ГлавнаяСтатьи

Углеродистые и легированные стали

Металлические конструкции, арматуру для железобетона, трубы, крепежные детали и другие строительные изделия изготовляют, как правило, из конструкционных углеродистых сталей. Конструкционные легированные стали используют только для особо ответственных металлических конструкций и арматуры для предварительно напряженного бетона. Однако благодаря эффективности объем использования легированных сталей постоянно расширяется.

Углеродистые стали — это сплавы, содержащие железо, углерод, марганец и кремний, а также вредные примеси — серу и фосфор, снижающие механические свойства стали (их содержание не должно превышать 0,05…0,06 %). В зависимости от содержания углерода такие стали делятся на низко- (до 0,25 % углерода), средне-(0,25…0,6 %) и высокоуглеродистые (> 0,6 ). С увеличением содержания углерода уменьшается пластичность и повышается твердость стали; прочность ее также возрастает, но при содержании углерода более 1 вновь снижается. Повышение прочности и твердости стали объясняется увеличением содержания в стали твердого компонента — цементита.

Углеродистые стали по назначению подразделяют на стали общего назначения и инструментальные.

Углеродистые стали общего назначения подразделяют на три группы: А, Б я В.

Стали группы А изготовляют марок СтО, Ст1 и т. д. до Стб и поставляют потребителю с гарантированными механическими свойствами без уточнения химического состава. Чем больше номер стали, тем больше в ней содержится углерода: в стали СтЗ — 0,14…0,22 % углерода, в стали Ст5 — 0,28…0,37 .

Из стали марок Ст1 и Ст2, характеризующейся высокой пластичностью, изготовляют заклепки, трубы, резервуары и т. п.; из сталей СтЗ и Ст5 — горячекатаный листовой и фасонный прокат, из которого выполняют металлические конструкции и большинство видов арматуры для железобетона. Эти стали хорошо свариваются и обрабатываются.

Стали группы Б (БСтО, БСт1, БСтЗ и т. д.) поставляют с гарантированным химическим составом; стали группы В — с гарантированным химическим составом и механическими свойствами. Благодаря определенности химического состава стали групп Б и В можно подвергать термической обработке.

Легированные стали помимо компонентов, входящих в углеродистые стали, содержат так называемые легирующие элементы, которые повышают качество стали и придают ей особые свойства. К легирующим элементам относятся: марганец (условное обозначение — Г), кремний — С, хром — X, никель — Н, молибден — М, медь — Д и другие элементы. Каждый элемент оказывает свое влияние на сталь: марганец повышает прочность, износостойкость стали и сопротивление ударным нагрузкам без снижения ее пластичности, кремний повышает упругие свойства, никель и хром улучшают механические свойства, повышают жаростойкость и коррозионную стойкость; молибден улучшает механические свойства стали при нормальной и повышенной температурах.

Легированные стали по назначению делят на конструкционные, инструментальные и стали со специальными свойствами (нержавеющие, жаростойкие и др.). Для строительных целей применяют в основном конструкционные стали.

Конструкционные низколегированные стали содержат не более 0,6 углерода. Основные легирующие элементы низколегированных сталей: кремний, марганец, хром, никель. Другие легирующие элементы вводят в небольших количествах, чтобы дополнительно улучшить свойства стали. Общее содержание легирующих элементов не превышает 5%.

Низколегированные стали показывают максимальные механические свойства после термической обработки.

При маркировке легированных сталей первые две цифры указывают содержание углерода в сотых долях процента, следующие за ним буквы — условное обозначение легирующих элементов. Если количество легирующего элемента составляет 2% и более, то после буквы ставят еще цифру, указывающую это количество. Например, марка стали 25ХГ2С показывает, что в ней содержится 0,25% углерода, около 1% хрома, 2% марганца и около 1% кремния. При маркировке высококачественных легированных сталей (с низким содержанием серы и фосфора) в конце ставится буква А.

В строительстве применяют легированные стали 10ХСНД, 15ХСНД для ответственных металлических конструкций (ферм, балок); 35ХС, 25Г2С, 25ХГ2СА, ЗОХГСА и 35ХГСА – для арматуры предварительно напряженного бетона.

Прочность на растяжение таких сталей в 2…3 раза выше, чем обыкновенных углеродистых сталей СтЗ и Ст5. Так, у стали ЗОХГСА предел прочности при растяжении не менее 1100 МПа, а у стали 35ХГСА – не менее 1600 МПа (у стали Ст5 – 500…600 МПа). Такие высокие прочностные показатели позволяют получать из легированных сталей более легкие конструкции при сохранении необходимой несущей способности. Это, в свою очередь, снижает расход металла и Уменьшает массу здания.



Читать далее:
Коррозия металлов и способы защиты от нее
Цветные металлы и сплавы
Соединение стальных конструкций
Стальная арматура
Стальной прокат и стальные конструкции
Термическая обработка стали
Свойства сталей
Основы технологии черных металлов
Строение и свойства железоуглеродистых сплавов
Общие сведения о металлах и сплавах



Ваш отзыв