Углеродистая сталь обыкновенного качества на протяжении длительного времени и в большом количестве используется для изготовления конструкций. Массовое использование позволило производителям выпускать углеродистые стали обыкновенного качества в массовом порядке. Большие объемы позволили снизить себестоимость материала. Количественный объем и химический состав примесей регламентируется ГОСТом 380-2005.
Углеродистая сталь обыкновенного качества
Содержание
- Общие сведения
- Общие характеристики
- Состав химических элементов
- Области использования и применения
- Типы обозначения и маркировки углеродистых сталей обыкновенного качества
- Вам также могут быть интересны статьи:
Общие сведения
Углеродистая сталь обыкновенного качества общего назначения – это широко используемый материал в отраслях машиностроения, строительства и народного хозяйства. Из нее изготавливаются изделия:
- Методом горячего и холодного прокатывания:
- сортовой прокат;
- фасонный прокат;
- листовая продукция:
- тонколистовая;
- толстолистовая;
- широкополосная;
- ленты;
- проволока;
- метизы;
- Методом обжима на прокатных станах:
- блюм;
- сляб;
- сутунка и прочие;
- Методом ковки;
- Методом объемной штамповки;
- Методом отливки:
- слитки;
- Методом непрерывного литья.
Выпуск углеродистых сплавов общего назначения производится, соответствуя трем группам: А, Б, В.
- Сплавы группы А. Продукция данной группы соответствует принятым механическим качествам. Марки сталей: от Ст0 до Ст6. Для данной группы характерен нерегламентированный химический состав сплава
- Сплавы группы Б. Продукция соответствует заданному составу химических элементов. Марки сталей: от БСт0 до БСт6. Для данной группы сплавов механические характеристики второстепенны, но количество химических элементов известно с точностью до трех знаков после запятой.
- Группа В. Продукция соответствует заданным механическим качествам и составу химических элементов. Данная группа сплавов обладает характеристиками присущими первым двум группам.
Стали конструкционные обыкновенного качества производятся шести категорий. Категорийность которых зависит от способа и степени раскисления. Раскисление, как процесс, способствующий выведению из расплава кислорода, влияет на механические свойства металла. Различают три способа разливки металла: сплав кипящий – «кп», сплав полуспокойный – «пс», сплав спокойный – «сп».
Распределение сплавов от заданных свойств представлено в таблице.
| Группа | Соответствие заданным свойствам поставляемой продукции | Наименования и маркировка | Категории |
| А | Механические свойства | Ст0; Ст1кп, пс, сп; Ст2кп, пс, сп; Ст3кп, пс, сп; Ст4кп, пс, сп; Ст5кп, пс, сп; Ст6кп, пс, сп; |
1-2-3 |
| Б | Химический состав | БСт0; БСт1кп, пс, сп; БСт2кп, пс, сп; БСт3кп, пс, сп; БСт4кп, пс, сп; БСт5кп, пс, сп; БСт6кп, пс, сп; |
1-2 |
| В | Механотехнологические свойства + химический состав | ВСт1кп, пс, сп; ВСт2кп, пс, сп; ВСт3кп, пс, сп; ВСт4кп, пс, сп; ВСт5кп, пс, сп; ВСт6кп, пс, сп; |
1-2-3-4-5-6 |
Общие характеристики
Физические свойства. Общие показатели, которыми обладают углеродистые стали общего назначения.
- Плотность:
- по СИ – 7800 кг/м3;
- по СГС – 7,8 г/см3;
- по МКСС – 796 тем/м3;
- Коэффициент Пуансона – 0,24-0,28;
- Модуль:
- Юнга – 20500 кГ/мм2;
- сдвига – 8100 кГ/мм2
- Допускаемые напряжения:
- на сжатие – 14 кГ/мм2;
- на растяжение – 14 кГ/мм2.
Механические и эксплуатационные свойства представлены в таблице.
| Марка стали | , % | , % | Е, ГПа | G, ГПа | НВ | KCU, кДж/м2 | |||
| Ст0 | >310 | — | 21 | — | 0,3 | 200 | 77 | — | — |
| Ст1 | 310-400 | — | 31 | — | 0,3 | 200 | 77 | 1100 | — |
| Ст2 | 340-420 | 200 | 29 | — | 0,3 | 200 | 80 | 1160 | — |
| Ст3 | 370-490 | 210 | 23 | 60 | 0,3 | 200 | 80 | 1310 | — |
| Ст4 | 420-510 | 240 | 21 | — | 0,3 | 210 | 80 | 1430 | — |
| Ст5 | 500-630 | 260 | 17 | 50 | 0,3 | 210 | 81 | 1700 | — |
| Ст6 | 620> | 300 | 12 | 40 | 0,3 | 210 | 81 | 1970 | — |
Характеристики свариваемости углеродистой стали общего назначения обыкновенного качества приведены в следующей таблице.
| Марка стали | Свариваемость |
| Ст0 | Нет ограничений по сварке |
| Ст2кп, пс, сп Ст3кп, пс, сп Ст3Гпс |
Нет ограничений по сварке.
