматура оказалась очень полезной. Марки и спецификации предусматривают различные типы арматуры, например, для армирования бетона используется простая стальная проволока, помимо стальных стержней с эпоксидным покрытием для армирования, гладких стержней и деформированных стержней из рельсовой стали, стальных стержней и стержней с цинковым покрытием, низколегированная сталь, нержавеющая сталь, аксельная сталь, сварная деформированная сталь, сварные маты из деформированной стали, стержни из хромистой, низкоуглеродистой стали и т. д.

3.Конструкционная сталь

Профили из конструкционной стали изготавливаются из этой стали, которая формируется с точным поперечным сечением, в то же время она соответствует определенным стандартам механических свойств и химического состава. Конструкционная сталь бывает различных форм, таких как двутавровая балка, форма Z, форма HSS, форма L (угол), структурный канал (C-образная балка, поперечное сечение), T-образная форма, профиль рельса, стержень, стержень, пластина, открытая балка стенки. сталь и т. д. Стандартные конструкционные стали в разных странах различаются по спецификациям.Например, европейский двутавр – Euronorm 19-57; конструкционная сталь в США производится из углеродистой, низколегированной, коррозионно-стойкой, высокопрочной, низколегированной, закаленной и отпущенной легированной стали и т. д. Конструкционная сталь является пластичной, прочной, долговечной, и ей можно придать практически любую форму в зависимости от конструкции; его можно построить практически сразу же, как только он будет получен на строительной площадке. Конструкционная сталь сама по себе является огнестойкой, но должна быть предусмотрена противопожарная защита на случай, если существует вероятность ее нагрева до точки, при которой она начинает терять свою прочность.Когда дело доходит до конструкционной стали, необходимо предотвращать коррозию, но известно, что высокие здания выдерживают различные виды бедствий, когда строятся из конструкционной стали.

Стальные конструкции набирают популярность во всем мире, и каждый регион на протяжении многих лет извлекал выгоду из стали. Многие из величайших архитектурных чудес были построены с использованием стали, будь то конструкционная, углеродистая или арматурная, помимо всех других типов стали, которые используются для строительства зданий.Самое главное, что использование стали обеспечивает большую экологичность, чем другие способы строительства, и только благодаря этому фактору ей отдается большее предпочтение. Принимая во внимание количество прекрасных построек, сталь оказалась весьма выгодной. С ростом использования стали в строительстве нет сомнений в том, что в ближайшем будущем она возьмет на себя всю строительную отрасль.

Углеродное волокно против стали | Элемент 6 Композиты

Сталь

уже давно используется для создания прочных, долговечных и жестких конструкций.Углеродное волокно – относительно недавнее дополнение к конструкционным материалам, но его свойства впечатляют и уникальны. Ниже приводится разбивка свойств этих двух материалов и некоторые примеры отраслей, которые переходят на углеродное волокно.

Что такое углеродное волокно?

Углеродное волокно состоит из углерода, встречающегося в природе элемента, и имеет высокую прочность на разрыв благодаря своей кристаллической структуре. Он используется для изготовления высокопрочных, легких композитных деталей с волокном, заключенным в полимерную матрицу.Физика углерода делает его очень прочным и невероятно жестким. Модуль упругости (измерение сопротивления материала деформации) углеродных волокон составляет 150-760 гигапаскалей (ГПа). Широкий диапазон обусловлен тем, что производственный процесс может быть изменен с учетом жесткости и прочности. Прочность на разрыв углеродного волокна – одна из самых высоких среди доступных материалов. Хотя многие материалы, включая сталь, могут иметь высокую жесткость и предел прочности на разрыв, реальными преимуществами углеродного волокна являются его отношение прочности к весу и отношение жесткости к весу из-за его низкой плотности (около 1.6 г / см ³⁾ . Это позволяет материалам из углеродного волокна иметь высокую прочность на разрыв при небольшом весе. Таким образом, он является идеальным кандидатом для промышленного применения, например:

• Робототехника
• Метрология
• Наземные транспортные средства
• Ветровые турбины

Во многих из этих приложений более тяжелые материалы потребляют больше энергии, вызывают больший износ с течением времени и / или делают конструкцию с высокими эксплуатационными характеристиками трудной или невозможной.

