Углеродистая сталь обыкновенного качества

ПРИЛОЖЕНИЕ Б (рекомендуемое)

Требования к стали по международным стандартам ИСО 630-80 и ИСО 1052-82

Б.1 Химический состав стали по плавочному анализу ковшовой пробы должен соответствовать нормам, указанным в таблице Б.1.

Таблица Б.1

Марка стали

Категория качества

Толщина проката, мм

Массовая доля элементов, %, не более

Степень раскис- ления

углерода

фосфора

серы

азота

Fe310

Fe360

А

0,20

0,060

0,050

В

До 16Св. 16

0,180,20

0,0500,050

0,0500,050

0,0090,009

С

0,170,17

0,0450,040

0,0450,040

0,009-

ЕСF

Fe430

А

0,24

0,060

0,050

В

До 40

0,21

0,050

0,050

0,009

Е

Св. 40

0,22

0,050

0,050

0,009

Е

С

0,20

0,045

0,045

0,009

Е

0,20

0,040

0,040

CF

Fe510

В

0,22

0,050

0,050

Е

С

До 16

0,20

0,045

0,045

Е

Св. 16

0,22

0,045

0,045

Е

До 35

0,20

0,040

0,040

CF

Св. 35

0,22

0,040

0,040

CF

Fe490

0,050

0,050

Fe590

0,050

0,050

Fe690

0,050

0,050

Примечания

1 Знак “-“ означает, что показатель не нормируется.

2 Е – спокойная сталь.

3 CF – мелкозернистая спокойная сталь. Рекомендуется массовая доля общего алюминия – не менее 0,02%.

Б.2 Сталь марок Fe490, Fe590, Fe690 изготовляют полуспокойной и спокойной.

Б.3 Для стали марок Fe310, Fe360, Fe430, Fe510 массовая доля марганца – не более 1,60 %, кремния – не более 0,55 %.

Б.4 Массовую долю азота определяют по требованию потребителя.

Для стали, раскисленной алюминием, допускается массовая доля азота до 0,015%.

Массовая доля азота в стали, выплавленной в электропечах, должна быть не более 0,012 %.

Б.5 Предельные отклонения по химическому составу в готовом прокате должны соответствовать приведенным в таблице Б.2.

Таблица Б.2

Элемент

Предельные отклонения в прокате из стали, %

кипящей

полуспокойной и спокойной

Углерод

+0,050

+0,030

Марганец

+0,100

Кремний

+0,050

Фосфор

+0,015

+0,005

Сера

+0,015

+0,005

Азот

+0,002

+0,002

Текст документа сверен по:

М.: ИПК Издательство стандартов, 1997

Механические свойства

HB KCU y d5 sT
МПа кДж / м2 % % МПа МПа
Твердость по Роквеллу Твердость по Бринеллю Ударная вязкость Относительное сужение Относительное удлинение при разрыве Предел текучести Предел кратковременной прочности
Ku s0,2 t-1 s-1
Коэффициент относительной обрабатываемости Условный предел текучести с 0,2% допуском при нагружении на значение пластической деформации Предел выносливости при кручении (симметричный цикл) Предел выносливости при сжатии-растяжении (симметричный цикл)
N число циклов деформаций/ напряжений, выдержанных объектом под нагрузкой до появления усталостного разрушения/ трещины

Стали углеродистые качественные конструкционные

Являются основным металлом для изготовления деталей машин (валов, шпинделей, осей, зубчатых колес, шпонок, муфт, фланцев, фрикционных дисков, винтов, гайек, упоров, тяг, цилиндров гидроприводов, эксцентриков, звездочек цепных передач и др.), которые при взаимодействии в работающей машине воспринимают и передают различные по величине нагрузки. Эти металлы хорошо обрабатываются давлением и резанием, льются и свариваются, подвергаются термической, термомеханической и химико-термической обработке.

