Конструкционные стали

Горячекатаная сталь, поступающая с металлургических заводов в виде проката (прутки разного сечения, балки, лист, трубы и т.д.), наиболее применяемый материал для производства машин, станков, строительных металлоконструкций, предметов широкого потребления и т.д. Сталь в соответствии с ГОСТом должна отвечать определенным требованиям.

Сталь обычного качества имеет свойства, гарантируемые ГОСТ 380—94.

Если сталь используют для изделий, которые не подвергают горячей обработке (сварке, ковке и т. д.), то структура и свойства, которые сталь получила по выходе из прокатного цеха металлургического завода, сохраняются и у потребителя. В этом случае стали поставляют потребителю только по механическим свойствам. Химический состав не гарантируется.

Если сталь у потребителя будет подвергаться горячей обработке (ковке, штамповке и т.д.), то исходные структура и механические свойства не сохраняются. В данном случае для потребителя основное значение приобретает состав стали, так как им определятся режим горячей обработки и конечные механические свойства стальных изделий. В этом случае сталь поставляется потребителю только по химическому составу.

Если у потребителя сталь подвергается сварке, то в зоне теплового влияния сварного шва свойства металла изменяются и для потребителя важно знать химический состав стали, так как именно он будет определять свойства стали в этой зоне. Одновременно потребителю необходимо знать и исходные механические свойства металла, так как те части изделий, которые не подвергались тепловому влиянию сварного шва, сохраняют свои свойства. Металл в этом случае поставляется и по химическому составу, и по механическим свойствам одновременно.¹

На долю углеродистых сталей приходится 80% от общего объема. Это объясняется тем, что углеродистые стали дешевы и сочетают удовлетворительные механические свойства с хорошей обрабатываемостью резанием и давлением. При одинаковом содержании углерода по обрабатываемости резанием и давлением они значительно превосходят легированные стали. Однако углеродистые стали менее технологичны при термической обработке. Из-за высокой критической скорости закалки углеродистые стали охлаждают в воде, что выцзывает значительные деформации и коробление деталей. Кроме того, для получения одинаковой прочности с легированными сталями их следует подвергать отпуску при более низкой температуре, поэтому они сохраняют более высокие закалочные напряжения, снижающие конструкционную прочность.

Углеродистые конструкционные стали выпускают двух видов: обыкновенного качества и качественные.

В углеродистых сталях обыкновенного качества допускают повышенное содержание вредных примесей, а также газонасыщенность и загрязненность неметаллическими включениями, так как их выплавляют по нормам массовой технологии.²

В соответствии с ГОСТ 380—94 предусматривают поставку стали трех групп:

группа А — с гарантируемыми механическими свойствами (сталь не подвергается горячей обработке);

группа Б — с гарантируемым химическим составом (сталь подвергается горячей обработке);

группа В — с гарантируемыми механическими свойствами и химическим составом (для сварных конструкций).

Сталь группы А маркируется буквами Ст и номером 1, 2, 3 и т.д. Чем больше номер, тем выше прочность, но ниже пластичность. Если после марочного обозначения стоит «кп» — значит сталь кипящая; если стоит «пс» — сталь полуспокойная и если «сп», то сталь спокойная.

Сталь группы Б маркируется М, К, Б (что показывает способ производства — мартеновский, конверторный, бессемеровский). Состав стали общего назначения приведен в таблице.

Состав сталей общего назначения группы Б, %

Марка стали	С	Mn	S	P
МСт0 МСт1 МСт2 МСт3 МСт4 МСт5 МСт6 МСт7	≤0,23 0,06-0,12 0,09-0,15 0,14-0,22 0,18-0,27 0,28-0,37 0,38-0,49 0,50-0,62	─ 0,25-0,50 0,25-0,50 0,40-0,65 0,40-0,70 0,50-0,80 0,50-0,80 0,50-0,80	0,070 0,045 0,045 0,045 0,045 0,045 0,045 0,045	0,060 0,055 0,055 0,055 0,055 0,055 0,055 0,055

Сталь группы В (изготовляется мартеновским или конверторным способами) маркируется буквой В и цифрой. Сталь ВСт1 имеет механические свойства, как Ст1 , а химический состав, — как сталь МСт1кп. То же можно сказать и о стали ВСт2, ВСтЗ и т.д.

При температурах выше температуры начала перехода в хрупкое состояние сталь обладает высокой вязкостью и вполне надежна в любых условиях эксплуатации, при температурах ниже температуры конца перехода, т. е. когда излом полностью хрупкий, применять сталь нельзя ни при каких условиях³.