Чем отличается сталь?

Сталь

долгое время была популярным материалом из-за ее высокого модуля упругости, составляющего около 200 ГПа.Эта жесткость и ее относительное изобилие сделали его повсеместным материалом для производства. Но при плотности около 8 г / см ³ его вес может быть очень тяжелым для машин, которые он предназначен для усиления. Это примерно в 5 раз больше веса материалов из углеродного волокна, которые обеспечивают такую ​​же или лучшую жесткость.

Какие общие области применения углеродного волокна?

Углеродное волокно может использоваться для производства самых разных продуктов. Все, что должно быть жестким и легким, является идеальным кандидатом на роль композитных материалов из углеродного волокна.Это популярные варианты чехлов для телефонов, поскольку они обеспечивают высокий уровень защиты от повреждений. Они все чаще используются в беспилотных летательных аппаратах и ​​беспилотных летательных аппаратах (БПЛА), где небольшой вес способствует более легкой конструкции и большей полезной нагрузке. В автомобильной промышленности новые достижения в технологии углеродного волокна могут снизить вес автомобиля почти вдвое. Кроме того, углеродное волокно не подвержено тепловому расширению стали или алюминия. Медицинские столы для визуализации выигрывают от прочности и жесткости углеродного волокна, сохраняя критические размеры под нагрузкой без разрушения со временем, даже после высоких доз рентгеновского и гамма-излучения.

Насколько легко резать углеродное волокно по сравнению со сталью?

Углеродное волокно резать легче, чем сталь. Его небольшой вес облегчает обращение с ним, а вращающиеся колеса или пилы с алмазными или карбид-вольфрамовыми лезвиями легко режут композит из углеродного волокна и упрощают создание прототипов.

Хотя сталь является надежным материалом, постоянный прогресс в производстве углеродного волокна делает этот материал постоянно развивающимся источником инноваций. Создайте прототип из углеродного волокна с помощью композитов Element 6 и воплотите свой дизайн в жизнь.

8 видов стали, используемых в строительстве

Сталь

– это обычный строительный материал, в основном из-за ее долговечности и высокой прочности. Относительно низкая стоимость стали в сочетании с ее высокой прочностью на растяжение сделали ее популярным материалом для инженеров-строителей.

Типы стали, используемые в строительстве, часто различаются в зависимости от характера строительного проекта. Однако основные типы включают конструкционную сталь, арматурную сталь, легированную сталь, углеродистую сталь, легкую сталь, инструментальную сталь и атмосферостойкую сталь.

Хотите узнать больше об основных типах стали, используемых в строительстве? Читайте дальше, мы обсудим все, что вам нужно знать о стали и ее различных применениях в строительных проектах.

1. Стальная арматура

Арматура, также известная как арматурная сталь, представляет собой сетку из стальной проволоки или стального стержня. Этот тип стали используется в каменных конструкциях и железобетоне для обеспечения дополнительной прочности, выдерживающей давление нагрузки. Поверхность арматурного стержня часто имеет узор для улучшения качества сцепления с бетоном.

Арматура

широко используется в строительстве для придания бетону положительных свойств. Например, бетон, несмотря на то, что он силен на сжатие, обычно слаб на растяжение. Следовательно, при тщательной заливке арматуры в бетон общая прочность на растяжение увеличивается, что позволяет выдерживать большие растягивающие нагрузки.

Сталь

обычно предпочтительнее в качестве арматуры при работе с бетоном из-за ее почти одинакового коэффициента теплового расширения, что означает, что конструкция не прогибается или не ослабевает при повышении общего уровня температуры.