Различные специальные виды обработки обеспечивают вязкость, упругость и твердость сталей, позволяют делать из них детали, вязкие в сердцевине и твердые снаружи, что резко увеличивает их износостойкость и надежность. Из углеродистых качественных конструкционных сталей производят прокат, поковки, калиброванную сталь, сталь серебрянку, сортовую сталь, штамповки и слитки.

Таблица 3. Основные свойства стали углеродистой качественной конструкционной

МаркаМеханические свойстваФизические свойстваТехнологические свойства
σтσвδ, %ан Дж/см2НВγ, г/см3λ, Вт/(м ·°С)α·106 ,1/°Собрабаты-

ваемость

резанием

сварива-

емость

интервал

температур

ковки,°С

пластичность

при

холодной

обработке

*горяче-

катаная

**отож-

женная

МПа
08196324331267,8381111,6ВВВ800-1300ВВ*
10206321311407,8381111,6ВВВ800-1300ВВ*
15225373271457,8277011,9ВВВ800-1250ВВ*
20245412251597,8277011,1ВВВ800-1280В*
2527445123881667,8273211,1ВВВ800-1280В*
3029449021781757,81773212,6ВВ800-1250В*
3531452920692037,81773211,09ВВ800-1250В*
4032156819591837,81559612,4ВУ800-1250У**
4536359816491937,81468011,649ВУ800-1250У**
5037362714382037,81168012,0УУ800-1250У**
55382647132127,8268011,0УН800-1250Н**
60402676122247,8068011,1УН800-1240Н**
Примечание. Н — низкая, У — удовлетворительная, В — высокая, ВВ — весьма высокая.

Качественные конструкционные стали обладают более высокими механическими свойствами (ГОСТ 1050-88), чем стали обыкновенного качества, за счет меньшего содержания в них фосфора, серы и неметаллических включений. По видам обработки их делят на горячекатаную, кованую, калиброванную и серебрянку (со специальной отделкой поверхности).

Обозначение марки стали составляют из слова «Сталь» и двузначной цифры, которая указывает на среднее содержание углерода в сотых долях процента. Например, Сталь 25 содержит 0,25% углерода (допустимое количество углерода — 0,220,30 %), Сталь 60-0,60 % (допустимое количество -0,57-0,65%). Степень раскисления в марках спокойных сталей не отражается, а в марках полуспокойных и кипящих сталей, как и сталей обыкновенного качества, обозначается буквами «пс» и «кп» соответственно. В качественных конструкционных сталях всех марок допускается содержание серы не более 0,040% и фосфора — не более 0,035%.

Основные свойства углеродистой качественной конструкционной стали приведены в табл. 3, основное назначение — в табл. 4. Цвета маркировки приведены в табл. 5.

Таблица 4. Стали углеродистые качественные конструкционные, их основное назначение

Марка сталиОсновное назначение
Сталь 08кп, 10Детали, изготовляемые холодной штамповкой и холодной высадкой, трубки, прокладки, крепеж, колпачки. Цементируемые и цианируемые детали, не требующие высокой прочности сердцевины (втулки, валики, упоры, копиры, зубчатые колеса, фрикционные диски)
Сталь 15, 20Малонагруженные детали (валики, пальцы, упоры, копиры, оси, шестерни). Тонкие детали, работающие на истирание, рычаги, крюки, траверсы, вкладыши, болты, стяжки и др.
Сталь 30, 35Детали, испытывающие небольшие напряжения (оси, шпиндели, звездочки, тяги, траверсы, рычаги, диски, валы)
Сталь 40, 45Детали, от которых требуется повышенная прочность (коленчатые валы, шатуны, зубчатые венцы, распределительные валы, маховики, зубчатые колеса, шпильки, храповики, плунжеры, шпиндели, фрикционные диски, оси, муфты, зубчатые рейки, прокатные валики и др.)
Сталь 50, 55Зубчатые колеса, прокатные валики, штоки, бандажи, валы, эксцентрики, малонагруженные пружины и рессоры и др. Применяют после закалки с высоким отпуском и в нормализованном состоянии
Сталь 60Детали с высокими прочностными и упругими свойствами (прокатные валки, эксцентрики, шпиндели, пружинные кольца, пружины и диски сцепления, пружины амортизаторов). Применяют после закалки или после нормализации (крупные детали)

