1.2. Номенклатура стали.

Даже беглое знакомство со СНиП [1] позволяет заметить обилие применяемых в строительстве марок стали. Более подробно с ними полезно познакомиться по учебной литературе. Здесь же рассмотрим только специфику отличий марок друг от друга.

Все разнообразие применяемых строителями марок можно разделить на две большие группы: углеродистые и легированные стали.

Углеродистые (или малоуглеродистые – содержание углерода до 0,3%, отсюда и обозначение ст.3) стали прежде всего отличает выраженная способность к текучести, к проявлению пластичности, см. рис. 1 кривая «У» диаграммы σ - ξ

Они подразделяются на три группы по гарантиям: А – механических характеристик, Б – химического состава, В – механических характеристик и химического состава. В строительстве применяются только стали группы В. Вне зависимости от способа изготовления (мартеновская или конверторная) выплавленная сталь до разлива в изложницы выдерживается в приемном ковше по разным технологиям и режимам, обеспечивающим, соответственно, разное качество стали.

В зависимости от режима выдержки различают стали:

кипящие (Вст3кп) – наименее качественные, получаемые при относительно небольшой продолжительности выдержки, могут иметь природные включения;

полуспокойные (Вст3пс) – более качественные, имеют более однородный состав, т.к. их выдержка более продолжительна;

спокойные (Вст3сп) – наиболее качественные стали этой группы, что достигается не только собственно выдержкой, но и добавлением так называемых раскислителей (ферросплавы, алюминиевый порошок и т.п.), активирующих процессы выведения в шлак инородных включений. Все отмеченные выше особенности регламентируются ГОСТами или техническими условиями (ТУ), которые определяют также и самые разнообразные дополнительные требования к стали (гарантии по ударной вязкости, по работе в условиях пониженных температур …), обозначаемые цифровой символикой. В конечном счёте принятые обозначения углеродистых сталей имеют вид – Вст3кп2-1 и т.п. см.[1, табл. 51].

Низколегированные стали нередко не имеют выраженной площадки текучести, поэтому предел текучести для них часто назначается условно, а сами стали отличает слабая склонность к развитию пластических деформаций. В качестве легирующих используются добавки, содержащие кремний (С), никель (Н), хром (Х), марганец (Г), медь (Д), и др. элементы.

Хром, кремний,…- повышают прочностные характеристики, но снижают пластичность;

никель, марганец, медь,…- повышают вязкость, способность к восприятию динамических воздействий, сопротивляемость коррозии, но несколько снижают прочность.

Объем легирующих добавок обычно невелик и по каждому из применяемых элементов указывается в целых процентах, представляемых в обозначении марки стали сразу за значком элемента.

Сами обозначения марок низколегированных сталей имеет вид – 10ХСНД, 14Г2, 09Г2С,…(первые две цифры указывают в сотых долях процента содержание углерода).

Выбор марки производится по [1, табл. 50].

Поставка сталей металлургическими заводами осуществляется в соответствии с сортаментами, регламентируемыми своими ГОСТами и ТУ, в виде различного по сечению проката. Номенклатура проката весьма широка (см. сортамент в приложениях к любому учебнику по сопротивлению материалов, металлическим конструкциям или в справочной литературе – представленных в форме стандартных таблиц). Периодичность корректировки сортаментов – около 15-20 лет. Различают прокат: листовой – t=0,5…40 мм, поставка тонкого листа (t< или = 1мм) обычно рулонная, более толстого – полистовая – 1500х6000 мм; полосовой и полосовой универсальный (кромки не обрезные, а прокатные); уголковый равнобокий – L45х3…L250х30; уголковый неравнобокий – L45х28х3…L250х160х20; швеллера – Г8…Г40; двутавры - 10… 60(в обоих случаях цифры указывают высоту сечения в сантиметрах) – наиболее широко применяемые; трубы – круглого, квадратного и прямоугольного сечений, тавры, широкополочные двутавры и т. п.

В заключении к этому разделу можно отметить широкую номенклатуру и марок стали, и ее сортамента, а также возникающую нередко сложность комплектации (набора) материалов под конкретный проект. Поэтому на практике логически оправдано «обеднять» проектировку, ограничивая разнообразие марок и сортамента.