При соединении элементов, толщина которых больше 36 мм рекомендуется следующее: |
| Ст4кп, пс Ст5пс, сп Ст6пс, сп |
Свариваемость, ограниченная. При сварке рекомендовано: 1) предварительный нагрев, 2) последующая за ним термическая обработка. |
Перед изготовлением деталей и элементов механизмов и конструкций образцы стали подвергаются испытаниям. Кроме того, образцы испытывают на изгиб, то есть какой диаметр образца не разрушается при изгибе его на 180°.
| Наименование стали | Размер образца, s | |
| 40…100 | До 20 | |
| Ст0 | 20 | D=2s |
| Вст2пс, сп | 29 | D=0 |
| ВСт3кп, пс, сп ВСт3Гпс |
22 23 23 |
D=0.5s |
| ВСт4кп, пс ВСт4Гпс |
22 21 |
D=2s |
| ВСт5пс, сп ВСт5Гпс |
17 | D=3s |
Прокат листового формата, произведенный из сталей углеродистых обыкновенного качества производителями изготавливается в соответствии четырем группам прочности:
- ОК300В;
- ОК360В;
- ОК370В;
- ОК400В,
где
- ОК – сплав обыкновенного качества;
- Цифровой индекс – это группа прочности, которая информирует о нижнем значении показателя предела прочностного сопротивления по времени);
- В – показатель характеристики (прочности).
Скачать ГОСТ 380-2005
К каждой группе прочности относятся следующие марки сталей:
- ОК300В – Ст1кп, пс, сп; Ст2кп, пс, сп;
- ОК360В — Ст3кп, пс, сп;
- ОК370В — Ст3пс, сп
- ОК400В — Ст4кп, пс, сп; Ст5пс, сп.
Горячекатаные листы из сталей обыкновенного качества на стадии производства подвергаются термической обработке. В процессе изготовления они подвергаются нормализации. Холоднокатаные листы также подвергаются термической обработке, а также дрессированию.
На производстве с непрерывным прокатыванием допустимо изготовление продукции без термической обработки.
Для листового металлического проката на поверхности недопустимо появление:
- расслоений;
- пузырей;
- надрывов;
- трещин;
- вкраплений инородных предметов и прочего.
Качество отделки поверхности листового проката соответствует четырем группам: I, II, III, IV.
Детали и изделия, которые подвергаются термической обработке изготавливаются из сталей обыкновенного качества общего назначения групп Б и В с номерами 5, 6. они подвергаются закалке и далее высокотемпературному отпуску.
Состав химических элементов
Количественный состав примесей в углеродистых сплавах обыкновенного качества должно соответствовать строгим параметрам ГОСТ. Так общие показатели представлены в таблице.
| Марка стали | С (углерод), % | Mn (марганец), % | Si (кремний), % |
| Ст0 | не превышает 23/100 | — | — |
| Ст1 | 6/100 … 12/100 | 35/100 … 50/100 | — |
| Ст2 | 8,5/100 … 15/100 | 35/100 … 50/100 | — |
| Ст3 | 14/100 … 22/100 | 35/100 … 60/100 | 12/100 … 3/100 |
| Ст4 | 18/100 … 27/100 | 40/100 … 70/100 | 12/100 … 3/100 |
| Ст5 | 28/100 … 37/100 | 50/100 … 80/100 | 17/100 … 35/100 |
| Ст6 | 38/100 … 50/100 | 50/100 … 80/100 | 17/100 … 35/100 |
Объем содержащегося углерода и его вкрапления наглядно показано на рисунке.
Объем содержащегося углерода и его вкрапления
Объем марганца зависит от степени и способа раскисления сплава и дополнительного его введения. Так марки от Ст3Гпс, сп до СтГ5пс, сп содержат марганца от 8 десятых долей процента до1 и 2-ух десятых долей процента.
Углеродистая сталь обыкновенного качества содержит N (азот), F (фосфор), S (серу) и некоторые металлы. Объем содержащегося азота зависит от метода восстановления сплава. Например, в сплавах, выплавленных в печах мартеновским или конверторным способом содержание азота не превышает 1-ой сотой процента. А сплавы, выплавляемые в электрических печах, содержат азота не больше 12 тысячных долей процента.
Объем содержания примесей в углеродистых сплавах обыкновенного назначения во многом зависит от способа производства. Кроме вышеперечисленных также применяются переплавы:
- открытый дуговой;
- электрошлаковый;
- вакуумно-дуговой;
- электроннолучевой;
- вакуумно-индукционный и прочие.
