Углеродистая сталь обыкновенного качества на протяжении длительного времени и в большом количестве используется для изготовления конструкций. Массовое использование позволило производителям выпускать углеродистые стали обыкновенного качества в массовом порядке. Большие объемы позволили снизить себестоимость материала. Количественный объем и химический состав примесей регламентируется ГОСТом 380-2005.

Углеродистая сталь обыкновенного качества

Углеродистая сталь обыкновенного качества

Общие сведения

Углеродистая сталь обыкновенного качества общего назначения – это широко используемый материал в отраслях машиностроения, строительства и народного хозяйства. Из нее изготавливаются изделия:

  • Методом горячего и холодного прокатывания:
    1. сортовой прокат;
    2. фасонный прокат;
    3. листовая продукция:
      • тонколистовая;
      • толстолистовая;
      • широкополосная;
      • ленты;
    4. проволока;
    5. метизы;
  • Методом обжима на прокатных станах:
    1. блюм;
    2. сляб;
    3. сутунка и прочие;
  • Методом ковки;
  • Методом объемной штамповки;
  • Методом отливки:
    • слитки;
  • Методом непрерывного литья.

Выпуск углеродистых сплавов общего назначения производится, соответствуя трем группам: А, Б, В.

  1. Сплавы группы А. Продукция данной группы соответствует принятым механическим качествам. Марки сталей: от Ст0 до Ст6. Для данной группы характерен нерегламентированный химический состав сплава
  2. Сплавы группы Б. Продукция соответствует заданному составу химических элементов. Марки сталей: от БСт0 до БСт6. Для данной группы сплавов механические характеристики второстепенны, но количество химических элементов известно с точностью до трех знаков после запятой.
  3. Группа В. Продукция соответствует заданным механическим качествам и составу химических элементов. Данная группа сплавов обладает характеристиками присущими первым двум группам.

Стали конструкционные обыкновенного качества производятся шести категорий. Категорийность которых зависит от способа и степени раскисления. Раскисление, как процесс, способствующий выведению из расплава кислорода, влияет на механические свойства металла. Различают три способа разливки металла: сплав кипящий – «кп», сплав полуспокойный – «пс», сплав спокойный – «сп».

Распределение сплавов от заданных свойств представлено в таблице.

ГруппаСоответствие заданным свойствам поставляемой продукцииНаименования и маркировкаКатегории
АМеханические свойстваСт0;
Ст1кп, пс, сп;
Ст2кп, пс, сп;
Ст3кп, пс, сп;
Ст4кп, пс, сп;
Ст5кп, пс, сп;
Ст6кп, пс, сп;
1-2-3
БХимический составБСт0;
БСт1кп, пс, сп;
БСт2кп, пс, сп;
БСт3кп, пс, сп;
БСт4кп, пс, сп;
БСт5кп, пс, сп;
БСт6кп, пс, сп;
1-2
ВМеханотехнологические свойства + химический составВСт1кп, пс, сп;
ВСт2кп, пс, сп;
ВСт3кп, пс, сп;
ВСт4кп, пс, сп;
ВСт5кп, пс, сп;
ВСт6кп, пс, сп;
1-2-3-4-5-6

Общие характеристики

Физические свойства. Общие показатели, которыми обладают углеродистые стали общего назначения.

  • Плотность:
    1. по СИ – 7800 кг/м3;
    2. по СГС – 7,8 г/см3;
  • по МКСС – 796 тем/м3;
  • Коэффициент Пуансона – 0,24-0,28;
  • Модуль:
    1. Юнга – 20500 кГ/мм2;
    2. сдвига – 8100 кГ/мм2
  • Допускаемые напряжения:
    1. на сжатие – 14 кГ/мм2;
    2. на растяжение – 14 кГ/мм2.

Механические и эксплуатационные свойства  представлены в таблице.

Марка стали  , %, % Е, ГПаG, ГПаНВKCU, кДж/м2
Ст0>310210,320077
Ст1310-400310,3200771100
Ст2340-420200290,3200801160
Ст3370-49021023600,3200801310
Ст4420-510240210,3210801430
Ст5500-63026017500,3210811700
Ст6620>30012400,3210811970

Характеристики свариваемости углеродистой стали общего назначения обыкновенного качества приведены в следующей таблице.

Марка сталиСвариваемость
Ст0Нет ограничений по сварке
Ст2кп, пс, сп
Ст3кп, пс, сп
Ст3Гпс
Нет ограничений по сварке.

При соединении элементов, толщина которых больше 36 мм рекомендуется следующее:
1)      первоначальный разогрев,
2)      последующая за ним термическая обработка.

