Химический состав и свойства судостроительной стали
Стали нормальной и повышенной прочности. Стали наиболее полно отвечают требованиям, предъявляемым к судокорпусным материалам. Они обеспечивают требуемый уровень характеристик прочности, пластичности и вязкости в течение длительного периода эксплуатации конструкций корпуса судна при различных температурах. Стали обладают удовлетворительной коррозионной стойкостью; технологичны при холодном и горячем деформировании; хорошо свариваются; допускают газовую и плазменную резку; их стоимость в сравнении с другими конструкционными материалами сравнительно низка, а входящие в их состав элементы не относятся к числу остродефицитных.
Современные отечественные судостроительные стали отвечают требованиям Международной ассоциации классификационных обществ (МАКО). В международной практике приняты унифицированные категории корпусных сталей (А, В, Д и Е), определяемые пределом текучести и работой удара при различных температурах. Как отмечалось в п. 5.2, характеристики прочности и надежности достаточно полно отражают работоспособность (конструкционную прочность) сталей.
По прочностным свойствам стали для корпусных конструкций подразделяются на стали нормальной прочности с пределом текучести не менее 235 МПа (24 кгс/мм2) и стали повышенной прочности трех категорий: с гарантированными пределами текучести 315 (32), 355 (36) и 390 (40) МПа (кгс/мм2).
Стойкость к хрупкому разрушению сталей нормальной прочности оценивают по величине работы удара на образцах с острым надрезом при соответствующей температуре испытания. Прокат из стали марки (категории) А не подвергается испытаниям на ударный изгиб. Стали марок (категорий) В, Д и Е должны обеспечивать требуемую работу удара при температурах испытания соответственно 0, —20 и —40 °С. Чем выше требования к сопротивлению стали хрупкому разрушению, тем для более низких температур эксплуатации она предназначена (однако в любом случае температура испытания должна быть ниже рабочей температуры).
Механические свойства судокорпусных сталей нормальной и повышенной прочности устанавливает ГОСТ 5521—86 «Прокат стальной для судостроения», разработанный с учетом требований Регистра СССР и международных. В соответствии с указанным стандартом прокат из сталей нормальной прочности марок (категорий) А, В (любой толщины) и Д (толщиной до 12 мм) поставляется в горячекатаном состоянии; прокат из стали марки Д толщиной свыше 12 мм и из стали марки Е любой толщины поставляется в нормализованном состоянии.
Механические свойства должны удовлетворять требованиям: σв = 400—490МПа (41—50 кгс/мм2); σТ≥235МПа (24кгс/мм2); δ>22 %; KV не менее 15 Дж (1,5 кгс·м) при толщине проката 5—7,0 мм, не менее 24 Дж (2,4 кгс·м) при толщине проката 7,5—9,5 мм и не менее 27 Дж (2,7 кгс·м) при толщине проката 10 мм и более. Химический состав судостроительных сталей, удовлетворяющих данным требованиям, приведен в табл. 5.1. Отечественными аналогами сталей марок (категорий) А, В, Д и Е по химическому составу являются низкоуглеродистые стали общего назначения, поставляемые по ГОСТ 380—87 в виде листового, сортового и фасонного проката:
| Mn | Si | |
| ВСт3кп | 0,30—0,60 | Не более 0,07 |
| ВСт3пс | 0,40—0,65 | 0,05—0,17 |
| ВСт3сп | 0,40—0,65 | 0,12—0,30 |
| ВСт3Гпс | 0,80—1,10 | Не более 0,15 |
В сталях этих марок содержится С — 0,14—0,22 %, Р — не более 0,04 %, S — не более 0,05 % (по требованию потребителя массовая доля серы должна быть не более 0,04 %), Cr, Ni и Cu— по 0,30 %, As — 0,08 %.
| Марка стали | Содержание элементов, % по массе | ||
|---|---|---|---|
| С, не более | Mn | Al | |
| А | 0,22 | 0,4—1,0 | — |
| В | 0,21 | 0,4—1,1 | Не более 0,06 |
| Д | 0,21 | 0,6—1,4 | 0,015—0,06 |
| Е | 0,18 | 0,6—1,4 | 0,015—0,06 |
| Примечание. В сталях этих марок содержится Si 0,15—0,37%. Р и S — не более 0,04% | |||
Страницы: 1 2 3