Таблица 5. Цвета маркировки стали углеродистой качественной

ГруппаЦвет краски
Сталь 08, 10, 15, 20Белый
Сталь 25, 30, 35, 40Белый и желтый
Сталь 45, 50, 55, 60Белый и коричневый

Сортамент

Стали марки Ст3 содержат углерод в количестве 0,14-0,22. Такой металлопрокат изготавливается 2 способами: горячим (нагрев до 1100 °С) или холодным. Преимущество горячей прокатки — отсутствие напряжений в структуре за счет отпуска с прокатного нагрева. Во время охлаждения естественным образом происходит снятие наклепов, полученных при пластической деформации. Холодная прокатка используется для получения изделий толщиной или диаметром менее 4 мм (из-за образования окалины во время нагрева).

Сталь листовая горячекатаная марки Ст3 (ГОСТ 19903-2005) предназначена для изготовления сварных труб и корпусных изделий. Хорошая обрабатываемость резанием и соединением всеми видами сварки позволяет изготавливать изделия любых форм и размеров.

Марка стали С255 — аналог Ст3. Из нее изготавливают горячекатаным методом тяжелонагруженные изделия: балки, разносторонние уголки, двутавры, рельсы.

Арматуру гладкоствольную или периодического профиля, 2-4 класса прочности, прокатывают из СТ3сп с максимальным процентным соотношением хим. элементов для этой марки: содержанием углерода в 18-22 %, марганца – 50-58 %, кремния – 18-20 %.

Если сталь листовая горячекатаная марки Ст3 проходит дополнительное волочение, ее прочность очень возрастает.

Разновидности сплава Ст3

Спокойная сталь раскисляется с использованием марганца, кремния и алюминия. Это дорогой и высококачественный материал. За счёт однородной структуры спокойный металл пластичнее и коррозионно устойчивее. Применяется для изготовления несущих ответственных конструкций, узлов машин, механизмов, которые работают при отрицательных температурах и динамических нагрузках.

Полуспокойная сталь раскисляется марганцем и алюминием. Показатели прочности и пластичности у этого материала близки к спокойной стали, но уступают ей. Применяется при возведении несущих металлоконструкций, где требования к прочностным показателям ниже, чем у конструкций из спокойного металла. Преимуществом этого сплава – его стоимость дешевле.

Кипящая сталь самая дешёвая, раскисляется только марганцем. При заливке этого расплава в слябы происходит активное кипение – выделяются содержащиеся в сплаве газы. В разных частях слитка может иметь неоднородные свойства. Кипящая металл хрупкий, плохо сваривается и подвержена коррозии. Применяется для изготовления конструкций, к которым не предъявляются высокие требования.

Основные характеристики

В зависимости от основного своего назначения углеродистые стали делятся на инструментальные и конструкционные, легирующих элементов в их составе практически нет. От обыкновенных стальных сплавов они отличаются еще и тем, что имеют в составе значительно меньше базовых примесей: марганца, магния, кремния. Содержание главного элемента — углерода — варьируется в довольно широких пределах. В составе высокоуглеродистой стали содержится 0,6−2% C, среднеуглеродистой — 0,3−0,6%, низкоуглеродистой — до 0,25%.

Основной элемент определяет свойства и структуру. Во внутренней структуре сплавов с менее чем 0,8% C (сталь доэвтектоидная) — преимущественно перлит и феррит, а при увеличении концентрации главного элемента формируется вторичный цементит.

Представленные стали с преобладанием ферритной структурой высоко пластичны и имеют низкую прочность. Если в структуре преобладает цементит, металл характеризуется высокой прочностью, однако и большой хрупкостью. При повышении содержания C до 0,8−1% растет прочность и твердость, но сильно ухудшается вязкость и пластичность.

