Стали нормальной и повышенной прочности
Страницы: 1 2 3В зависимости от назначения низкоуглеродистые стали подразделяются на группы: А — стали, контролируемые по механическим свойствам и используемые для изделий, которые при изготовлении не подвергаются горячей обработке (сварке, ковке ит. д.), т. е. материал сохраняет структуру и механические свойства, которые сталь получила после горячей прокатки; Б — стали, контролируемые по химическому составу. При производстве изделий эти стали могут подвергаться горячей обработке (ковке, штамповке и т. д.) и таким образом изменять исходную структуру и свойства; В — стали, контролируемые и по механическим свойствам, и по химическому составу. Стали этой группы преимущественно используют для изготовления сварных конструкций. Структура и механические свойства металла изменяются лишь в зоне термического влияния сварки, а за пределами этой зоны сохраняются в исходном состоянии. Стали группы В применяют в качестве судокорпусных.
В обозначение стали входят буквы Ст и номер 0, 1, 2, ..., 6. По мере повышения содержания углерода (от 0,06—0,12 до 0,38—0,49 %) увеличивается прочность, но снижается пластичность стали и номер в обозначении возрастает от 1 до 6. Буквы «сп», «пс» и «кп» являются сокращением слов «спокойная», «полуспокойная» и «кипящая». Они обозначают степень раскисления стали. Буквы Б и В перед обозначением марки указывают группу стали (буква А не указывается). При повышенном содержании марганца в марочное обозначение вводится буква Г, например Ст3Гпс. Наименование и количество нормируемых показателей стали зависят от категории, указываемой в конце марочного обозначения. В судостроении применяются стали второй, третьей и четвертой категорий. Для сталей второй категории нормируют химический состав, показатели механических свойств (σв, σТ, δ) и пробу на изгиб до параллельности сторон. Для сталей третьей категории дополнительно определяют ударную вязкость при комнатной температуре, а для сталей четвертой категории — ударную вязкость при —20 °С.
Механические свойства проката из стали общего назначения приведены в табл. 5.2 и 5.3. Ранее отмечалось, что горячекатаная сталь имеет определенную химическую и структурную неоднородность вдоль и поперек направления прокатки. Эта неоднородность усиливается по мере увеличения толщины проката, что обусловливает понижение предела текучести и ударной вязкости.
| Марка стали | Предел прочности σв, МПа (кгс/мм2) | Предел текучести σТ (не менее), МПа (кгс/мм2), при толщине, мм | Относительное удлинение δ (не менее), % при толщине, мм | |||||
| до 20 | от 20 до 40 | от 40 до 100 | свыше 100 | до 20 | от 20 до 40 | свыше 40 | ||
| Ст3кп | 360—460 (37—47) | 235 (24) | 225 (23) | 215 (22) | 195 (20) | 27 | 26 | 24 |
| Ст3пс | 370—480 (38—49) | 245 (25) | 235 (24) | 225 (23) | 205 (21) | 26 | 25 | 23 |
| Ст3сп | 370—480 (38—49) | 245 (25) | 235 (24) | 225 (23) | 205 (21) | 26 | 25 | 23 |
| Ст3Гпс | 370—490 (38—50) | 245 (25) | 235 (24) | 225 (23) | 205 (21) | 26 | 25 | 23 |
| Вид проката | Толщина проката, мм | Расположение образца относительно направления прокатки | Ударная вязкость (не менее), Дж/м2 (кгс·м/см2), при температуре; °С | |
| +20 | —20 | |||
| Листовой | 5—9 | Поперек | 78 (8) | 39 (4) |
| 10—25 | 69 (7) | 29 (3) | ||
| 26—40 | 49 (5) | Не регламентируется | ||
| Широкополосный (универсальный) | 5—9 | Вдоль | 98 (10) | 49 (5) |
| 10—25 | 78 (8) | 29 (3) | ||
| 26—40 | 69 (7) | Не регламентируется | ||
| Сортовой и фасонный | 5—9 | Вдоль | 108 (11) | 49 (5) |
| 10—25 | 98 (10) | 29 (3) | ||
| 26—40 | 88 (9) | Не регламентируется | ||
Существенное влияние на механические свойства стали оказывает температура испытания, понижение которой может привести к хрупкому разрушению. Температурный порог хладноломкости зависит от многих факторов: химической чистоты стали, степени раскисления, размера зерна, режима термической обработки и др. Из табл. 5.4 следует, что спокойная сталь имеет несомненные преимущества по сравнению с кипящей.
| Сталь | Начальная температура, °С | Конечная температура, °С | Порог хладноломкости Т50, °С |
| Кипящая: | |||
| горячекатаная | +100 | 0 | +50 |
| нормализованная | +40 | —20 | +10 |
| термически улучшенная | +20 | —40 | —10 |
| Спокойная: | |||
| горячекатаная | +20 | —40 | —10 |
| нормализованная | 0 | —60 | —30 |
| термически улучшенная | —20 | —80 | —50 |