Применение стальной арматуры

• Первичное армирование: Арматура – важнейший строительный материал, используемый для обеспечения поддержки и сопротивления расчетным нагрузкам. Существуют различные типы арматурной стали, каждый из которых добавляет уникальные свойства в зависимости от характера конструкции.
• Вторичная арматура: Арматура также имеет жизненно важное значение для снижения вероятности растрескивания и нейтрализации рисков температурных напряжений. Это позволяет конструкции оставаться прочной, а также увеличивает ее общий срок службы.
• Обеспечивают сопротивление: Арматурный стержень функционирует, распределяя сосредоточенные нагрузки по большей площади, что помогает поддерживать структурную целостность здания или моста. Для конструкций с более высокими статическими и динамическими нагрузками требуется больше арматуры по сравнению с конструкциями меньшего размера с меньшим весом.
• Армированная кладка: Некоторые кирпичи и блоки для каменной кладки включают в себя стратегически измеренные пустоты, предназначенные для размещения арматуры. После фиксации с помощью цементного раствора арматурный стержень позволяет блокам и кирпичам выдерживать большие растягивающие нагрузки.

Преимущества стальной арматуры

Отлично предотвращает образование трещин Арматурная сталь

является важнейшим компонентом конструкций, требующих высокой прочности на разрыв. Когда бетон заливается без надлежащей опоры посередине, высока вероятность появления трещин из-за повышенного напряжения. Размещение арматуры помогает поглощать и распределять напряжение растяжения, тем самым снижая вероятность появления трещин или поломки.

Идеально подходит для проектов средней и малой толщины

Хотя арматурная сталь может использоваться в больших конструкциях, она также может пригодиться при использовании в небольших проектах, таких как проезды или полы в гаражах.Толстый бетон не является предпочтительным в небольших строительных проектах, что объясняет, почему арматура часто используется для дополнительной поддержки уменьшенного количества бетона, заливаемого в таких проектах.

Таким образом, при размещении арматурной стали полученный бетон может выдерживать повышенные нагрузки на сжатие и растяжение, сохраняя при этом тонкий профиль. Это также позволяет увеличить экономию, поскольку общее количество необходимого бетона значительно уменьшается при использовании арматуры.

Прочный и прочный Арматура из нержавеющей стали

является одним из самых прочных видов стали и может выдерживать многократные злоупотребления и истирание во время строительных работ.Способность арматуры создавать прочные и гладкие связи с бетоном делает ее идеальной для армирования.

Арматура

может использоваться повторно, но ее также можно переплавлять, перенаправлять и перерабатывать, что способствует экологичному строительству.

2. Легированная сталь

Легированные стали

получают, когда углеродистая сталь комбинируется с одним или несколькими легирующими элементами, такими как марганец, никель, медь, титан, алюминий и хром. Легирующие элементы обычно добавляют для получения благоприятных свойств, повышающих конструктивную ценность углеродистой стали.

При производстве легированной стали элементы обычно добавляют в различных комбинациях или пропорциях в зависимости от характера конструкции. Некоторые сплавы помогают повысить твердость, коррозионную стойкость, общую прочность, пластичность и свариваемость стали.

Для строительных проектов в основном предпочтительны легированные стали из-за их повышенной коррозионной стойкости и способности к упрочнению. Кроме того, легированные стали прекрасно способны сохранять свою общую прочность и твердость с течением времени.

Основные легирующие элементы и их влияние

• Хром: Один из самых популярных легирующих элементов. Хром является предпочтительным из-за его способности повышать твердость, ударную вязкость и износостойкость стали.
• Марганец: При использовании в качестве легирующего элемента марганец улучшает общую устойчивость к деформации, ударам и ударам.
• Никель: Известно, что повышает общую коррозионную стойкость стали. Никель также используется для повышения ударной вязкости и прочности стали.
• Вольфрам: Еще один легирующий элемент, который, как известно, увеличивает зернистую структуру и твердость стали, а также обеспечивает повышенную термостойкость.
• Хром-ванадий: Этот легирующий элемент идеально подходит для повышения общей прочности стали на растяжение. Это делает конечный продукт твердым, но легко режется и сгибается.