Количественное содержание углерода сказывается на технологических характеристиках, в частности, на свариваемости, легкости обработки резанием и давлением.

  • Из низкоуглеродистых сталей изготавливают детали и конструкции, не предназначенные для значительных нагрузок.
  • Характеристики среднеуглеродистых сталей делают их основным конструкционным материалом, который используется в производстве конструкций и деталей для транспортного и общего машиностроения.
  • Высокоуглеродистые сплавы оптимальны для изготовления деталей, которые должны иметь повышенную износостойкость, в производстве измерительного и ударно-штампового инструмента.

Металл, как и иные стальные сплавы, в составе содержат примеси:

  • кремний;
  • фосфор;
  • марганец;
  • азот;
  • серу;
  • водород;
  • кислород.

Кремний и марганец — это полезные примеси, которые вводятся в состав на стадии выплавки для раскисления. Фосфор и сера — вредные примеси, ухудшающие качественные характеристики сплава.

Считается, что легирование и углеродистые виды несовместимы, тем не менее с целью улучшения их технологических и физико-механических характеристик может выполняться микролегирование с помощью добавления различных добавок:

  • бора;
  • титана;
  • циркония;
  • редкоземельных элементов.

С их помощью не удастся превратить металл в нержавейку, но значительно улучшить свойства получится.

Сталь углеродистая обыкновенного качества

Подробности Категория: Справочные таблицы

ГОСТ 380-94 распространяется на углеродистую сталь обыкновенного качества, предназначенную для изготовления горячекатаного проката: сортового, фасонного, толсто-, тонколистового, широкополосного и холоднокатаного тонколистового, а также слитков, блюмов, слябов, сутунки, катаных и литых заготовок, труб, поковок и штамповок, ленты, проволоки, метизов и др.

Марки стали

. Углеродистую сталь обыкновенного качества изготовляют следующих марок: Ст0, Ст1кп, Ст1пс, Ст1сп, Ст2кп, Ст2пс, Ст2сп, СтЗкп, СтЗпс, СтЗсп, СтЗГпс, СтЗГсп, Ст4кп, Ст4пс, Ст4сп, Ст5пс, Ст5сп, Ст6пс, Стбсп.

Буквы Ст обозначают «Сталь», цифры — условный номер марки в зависимости от химического состава, буквы «кп», ”пс», «сп” — степень раскисления («кп” — кипящая, «пс» — полуспокойная, «сп» — спокойная).

ГОСТ 380-94 соответствует международным стандартам ИСО 630-80 и ИСО 1052-82 в части требований к химическому составу стали.

Сопоставление марок стали типа «Ст» и типа «Fe» по ИСО 630-80 и ИСО 1052-82 приведено в табл. 1.1. Сопоставление марок стали типа «Ст» (ГОСТ 380-94) и «Fe» (ИСО 630-80 и ИСО 1052-82)

Марки стали типов
«Ст»«Fe»
Ст0Fe 310-0
Ст1кп
Ст1пс
Ст1сп
Ст2кп
Ст2пс
Ст2сп
Ст3кпFe 360-A
Ст3псFe 360-B
Ст3ГпсFe 360-B
Ст3спFe 360-C
Ст3ГспFe 360-C
Fe 360-D
Ст4кпFe 430-A
Ст4псFe 430-B
Ст4спFe 430-C
Fe 430-D
Ст5псFe 510-B, Fe 490
Ст5ГпсFe 510-B, Fe 490
Ст5спFe 510-C, Fe 490
Ст6псFe 590
Ст6спFe 590
Fe 690

Марки зарубежных аналогов углеродистой стали обыкновенного качества, определенные по совпадению значений или интервалов содержания основных элементов (С, Si, Mn, Р и S), приведены в табл. 2, а определенные из сопоставления временного сопротивления разрыву σв и предела текучести σт (при этом разброс значений σв и σт в пределах ±50 МПа) — в табл. 3.2. Марки зарубежных углеродистых сталей обыкновенного качества, близких по химическому составу отечественным сталям

Россия ГОСТСША (ASTM)Германия (DIN) Япония (JIS)
Ст2спRSt34-2
Ст3Гпс, Ст5ГпсA572/42St52-3ИSM41B
Ст3ГпсA131/B, A573/58SM41B

3. Марки зарубежных углеродистых сталей обыкновенного качества, соответсвующих отечественным по механическим свойствам

Россия ГОСТСША (ASTM)Германия (DIN) Япония (JIS)
Ст2кпUst34-2SS34
Ст2пс
Ст3спA283/CRSt37-2
Ст3кпA283/CUSt37-2
Ст3пс
Ст3ГпсA572/42SM41B
Ст3ГспA131/BSM41B
Ст4спA283/DRSt42-2SS41
Ст4спA131/ASt44-2SM41A
Ст5спSt50-2SS50
Ст6спSt60-2

Химические составы сталей углеродистых обыкновенного качества по ГОСТ 380-94, стандартам ИСО и национальным зарубежным стандартам приведены в табл. 4—6. 4. Химический состав углеродистой стали обыкновенного качества по ГОСТ 380-94

Марка сталиМассовая доля элементов, %
СMnSi
Ст0≤0,23
Ст1кп0,06-0,120,25-0,50≤0,05
Ст1пс0,05-0,15
Ст1сп0,15-0,30
Ст2кп0,09-0,15≤0,05
Ст2пс0,05-0,15
Ст2сп0,15-0,30
Ст3кп0,14-0,220,30-0,60≤0,05
Ст3пс0,05-0,15
Ст3сп0,40-0,650,15-0,30
Ст3Гпс≤0,15
Ст3Гсп0,14-0,200,80-1,100,15-0,30
Ст4кп0,18-0,270,40-0,70≤0,05
Ст4пс0,05-0,15
Ст4сп0,15-0,30
Ст5пс0,05-0,15
Ст5сп0,28-0,370,50-0,800,15-0,30
Ст5Гпс0,22-0,300,80-1,20≤0,15
Ст6пс0,05-0,15
Ст6сп0,38-0,490,50-0,800,15-0,30

5. Химический состав стали марок «Fe» по международным стандартам ИСО 630-80 и ИСО 1052-82

Марка стали Категория качества Толщина проката, ммМассовая доля элементов, %, не более Степень раскисления
СMnSiPSN
Fe3101,60,55
Fe360A0,201,60,550,0600,050
BДо 160,180,0500,0500,009
Св. 160,200,0500,0500,009
C0,170,0450,0450,009E
0,170,0400,040CF
Fe430A0,241,60,550,0600,050
BДо 400,210,0500,0500,009E
Св. 400,220,0500,0500,009E
C0,200,0450,0450,009E
0,200,0400,040CF
Fe510B0,221,60,550,0500,050E
CДо 160,200,0450,045E
Св. 160,220,0450,045E
До 350,200,0400,040CF
Св. 350,220,0400,040CF
Fe4900,0500,050
Fe5900,0500,050
Fe6900,0500,050
Примечания: 1. Знак «-» означает, что показатель не нормируется; 2. Е — спокойная сталь: 3. CF — мелкозернистая спокойная сталь. Рекомендуемая массовая доля общего алюминия не менее 0,02 %.

6. Химический состав зарубежных аналогов углеродистых сталей по национальным стандартам

Страна, стандартМарка сталиМассовая доля элементов, %
CSiMnPSПрочие
Германия
DIN 17100RSt34-20,150,03-0,300,20-0,300,050,050,007N
St52-3И0,220,351,600,040,040,009N
США
ASTM A572Grade 420,210,400,05-1,350,040,05
ASTM A131Grade B0,210,350,8-1,10,040,04
ASTM A573Grade 580,230,10-0,350,6-0,90,040,05
Япония
JIS G3106SM41B0,220,350,6-1,20,040,04

4 Контроль качества обыкновенных и углеродистых сталей, их маркировка по ГОСТ

Исследования химического состава готовой продукции выполняются по далее указанным Государственным стандартам:

  • 28033;
  • 22536 (0–11);
  • 17745;
  • 27809;
  • 18895;
  • 12359.

