Строительные стали

КЛАССИФИКАЦИЯ СТАЛЕЙ

Стали классифицируются по следующим признакам:

1. По химическому составу: 1 — углеродистые; 2 — легированные.

Углеродистые стали подразделяются на низкоуглеродистые с содержанием углерода до 0,3%; среднеуглеродистые (0,3-0,65) С% и высокоуглеродистые с содержанием углерода от 0,7 до 1,4%.

Легированные стали — стали, в состав которых входят различ­ные элементы, придающие сталям требуемые свойства. Сущность процесса легирования заключается во введении в сплав компонен­тов, которые изменяют структуру сплава и, следовательно, придают ему требуемые свойства. В зависимости от количества легиру­ющих компонентов в сплаве различают:

— низколегированные стали — до 5% легирующих компонен­тов; среднелегированные стали — 5-10% легирующих ком­понентов; высоколегированные стали с содержанием леги­рующих компонентов более 10%. Марка легированной качественной стали в России состоит из сочетания букв и цифр, обозначающих её химический состав. Легирующие элементы имеют следующие обозначения: хром (Х), никель (Н), марганец (Г), кремний (С), молибден (М), вольфрам (В), титан (Т), тантал (ТТ), алюминий (Ю), ванадий (Ф), медь (Д), бор (Р), кобальт (К), ниобий (Б), цирконий (Ц), селен (Е), редкоземельные металлы (Ч). Цифра, стоящая после буквы, указывает на содержание легирующего элемента в процентах. Если цифра не указана, то легирующего элемента содержится 0,8-1,5 %, за исключением молибдена и ванадия (содержание которых в солях обычно до 0.2-0.3 %) А также бора (в стали с буквой Р его должно быть до 0.010 %). В конструкционных качественных легированных сталях две первые цифры показывают содержание углерода в сотых долях процента.

Например: сталь 1X18Н9Т содержит 0,01 % углерода, 18% хрома, 9% никеля и около 1% титана

По назначению — стали подразделяются на конструкци­онные и инструментальные. Конструкционные стали должны обладать запасом пластично­сти, так как большинство строительных конструкций работает в области нестатических нагрузок, а в этом случае пластические ха­рактеристики должны быть на высоком уровне. В отличие от конструкционных инструментальные стали дол­жны быть твердыми и прочными. В качестве инструментальных сталей, как правило, применяют высокоуглеродистые или специ­альные легированные стали.

В России и в странах СНГ принята разработанная раннее в СССР буквенно-цифровая система обозначения марок сталей и сплавов, где согласно ГОСТу, буквами условно обозначаются названия элементов и способов выплавки стали, а цифрами - содержание элементов. Буквенные обозначения применяются также для указания способа раскисления стали "КП - кипящая сталь, ПС - полуспокойная сталь, СП - спокойная сталь".

Существуют определенные особенности обозначения для разных групп сталей конструкционных, строительных, инструментальных, нержавеющих и др. Общими для всех обозначениями являются буквенные обозначения легирующих элементов: Н - никель, Х - хром, К - кобальт, М - молибден, В - вольфрам, Т - титан, Д - медь, Г - марганец, С - кремний.

Конструкционные стали обыкновенного качества нелегированные (ГОСТ 380-94) обозначают буквами СТ., например СТ. 3. Цифра стоящая после букв, условно обозначает, процентное содержание углерода стали.

Конструкционные нелегированные качественные стали (ГОСТ 1050-88) обозначают двузначным числом, указывающим на среднее содержание углерода в стали (например, СТ. 10).

Качественные стали для производства котлов и сосудов высокого давления согласно (ГОСТ 5520-79) обозначают как конструкционные нелегированные стали, но с добавлением буквы К (например, 20К).

Конструкционные легированные стали, согласно ГОСТ 4543-71, обозначают буквами и цифрами. Цифры после каждой буквы обозначают примерное содержание соответствующего элемента, однако при содержании легирующего элемента менее 1,5% цифра после соответствующей буквы не ставится. Качественные дополнительные показатели пониженное содержание примесей типа серы и фосфата обозначаются буквой - А или Ш, в конце обозначения, например (12 Х НЗА, 18ХГ-Ш) и т. п. Литейные конструкционные стали, согласно ГОСТ 977-88, обозначаются как качественные и легированные, но в конце наименования ставят букву Л.

Стали строительные, согласно ГОСТ 27772-88, обозначают буквой С и цифрами, соответствующими минимальному пределу текучести стали. Дополнительно применяют обозначения: Т - термоупрочненный прокат, К - повышенная коррозионная стойкость, (например, С 345 Т, С 390 К и т. п.). Аналогично буквой Д обозначают повышенное содержание меди.

Стали подшипниковые, согласно ГОСТ 801-78, обозначаются также как и легированные, но с буквой Ш в конце наименования. Следует заметить, что для сталей электрошлакового переплава буква Ш обозначается через тире, (например, ШХ 15, ШХ4-Ш).

Стали инструментальные нелегированные, согласно ГОСТ 1435-90 делят на качественные, обозначаемые буквой У и цифрой, указывающей среднее содержание углерода (например, У7, У8, У10) и высококачественные, обозначаемые дополнительной буквой А в конце наименования (например, У8А) или дополнительной буквой Г, указывающей на дополнительное увеличение содержания марганца (например, У8ГА).

Стали инструментальные легированные, согласно ГОСТ 5950-73, обозначаются также как и конструкционные легированные (например, 4Х2В5МФ и т. п.).

Стали быстрорежущие в своем обозначении имеют букву Р (с этого начинается обозначение стали), затем следует цифра, указывающая среднее содержание вольфрама, а затем буквы и цифры, определяющие массовое содержание элементов. Не указывают содержание хрома, т. к. оно составляет стабильно около 4% во всех быстрорежущих сталях и углерода, т. к. последнее всегда пропорционально содержанию ванадия. Следует заметить, что если содержание ванадия превышает 2,5%, буква Ф и цифра указываются, (например, стали Р6М5 и Р6 М5Ф3).

Стали нержавеющие стандартные, согласно ГОСТ 5632-72, маркируют буквами и цифрами по принципу, принятому для конструкционных легированных сталей (например, 08Х18Н10Т или 16Х18Н12С4ТЮЛ).

Стали нержавеющие, нестандартные опытных партий обозначают буквами - индексами завода производителя и порядковыми номерами. Буквы ЭИ, ЭП, или ЭК присваивают сталям, впервые выплавленным заводом "Электросталь", ЧС - сталям выплавки Челябинского завода "Мечел", ДИ - сталям выплавки завода "Днепроспецсталь", например, ЭИ-435, ЧС-43 и др. Для обозначения способа выплавки доводки названия ряда сталей дополняют буквами (например, 13Х18Н10-ВИ), что означает вакуумно-индукционная выплавка.

 

В связи с тем что подавляющее большинство элементов строительных конструкций соединяют сваркой, основным требо­ванием к строительным сталям является их хорошая сваривае­мость, поэтому содержание углерода в них не должно превышать 0,25%. Более высокое содержание углерода может привести к об­разованию закалочных структур, возникновению внутренних на­пряжений и даже образованию трещин.

Для изготовления несущих сварных и клепаных конструкций рекомендуют следующие виды сталей: мартеновскую — марок ВМСтЗ_кс( _п ), низколегированную — марок 15ГС, 14Г2, 10Г2С, 10Г2СД, 15ХСНД, а также кислородно-конвертерную марок ВКСтЗ_с)|(пс . Стали марок Ст4 и Ст5 рекомендуют для несварных конструкций.

Сталь для конструкций, работающих на динамические и виб­рационные нагрузки и предназначенных для эксплуатации в ус­ловиях низких температур, должна проверяться на ударную вяз­кость при отрицательных температурах. К сталям для мостовых конструкций предъявляют специальные требования (ГОСТ 6713-75) по однородности и мелкозернистости, отсутствию внешних дефектов, прочностным и деформационным свойствам.

Для армирования железобетонных конструкций сталь при­меняют в виде стержней, проволоки, сварных сеток, каркасов. Арматурная сталь может быть горячекатаная (стержневая) и хо­лоднокатаная (проволочная). По форме стержни могут быть круг­лыми или периодическими (рис. 5.31) для улучшения сцепления с бетоном. В ряде случаев для повышения механических свойств (увеличения предела текучести) сталь подвергают деформирова­нию (наклеп) либо термообработке.

 

 

Диаграмма состояния железо – цементит (fe – Fe₃C)