1. Углеродистые стали
Углеродистые стали, как наиболее дешевые, технологичные и имеющие достаточно высокий уровень механических свойств, применяются для металлоконструкций общего назначения.
Их структура и свойства определяются содержанием углерода (практически 0,15-1,35 %).
Его малейшее изменение оказывает заметное влияние:
При росте С (от 0,05 %) до 0,8–1,0 %: увеличиваются твердость и прочность, однако уменьшается вязкость и пластичность стали.
При росте С более 1 % уменьшается не только пластичность, но и прочность стали.
Углерод также оказывает существенное влияние на технологические свойства стали – свариваемость, обрабатываемость резанием.
Углеродистые стали подразделяются (по содержанию углерода):
- мало- или низкоуглеродистые (до 0,3 % С). Хорошо свариваются и обрабатываются давлением.
- среднеуглеродистые (0,3–0,5 % С)
- высокоуглеродистые (более 0,5 % С ).
(Углеродистые стали наряду с железом и углеродом могут содержать марганец (до 1%) и кремний (до 0,4%), а также вредные примеси (серу, фосфор)):
Углеродистые стали: Fe, С + Мn (до 1%), Si (до 0,4%), Р, S
1.1 Углеродистые конструкционные стали
Подразделяются:
- строительные,
- машиностроительные
Содержат до 0,7 % С (во всех подвидах – одинаково)
Основные свойства: вязкость, высокое сопротивление ударным нагрузкам, усталости (при знакопеременных нагрузках), износу (при трении), хорошая обрабатываемость давлением, резанием, свариваемость.
Углеродистые конструкционные стали обыкновенного качества
Углеродистые горячекатаные стали обыкновенного качества по ГОСТ 380–94 «Сталь углеродистая обыкновенного качества» изготовляют следующих марок: Ст0 (не гарантирован хим. состав и свойства, они не известны, это брак, конструкций не создают. Стали марок Ст0 и Бст0 по степени раскисления не разделяют), Ст1кп, Ст1пс, Ст2кп, Ст2пс (малоуглеродистые – очень малоприменимы), Ст3кп, Ст3пс, Ст3сп, Ст3Гпс, Ст3Гсп, Ст4кп, Ст4пс, Ст4сп, Ст5пс, Ст5сп, Ст5Гпс, Ст6пс, Ст6сп.
Металлургические заводы в основном поставляют их в горячекатаном состоянии без термической обработки.
В таких сталях допускается повышенное содержание вредных примесей.
Маркировка:
Буквы «Ст» обозначают «сталь», цифры – содержание углерода в десятых долях процента /процентное условный номер марки в зависимости от химического состава стали. Так и расшифровывают: «сталь марки №1» (чем больше число, тем больше содержание углерода, выше прочность и ниже пластичность выяснить?), буквы - способ раскисления стали. Массовая доля углерода колеблется до 0,5 %?. (Полуспокойные и спокойные) стали могут содержать повышенное количество марганца (до 1,20 %) (обычно марганца – от 0,25 до 0,80 %), тогда в обозначении марок добавляют букву «Г», например Ст5Гпс.
Рис. Марка конструкционной стали обыкновенного качества
Достоинства:
- дешевизна
- доступность (80 % всего производства углеродистых сталей).
Недостатки:
- малая прочность,
- малая хладностойкость.
Применение:
Используются при изготовлении слабонагруженных строительных металлоконструкций и неответственных деталей массового производства.
В зависимости от назначения и гарантируемых свойств углеродистые стали обыкновенного качества поставляют трех групп: (В обозначениях марок слева от букв Ст указаны группы (Б и В) стали):
- группа А
Такая сталь может иметь повышенное содержание серы или фосфора.
Поставляют по механическим свойствам (гарантированы) (химический состав не регламентируют): А (стереть) Ст1сп.
Применяют обычно для деталей, не подвергаемых в процессе изготовления горячей обработке (сварке, ковке и др.).
- группа Б
Поставляют по химическому составу (гарантирован) (механические свойства не регламентируют, не гарантируют): БСт1сп.
Применяют для деталей, которые проходят в процессе изготовления термообработку и горячую обработку давлением (штамповку, ковку).
- группа В
Гарантирован их химический состав (механические свойства не регламентируют, не гарантируют): ВСт1сп.
Поставляют по механическим свойствам (соответствующим нормам для стали группы А) и по химическому составу (соответствующему нормам для стали группы Б).
Применяют в основном для сварных конструкций (так как в них ограничено содержание вредных примесей и С, ухудшающих качество сварки и в то же время гарнтированы прочностные свойства).