Преимущества легированной стали

• Высокая прочность на разрыв: По сравнению с мягкой сталью стержни из легированной стали имеют высокий предел прочности на разрыв и сжимаемость.Легированная сталь обычно меньше по размеру, чем большинство сортов стали, что увеличивает ее универсальность при использовании в строительных проектах.
• Коррозионная стойкость: Поскольку легированная сталь производится из углеродистой стали с другими легирующими элементами, можно повысить ее общую коррозионную стойкость. Такие элементы, как никель и хром, помогают формировать прочные и долговечные легированные стали.
• Повышенная ударная вязкость: Благодаря термической обработке легирующие элементы могут сделать сталь более прочной и устойчивой к большим нагрузкам.Более прочная сталь означает более прочную конструкцию зданий.

3. Углеродистая сталь

Как следует из названия, углеродистая сталь – это сталь с более высокой концентрацией углерода, чем другие типы стали. Содержание углерода в этом типе стали может достигать 2,5%, что значительно увеличивает прочность стали, что делает ее идеальной для тяжелых конструкций.

Основные виды углеродистой стали

• Мягкая сталь (низкоуглеродистая сталь): Углеродистая сталь этого типа содержит 0.Содержание углерода составляет 04% -0,30%. Может быть различной формы – от плоских листов до несущих балок. В мягкую сталь могут быть добавлены другие элементы в зависимости от желаемых свойств. Несмотря на свою прочность, низкоуглеродистая сталь также очень гибкая, что предотвращает ее растрескивание при изгибе. Он может выдерживать большие сейсмические колебания, что делает его идеальным для сейсмоопасных районов.
• Среднеуглеродистая сталь: Этот тип стали содержит больше углерода по сравнению с мягкой сталью. Более высокая концентрация углерода делает эту сталь прочнее, чем низкоуглеродистую сталь.Однако формовать, резать и сваривать труднее. Среднеуглеродистая сталь обычно используется для изготовления коленчатых валов, термообработанных деталей машин, осей и винтов.
• Высокоуглеродистая сталь: Высокоуглеродистая сталь также называется «углеродистой инструментальной сталью» из-за ее твердости. Повышенное содержание углерода затрудняет резку, сгибание и сварку, поэтому его предпочитают использовать в производстве инструментов, таких как молотки, отвертки, канатная проволока, кромочные инструменты и высокопрочные пружины.

Преимущества углеродистой стали

• Доступность в различных формах: Углеродистая сталь доступна в виде низкоуглеродистой, среднеуглеродистой и высокоуглеродистой стали.Широкий выбор вариантов делает углеродистую сталь идеальной для различных строительных проектов.
• Прочность и долговечность: Углеродистая сталь относится к типу стали с самым высоким содержанием углерода и отличается прочностью и долговечностью. Высокое содержание углерода делает изделия из углеродистой стали более прочными по сравнению с изделиями из низкоуглеродистой стали.
• Атмосферостойкость: Углеродистая сталь – отличный материал для строительства домов, устойчивых к землетрясениям, торнадо, ураганам и пожарам.
• Экономичный: Не так много металлов может сравниться с углеродистой сталью, когда дело касается доступности и универсальности. Углеродистая сталь очень универсальна и может использоваться вместо других более дорогих материалов, от использования в крупных конструктивных элементах до изготовления инструментов и даже труб.

4. Нержавеющая сталь

Нержавеющая сталь – это стальной сплав с повышенной устойчивостью к коррозии и атмосферным воздействиям по сравнению с легированной или углеродистой сталью. Некоторые из общих ингредиентов, используемых в нержавеющей стали, включают хром, молибден или никель.

Высокое содержание хрома придает нержавеющей стали впечатляющие антикоррозионные свойства. Это связано с тем, что хром способствует образованию оксида хрома, шероховатой пленки, которая улучшает коррозионно-стойкие свойства стали.