Регламентированное содержание:
- не более 4 сотых процента фосфора (для всех типов сплавов кроме Ст0);
- не более 5 сотых процента серы (исключение составляет Ст0 в ней серы от 6 сотых до 7 сотых процента);
- не более 3 десятых процента содержания Ni (никеля), Cu (меди) и Cr (хрома) (для Ст0 данный параметр не нормирован). Если углеродистая сталь обыкновенного качества выплавляется с использованием технологии «скрап», то в таком сплаве содержание хрома с никелем может достигать 35 сотых процента, а меди не превышает 4 десятых долей процента.
Химический состав углеродистых сталей обыкновенного качества
Любая продукция имеет погрешности и отклонения. Состав в углеродистых сплавах общего назначения имеет некоторые отклонения по количественному содержанию химических элементов представлены таблице.
| Элемент | Кипящая, % | Полуспокойная, % | Спокойная, % |
| Углерод | ±3/100 | min -2/100 max +3/100 |
min -2/100 max +3/100 |
| Сера | +5/1000 | +5/1000 | +5/1000 |
| Фосфор | +5/1000 | +5/1000 | +5/1000 |
| Кремний | Не допускается | min -2/100 max +3/100 |
min -2/100 max +3/100 |
| Азот | +2/100 | +2/100 | +2/100 |
| Марганец | min -4/100 max +5/100 |
min -3/100 max +5/100 |
min -3/100 max +5/100 |
Области использования и применения
Области и сферы применения деталей и изделий из конструкционной углеродистой стали обыкновенного качества общего назначения.
- Ст0. Ее используют для изготовления неответственных деталей, к которым относятся кожух, ограждения, перила, сплошная обшивка и прочие.
- Ст1. Детали, изготовленные из нее, обладают малой твердостью, но высокой вязкостью. Из Ст1 изготавливают болты фундаментные, анкерные; метизы для сборки обшивки.
- Ст2 применяется при изготовлении деталей и элементов неответственных конструкций, от которых требуется высокая пластичность, глубокая вытяжка при штамповке и пластической деформации.
- Ст3. Из нее производят несущие конструкции получаемые при помощи сварки и не используя ее. В автомобиле- и тракторостроении изготавливают рамы, кузова, колесные диски, детали для сельскохозяйственной техники. В строительстве пруток используется в качестве арматуры при производстве железобетонных изделий.
- Ст5. Термически улучшаемые детали: стержень, клин, палец, рычаг, различные метизы. Средненагруженные элементы грузоподъемных сооружений: крюк, ось, вал.
- Ст6. В станкостроении из данной стали изготавливают ударные элементы для молотов (баба), шпинделя метало- и деревообрабатывающих станков, соответственно после термического упрочнения.
Из всех марок сталей производится фасонный прокат: двутавр, швеллер, уголок.
Сварные конструкции рекомендуется возводить из сплавов группы Б.
Типы обозначения и маркировки углеродистых сталей обыкновенного качества
Для обозначения конструкционных углеродистых сталей обыкновенного качества общего назначения используется буквенное обозначение Ст. Затем за буквами следует цифровой индекс (0 или 1 или 2 или 3 или 4 или 5 или 6), которая условно отображает номер марки стали. За цифрой номера следует буквенное обозначение типа сплава (степени раскисления): кипящий сплав – кп, полуспокойный сплав – пс, спокойный сплав – сп.
Перед буквенным обозначение сплава указывается, какие гарантированы качества для данного типа сплава. Сплавы группы А не указываются в маркировке. Повышенное содержание марганца обозначается буквой Г, которая располагается между обозначением и номером. В самом конце через дефис указывается категория.
Примеры:
- Ст3кп – сталь обыкновенного качества, относящаяся к группе А 3-ей марки кипящая.
- Ст3Гсп3 – сталь обыкновенного качества, относящаяся к группе А 3-ей марки полуспокойная 3-ей категории.
- БСт3кп – сталь обыкновенного качества, относящаяся к группе Б 3-ей марки кипящая.
Фасонного проката на складах предприятий скапливается много. Для облегчения поиска металла требуемой марки пользуются цветовыми обозначениями, которые представлены в следующей таблице.
| Наименование стали | Как маркируется |
| Ст0 | полоса зеленого цвета + полоса красного цвета |
| Ст1 | полоса желтого цвета + полоса черного цвета |
| Ст2 | полоса желтого цвета |
| Ст3Гсп | полоса коричневого цвета + полоса синего цвета |
| Ст3Гпс | полоса коричневого цвета + полоса красного цвета |
| Ст3 | полоса красного цвета |
| Ст4 | полоса черного цвета |
| Ст5Гпс | полоса коричневого цвета + полоса зеленого цвета |
| Ст5 | полоса зеленого цвета |
| Ст6 | полоса синего цвета |
Для маркировки используется атмосферостойкая краска. Отгрузка заказчику производится согласно ГОСТ 7566-2001.
Источник: