1.2.2. Преимущества и недостатки стали

Сталь с середины XVIII в., когда началось ее промышленное производство, была и остается ведущим конструкционным материалом в силу несравненных технико-экономических преимуществ:

• доступность, распространенность и дешевизна сырья;

• высокая прочность, жесткость (высокий модуль Юнга) и теплостойкость, сочетающиеся с пластичностью и вязкостью;

• технологичность (хорошая способность к ковке, штамповке, прокатке, литью, сварке, обработке резанием и др.);

• возможность управления свойствами в широких пределах с помощью легирования, деформационной, термической, химико-термической и др. видов обработки;

• высокая степень рециркуляции (за счет переработки металлолома).

Наряду с этим стальные конструкции обладают относительно высоким удельным весом, а также недостаточной коррозионной стойкостью (если не приняты специальные меры защиты).

1.2.3. Принципы маркировки и сортамент материалов

Нормируемые параметры материалов оговариваются в соответствующих стандартах, которых должны придерживаться как изготовители, так и потребители.

В странах с развитой металлургической промышленностью, как правило, имеются свои национальные стандарты, в которых материалы обозначаются различным сочетанием цифр и букв. При этом зачастую практически одинаковые марки стали в этих странах обозначаются по-разному. Например, наиболее распространенная в машиностроении среднеуглеродистая сталь, содержащая ~ 0,45% углерода, обозначается так, как указано в табл. 1.1.

Таблица 1.1

Обозначения стали 45

Страна	Обозначение стандарта	Разработчик стандарта	Марка стали
Российская Федерация	ГОСТ	Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии (Ростехрегулирование)	45
Великобритания	ВSI	British Standards Institution	080M46
США	ASTM	American Society for Testing and Materials	1045
ФРГ	DIN	Deutsche Industrienorm	C45 или Ck45
Франция	NF	Norme-francaise	С45 или CC45
Япония	JIS	Japanese Industrial Standard	S45C
Общеевропейский	EU	European Committee for Standardization (CEN)	C45UN
Международный	ISO	International Organization for Standardization	C45

Для создания условий оперативного решения вопросов, связанных с выбором материалов, разрабатываются международные стандарты, имеющие юридическую силу в тех странах, которые объединены общим рынком и дали согласие на использование данных стандартов. Примером может служить EuroNorm (EU) – общеевропейский стандарт.

Маркировка материалов, приводимая в стандартах, может содержать информацию о способах производства, химическом составе, свойствах, структуре и др. особенностях материалов. Например, FeE360CrEU – сталь с гарантированным минимальным пределом текучести 360 МПа, легированная хромом, обозначения – по Евронормам. Отечественные стали: Ст3пс – конструкционная, углеродистая, обыкновенного качества, третьей группы прочности, с гарантированными механическими свойствами, полуспокойная; 40ХНМА – конструкционная, легированная, высококачественная, содержащая ~ 0,40% углерода и ~ по 1% хрома, никеля и молибдена³.

Сортамент (от франц. «assortiment» – ассортимент) – данные о форме, размерах и материале различных видов однородных изделий. В металлургии это – данные о прокате, трубах и др. металлических изделиях, различающихся по форме и размерам, состоянию поверхности, назначению, точности изготовления, способу производства. Способ производства лежит в основе подразделения сортамента на прокат, поковки, отливки, металлокерамику, проволоку и т.п.

Металлургическую продукцию по форме подразделяют на следующие виды:

• сортовой прокат (сорт) – вытянутые в одном направлении прокатанные или прессованные изделия простого (круг, квадрат, шестигранник, полоса), фасонного (уголок, швеллер, тавр, двутавр, рельсы) или специального профиля (сечения) – рис. 1.1;

• листовой прокат (лист) подразделяется на фольгу (<0,05 мм), тончайшую ленту (0,05…0,2 мм), тонкий лист (0,2…4 мм), толстый лист (4…60 мм) и броню (>60 мм);

• трубы бесшовные и сварные;

• периодические профили, например, арматурная сталь для строительства;

• специальные профили – колеса, бандажи, шары и др.

Сортовой прокат изготавливают из блюмов⁴ – заготовок квадратного сечения, а листовой – из слябов⁵ – заготовок прямоугольного сечения.

Рис. 1.1. Профили сортового проката:

простые – квадрат (1), круг (2), полоса (3); фасонные – уголок (4), двутавр (5), швеллер (6), железнодорожный рельс (7), трамвайный рельс (8), тавр (9); специальные – шпунт (10), полоса для башмаков тракторных гусениц (11), полоса для ободьев колёс грузовых автомобилей (12), полоса для турбинных лопаток (13).

По назначению материалы делятся на универсальные и специального назначения.

По состоянию поверхности материалы группируют на обычные (нормальная и повышенная отделка поверхности) и специальные, поверхность которых подвергается дополнительной обработке (гальванические или «горячие» покрытия, ионно-плазменные покрытия).

По точности изготовления – на сортамент нормальной, повышенной точности, высокоточный и сверхточный.