Ст4кп, пс
Ст5пс, сп
Ст6пс, сп
Свариваемость, ограниченная.
При сварке рекомендовано:
1)      предварительный нагрев,
2)      последующая за ним термическая обработка.

Перед изготовлением деталей и элементов механизмов и конструкций образцы стали подвергаются испытаниям. Кроме того, образцы испытывают на изгиб, то есть какой диаметр образца не разрушается при изгибе его на 180°.

Наименование сталиРазмер образца, s
 40…100До 20
Ст020D=2s
Вст2пс, сп29D=0
ВСт3кп, пс, сп
ВСт3Гпс
22
23
23
D=0.5s
ВСт4кп, пс
ВСт4Гпс
22
21
D=2s
ВСт5пс, сп
ВСт5Гпс
17D=3s

Прокат листового формата, произведенный из сталей углеродистых обыкновенного качества производителями изготавливается в соответствии четырем группам прочности:

  • ОК300В;
  • ОК360В;
  • ОК370В;
  • ОК400В,

где

  • ОК – сплав обыкновенного качества;
  • Цифровой индекс – это группа прочности, которая информирует о нижнем значении показателя предела прочностного сопротивления по времени);
  • В – показатель характеристики (прочности).

К каждой группе прочности относятся следующие марки сталей:

  • ОК300В – Ст1кп, пс, сп; Ст2кп, пс, сп;
  • ОК360В — Ст3кп, пс, сп;
  • ОК370В — Ст3пс, сп
  • ОК400В — Ст4кп, пс, сп; Ст5пс, сп.

Горячекатаные листы из сталей обыкновенного качества на стадии производства подвергаются термической обработке. В процессе изготовления они подвергаются нормализации. Холоднокатаные листы также подвергаются термической обработке, а также дрессированию.

На производстве с непрерывным прокатыванием допустимо изготовление продукции без термической обработки.

Для листового металлического проката на поверхности недопустимо появление:

  • расслоений;
  • пузырей;
  • надрывов;
  • трещин;
  • вкраплений инородных предметов и прочего.

Качество отделки поверхности листового проката соответствует четырем группам: I, II, III, IV.

Детали и изделия, которые подвергаются термической обработке изготавливаются из сталей обыкновенного качества общего назначения групп Б и В с номерами 5, 6. они подвергаются закалке и далее высокотемпературному отпуску.

Состав химических элементов

Количественный состав примесей в углеродистых сплавах обыкновенного качества должно соответствовать строгим параметрам ГОСТ. Так общие показатели представлены в таблице.

Марка сталиС (углерод), %Mn (марганец), %Si (кремний), %
Ст0не превышает 23/100
Ст16/100 … 12/10035/100 … 50/100
Ст28,5/100 … 15/10035/100 … 50/100
Ст314/100 … 22/10035/100 … 60/10012/100 … 3/100
Ст418/100 … 27/10040/100 … 70/10012/100 … 3/100
Ст528/100 … 37/10050/100 … 80/10017/100 … 35/100
Ст638/100 … 50/10050/100 … 80/10017/100 … 35/100

Объем содержащегося углерода и его вкрапления наглядно показано на рисунке.

Объем содержащегося углерода и его вкрапления

Объем содержащегося углерода и его вкрапления

Объем марганца зависит от степени и способа раскисления сплава и дополнительного его введения. Так марки от Ст3Гпс, сп до СтГ5пс, сп содержат марганца от 8 десятых долей процента до1 и 2-ух десятых долей процента.

Углеродистая сталь обыкновенного качества содержит N (азот), F (фосфор), S (серу) и некоторые металлы. Объем содержащегося азота зависит от метода восстановления сплава. Например, в сплавах, выплавленных в печах мартеновским или конверторным способом содержание азота не превышает 1-ой сотой процента. А сплавы, выплавляемые в электрических печах, содержат азота не больше 12 тысячных долей процента.

Объем содержания примесей в углеродистых сплавах обыкновенного назначения во многом зависит от способа производства. Кроме вышеперечисленных также применяются переплавы:

  • открытый дуговой;
  • электрошлаковый;
  • вакуумно-дуговой;
  • электроннолучевой;
  • вакуумно-индукционный и прочие.

Регламентированное содержание:

  • не более 4 сотых процента фосфора (для всех типов сплавов кроме Ст0);
  • не более 5 сотых процента серы (исключение составляет Ст0 в ней серы от 6 сотых до 7 сотых процента);
  • не более 3 десятых процента содержания Ni (никеля), Cu (меди) и Cr (хрома) (для Ст0 данный параметр не нормирован). Если углеродистая сталь обыкновенного качества выплавляется с использованием технологии «скрап», то в таком сплаве содержание хрома с никелем может достигать 35 сотых процента, а меди не превышает 4 десятых долей процента.
Химический состав углеродистых сталей обыкновенного качества

Химический состав углеродистых сталей обыкновенного качества

Любая продукция имеет погрешности и отклонения. Состав в углеродистых сплавах общего назначения имеет некоторые отклонения по количественному содержанию химических элементов представлены таблице.

ЭлементКипящая, %Полуспокойная, %Спокойная, %
Углерод±3/100min -2/100
max +3/100
min -2/100
max +3/100
Сера+5/1000+5/1000+5/1000
Фосфор+5/1000+5/1000+5/1000
КремнийНе допускаетсяmin -2/100
max +3/100
min -2/100
max +3/100
Азот+2/100+2/100+2/100
Марганецmin -4/100
max +5/100
min -3/100
max +5/100
min -3/100
max +5/100

Области использования и применения

Области и сферы применения деталей и изделий из конструкционной углеродистой стали обыкновенного качества общего назначения.

  1. Ст0. Ее используют для изготовления неответственных деталей, к которым относятся кожух, ограждения, перила, сплошная обшивка и прочие.
  2. Ст1. Детали, изготовленные из нее, обладают малой твердостью, но высокой вязкостью. Из Ст1 изготавливают болты фундаментные, анкерные; метизы для сборки обшивки.
  3. Ст2 применяется при изготовлении деталей и элементов неответственных конструкций, от которых требуется высокая пластичность, глубокая вытяжка при штамповке и пластической деформации.
  4. Ст3. Из нее производят несущие конструкции получаемые при помощи сварки и не используя ее. В автомобиле- и тракторостроении изготавливают рамы, кузова, колесные диски, детали для сельскохозяйственной техники. В строительстве пруток используется в качестве арматуры при производстве железобетонных изделий.
  5. Ст5. Термически улучшаемые детали: стержень, клин, палец, рычаг, различные метизы. Средненагруженные элементы грузоподъемных сооружений: крюк, ось, вал.
  6. Ст6. В станкостроении из данной стали изготавливают ударные элементы для молотов (баба), шпинделя метало- и деревообрабатывающих станков, соответственно после термического упрочнения.

Из всех марок сталей производится фасонный прокат: двутавр, швеллер, уголок.

Сварные конструкции рекомендуется возводить из сплавов группы Б.

Типы обозначения и маркировки углеродистых сталей обыкновенного качества

Для обозначения конструкционных углеродистых сталей обыкновенного качества общего назначения используется буквенное обозначение Ст. Затем за буквами следует цифровой индекс (0 или 1 или 2 или 3 или 4 или 5 или 6), которая условно отображает номер марки стали. За цифрой номера следует буквенное обозначение типа сплава (степени раскисления): кипящий сплав – кп, полуспокойный сплав – пс, спокойный сплав – сп.

Перед буквенным обозначение сплава указывается, какие гарантированы качества для данного типа сплава. Сплавы группы А не указываются в маркировке. Повышенное содержание марганца обозначается буквой Г, которая располагается между обозначением и номером. В самом конце через дефис указывается категория.

Примеры:

  1. Ст3кп – сталь обыкновенного качества, относящаяся к группе А 3-ей марки кипящая.
  2. Ст3Гсп3 – сталь обыкновенного качества, относящаяся к группе А 3-ей марки полуспокойная 3-ей категории.
  3. БСт3кп – сталь обыкновенного качества, относящаяся к группе Б 3-ей марки кипящая.

Фасонного проката на складах предприятий скапливается много. Для облегчения поиска металла требуемой марки пользуются цветовыми обозначениями, которые представлены в следующей таблице.

Наименование сталиКак маркируется
Ст0полоса зеленого цвета + полоса красного цвета
Ст1полоса желтого цвета + полоса черного цвета
Ст2полоса желтого цвета
Ст3Гспполоса коричневого цвета + полоса синего цвета
Ст3Гпсполоса коричневого цвета + полоса красного цвета
Ст3полоса красного цвета
Ст4полоса черного цвета
Ст5Гпсполоса коричневого цвета + полоса зеленого цвета
Ст5полоса зеленого цвета
Ст6полоса синего цвета

Для маркировки используется атмосферостойкая краска. Отгрузка заказчику производится согласно ГОСТ 7566-2001.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

 
Порекомендуйте эту статью:
Оцените статью:
Очень плохоПлохоСреднеХорошоотлично (голосов: 6, в среднем: 4,67 из 5)
Загрузка...
 
 
Наверх!

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам:

Подпишитесь на нашу рассылку! Будьте в курсе новинок, современных трендов, технологий!