Преимущества нержавеющей стали

• Долговечность: Нержавеющая сталь долговечна благодаря своим антикоррозионным свойствам и способности противостоять ржавчине даже в кислой или щелочной среде. Содержание хрома играет важную роль в определении коррозионно-стойких свойств нержавеющей стали.Для щелочной или кислой среды рекомендуется использовать нержавеющую сталь с высоким содержанием хрома.
• Термостойкость: Нержавеющая сталь устойчива к экстремальным температурам, что делает ее популярным вариантом для использования в котлах, теплообменниках и клапанах, а также в других областях, требующих высоких уровней нагрева.
• Высокое отношение прочности к массе: Использование более высоких марок нержавеющей стали позволяет инженерам-строителям извлечь выгоду из отношения прочности стали к массе, что означает использование меньшего количества материала, чем для других металлов.
• Пластичность: Нержавеющая сталь очень пластичная и поэтому лучше реагирует на сейсмические колебания, чем другие строительные материалы, такие как бетон. Его общая прочность и долговечность объясняют его использование в основных конструктивных элементах, таких как системы подвески и палубы.
• Вторичная переработка: Нержавеющая сталь обычно производится путем переплавки лома с соответствующими стальными сплавами. Возможность повторно использовать и перерабатывать сталь делает ее экологически чистым материалом для использования в строительстве.
• Улучшает общий вид: Нержавеющая сталь не только устойчива к коррозии и ржавчине, но и имеет блестящий внешний вид, подчеркивающий красоту конструкции в целом. Нержавеющую сталь также легко полировать и обслуживать, что делает ее идеальной для использования в строительстве.

5. Конструкционная сталь

Конструкционная сталь – это сталь, производимая с определенной формой или поперечным сечением, с определенным химическим составом и значениями прочности. В большинстве промышленно развитых стран обычно контролируются состав, прочность, размер и форма конструкционной стали.

Конструкционная сталь может быть легко преобразована в различные формы, включая L-образную, двутавровую, Т-образную и Z-образную формы, а также другие формы. В высотных зданиях в значительной степени используется конструкционная сталь, но она также является отличным вариантом для легких строительных работ.

Преимущества конструкционной стали

• Прочность: Конструкционная сталь известна своей вязкостью, высокой прочностью и пластичностью. Его благоприятные свойства делают его одним из наиболее часто используемых строительных материалов как для больших, так и для небольших проектов.
• Конструктивность: Конструкционная сталь отличается высокой конструктивностью. Его можно сваривать или скреплять болтами в строительстве и сразу же использовать, в отличие от бетона, который необходимо выдерживать в течение нескольких дней.
• Коррозионная стойкость: Основные типы конструкционной стали, используемые в строительстве, обычно устойчивы к воде и коррозии, особенно при установке в кислой или щелочной среде.
• Доступность: Поскольку конструкционная сталь от природы более прочная, она, вероятно, прослужит дольше, чем другие материалы, и, следовательно, окупит первоначальные вложения (обычно высокие).
• Перерабатываемые и повторно используемые: Конструкционная сталь способствует экологичному строительству, поскольку ее можно легко повторно использовать и перерабатывать. Легко настраиваемые свойства конструкционной стали означают, что ее можно использовать в различных целях при обрушении конструкций.

6. Инструментальная сталь

Инструментальная сталь

– еще один вид стали, используемой в строительстве. Однако этот вид стали в основном используется для изготовления инструментов, что по-прежнему имеет решающее значение в строительном бизнесе. Инструментальная сталь отличается способностью сохранять форму при высоких температурах, твердостью и стойкостью к истиранию.

Благодаря своей прочности инструментальная сталь обычно используется в различных инструментах, включая ножи, молотки, формы и тяжелые режущие инструменты.

Основные марки инструментальной стали

• Закалка в воде (класс W): Этот тип инструментальной стали обычно имеет высокое содержание углерода. Несмотря на свою доступность, инструментальная сталь марки W не идеальна для использования в условиях высоких температур. Этот сорт инструментальной стали требует закалки в воде и подвержен короблению и растрескиванию.Типичные области применения инструментальной стали W-Grade включают в себя тиснение, столовые приборы, развертки, режущие инструменты и ножи.
• Закалка на воздухе (класс A): Закалка инструментальной стали на воздухе имеет повышенное содержание хрома, что повышает коррозионную стойкость. Инструментальные стали этой марки обладают отличной обрабатываемостью и уникальным балансом прочности и износостойкости. Применение инструментальной стали класса A включает вырубку, производство ножей, гибку в штампе, оправки и другие области применения.
• Тип D (марки D): Инструментальная сталь типа D имеет высокое содержание хрома и углерода, что делает их прочными и устойчивыми к истиранию.Эти инструментальные стали обычно используются для производства различных типов ножей, среди прочего, таких как инструменты для полировки, вырубка, гибка в штампе, холодная обрезка и ротационные продольно-резательные станки.
• Типы ударопрочности (классы S): Эта инструментальная сталь предназначена для защиты от ударов при высоких или низких температурах. В нем не так много углерода, как в других инструментальных сталях, но его ударная вязкость делает его идеальным для использования в инструментах для нанесения ударов, кузнечных долотах и ​​деталях сцепления.
• Горячая обработка (классы H): Стали класса H обычно используются для резки материалов при сверхвысоких температурах.Они очень прочные и твердые, что позволяет легко резать другие металлы. Сорта H обычно используются в таких областях, как горячая штамповка, горячая экструзия и горячая обрезка.