Разрешено применять и иные методы, коими располагают метпредприятия. Но такие методы обязаны обеспечивать заданную точность анализа и осуществляться в утвержденном на комбинате порядке.

Важно! Пробы для исследования на соответствие продукции требуемому химическому составу отбираются строго по положениям, изложенным в стандарте 7565. Еще один важный момент

Массовые части меди, хрома, азота, мышьяка и никеля в обыкновенных углеродистых сплавах можно не определять в тех случаях, когда производитель гарантирует их соответствие принятым нормам

Еще один важный момент. Массовые части меди, хрома, азота, мышьяка и никеля в обыкновенных углеродистых сплавах можно не определять в тех случаях, когда производитель гарантирует их соответствие принятым нормам.

ГОСТ 380 требует, чтобы отгрузка стали потребителю производилась по стандарту 7566. Кроме того, углеродистая сталь обязательно маркируется разными цветами (используется несмываемая краска):

Применение Ст3

Из спокойной стали производят: лист, уголок, швеллер, арматуру, двутавровую балку и другой металлопрокат, который используют для изготовления:

  • трубопроводной арматуры, труб, фасонных изделий;
  • мостовых кранов, несущих железнодорожных металлоконструкций, каркасов зданий, внутрицеховых металлоконструкций, железнодорожных и автомобильных мостов;
  • ёмкостей для хранения воды и нефтепродуктов, железнодорожных вагонов, цистерн для перевозки нефтепродуктов;
  • кузовов автомобилей, корпусов судов;
  • других ответственные конструкции, применяемых во всех отраслях промышленности, работающих при низких температурах окружающего воздуха, в условиях динамических знакопеременных нагрузок.

Полуспокойная сталь используется для тех же металлоконструкций и деталей, что и спокойная, но при условии, что эти изделия не будут работать при температурах ниже -10 0С.

Кипящая сталь. Применяется для малонагруженных, второстепенных, ненагруженных металлоконструкций, которые работают при постоянных нагрузках. Из неё изготавливают заборы, заземление, кронштейны, листовую обшивку, другие элементы зданий и металлоконструкций.

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:
    1. сортовой прокат;
    2. фасонный прокат;
    3. листовая продукция:
      • тонколистовая;
      • толстолистовая;
      • широкополосная;
      • ленты;
    4. проволока;
    5. метизы;
  • Методом обжима на прокатных станах:
    1. блюм;
    2. сляб;
    3. сутунка и прочие;
  • Методом ковки;
  • Методом объемной штамповки;
  • Методом отливки:
  • Методом непрерывного литья.

 Выпуск углеродистых сплавов общего назначения производится, соответствуя трем группам: А, Б, В.

  1. Сплавы группы А. Продукция данной группы соответствует принятым механическим качествам. Марки сталей: от Ст0 до Ст6. Для данной группы характерен нерегламентированный химический состав сплава
  2. 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.
  3. 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.

ГруппаСоответствие заданным свойствам поставляемой продукцииНаименования и маркировкаКатегории
АМеханические свойстваСт0; Ст1кп, пс, сп; Ст2кп, пс, сп; Ст3кп, пс, сп; Ст4кп, пс, сп; Ст5кп, пс, сп; Ст6кп, пс, сп;1-2-3
БХимический составБСт0; БСт1кп, пс, сп; БСт2кп, пс, сп; БСт3кп, пс, сп; БСт4кп, пс, сп; БСт5кп, пс, сп; БСт6кп, пс, сп;1-2
ВМеханотехнологические свойства + химический составВСт1кп, пс, сп; ВСт2кп, пс, сп; ВСт3кп, пс, сп; ВСт4кп, пс, сп; ВСт5кп, пс, сп; ВСт6кп, пс, сп;1-2-3-4-5-6
Поделитесь в социальных сетях:FacebookX
Напишите комментарий