7. Атмосферостойкая сталь

Этот уникальный тип стали содержит небольшое количество фосфора, меди, никеля, кремния и хрома. Использование вышеуказанных материалов позволяет стали, подвергшейся атмосферным воздействиям, образовывать защитный слой ржавчины после воздействия погодных условий, что, следовательно, устраняет необходимость в окраске.

Ржавчина, которая образуется при воздействии кислорода и влаги на сталь, подвергшуюся атмосферным воздействиям, действует как защитный слой, предотвращающий дальнейшую коррозию.Таким образом, слой ржавчины действует как щит, защищающий обветренную сталь от элементов, вызвавших ржавчину.

Преимущества погодоустойчивой стали

• Высокая прочность: Известно, что конструкции из атмосферостойкой стали служат долго благодаря свойствам основных компонентов. Долговечность и общая прочность атмосферостойкой стали делают ее идеальным вариантом для строительства мостов, каркасных конструкций и кровли.
• Низкие эксплуатационные расходы: Погодоустойчивая сталь не требует регулярного обслуживания.Как только будет сформирован устойчивый барьер для ржавчины, внутренние части стали будут защищены от постепенной ржавчины и коррозии. Мосты, построенные из атмосферостойкой стали, не требуют особого ухода и обычно достаточно прочны, чтобы выдержать бетонные мосты.
• Рентабельность: Использование погодоустойчивой стали позволяет сэкономить как в краткосрочной, так и в долгосрочной перспективе. Погодостойкая сталь относительно дешевле, чем большинство видов стали, что делает ее удобной в краткосрочной перспективе. Помимо низкой стоимости покупки, погодостойкая сталь не требует покраски или регулярного обслуживания, что снижает общие затраты на строительство.

8. Легкая сталь

Как следует из названия, этот вид стали отличается легкостью. Легкая сталь производится при холодной штамповке тонких материалов с получением профилей определенного сечения. Размеры сечений и формы профиля имеют тенденцию меняться, но обычно они достаточно прочные, чтобы избежать местного коробления и преждевременного разрушения.

Преимущества тонкой стали

• Легкая сталь проста в обращении: Этот тип стали можно формовать или обрабатывать в различных формах и формах, что позволяет быстро строить.Простота использования также делает его отличным вариантом для строительства в сфере здравоохранения и образования, для которого обычно требуются сжатые сроки завершения.
• Безопасность: По сравнению с более тяжелыми типами стали, легкая сталь имеет меньший вес и может переноситься по строительной площадке без риска получения травм в результате удара или переноски тяжелых грузов.
• Рентабельность: Легкая сталь проста в обращении и очень экологична благодаря своей доступности. Использование этого типа стали позволяет значительно сэкономить трудозатраты и материалы.

Завершение работы

Выбор лучшего типа стали для строительства зависит от характера проекта. Это связано с тем, что каждый тип стали имеет свои уникальные свойства, которые либо повышают ценность, либо ставят под угрозу структурную целостность здания.

Следовательно, чтобы убедиться, что используется правильный тип стали, очень важно изучить требования к прочности конструкции и другие потребности, такие как коррозионная стойкость, предел прочности на разрыв и пластичность. Учет этих факторов гарантирует, что в строительстве будет использоваться правильный тип стали.

Источники

.