Стали обыкновенного качества группы А

 

Марки стали	Предел проч- ности при рас- тяжении, МПа	Предел текучести , МПа	Относительное удлинение , %	Загиб на 180^0 (а -толщина образца, d -диа- метр оправки)
Ст0 Ст1 Ст2 Ст3 Ст4 Ст5 Ст6	не менее 310 310…420 320…440 370…500 410…540 500…600 не менее 600	__ __ 200…230 210…250 240…270 260…290 300…320	20…33 31…35 29…33 23…27 21…25 17…20 12…15	__ без оправки то же d = 0,5 a d = 2 a d = 2 a d = 3 a

 

    Легированные стали помимо компонентов, входящих в углеродистые стали, содержат так называемые легирующие элементы, которые повышают качество стали и придают ей особые свойства. К легирующим элементам относятся: марганец (условное обозначение – Г), кремний – С, Х – хром, никель – Н, молибден – М, медь – Д и др. элементы. Марганец повышает прочность, износостойкость стали и сопротивление ударным нагрузкам без снижения ее пластичности, кремний повышает упругие свойства, никель и хром улучшают механические свойства, повышают жаростойкость и коррозионную стойкость; молибден улучшает механические свойства стали при нормальной и повышенной температурах.

    Легированные стали по назначению делят на конструкционные, инструментальные и стали со специальными свойствами (нержавеющие, жаростойкие и др.). Для строительных целей применяют, в основном, конструкционные низколегированные стали.

    Такие стали содержат не более 0,6% углерода. Основные легирующие элементы низколегированных сталей: кремний, марганец, хром, никель.

    При маркировке легированных сталей первые две цифры указывают содержание углерода в сотых долях процента, следующие за ним буквы – условное обозначение легирующих элементов. Если количество легирующего элемента составляет 2 % и более, то после буквы ставят еще цифру, указывающую это количество. Например, марка стали 25ХГ2С показывает, что содержание в ней углерода 0,25 %, около 1 % хрома, 2 % марганца и около 1 % кремния. При маркировке высококачественных легирующих сталей (с низким содержанием серы и фосфора) в конце ставится буква А.

    В строительстве применяют легированные стали 10ХСНД, 15ХСНД для ответственных металлических конструкций (ферм, балок); 35ХС, 25Г2С,

25ХГ2СА, 30 ХГСА и 35ХГСА – для арматуры предварительно напряженного бетона.

    Прочность на растяжение таких сталей в 2…3 раза выше, чем обыкновенных углеродистых сталей Ст3 и Ст5. Высокие прочностные показатели позволяют изготовлять из легированных сталей более легкие конструкции при сохранении необходимой несущей способности. Это снижает расход металла и уменьшает массу здания.

 

Термическая обработка стали

 

    Изменение физико-механических свойств стали можно добиться путем направленной термической обработки. Наиболее часто применяют закалку, отпуск и нормализацию стали.

    Закалка заключается в нагреве стали до 800…1000⁰С (температура зависит от состава стали) и быстром охлаждении в воде или в масле. При закалке в стали образуется высокотемпературная мартенситовая структура, характеризующаяся высокой твердостью и прочностью, но при этом снижается пластичность и ударная вязкость.

    Нормализация – нагрев стали с последующим охлаждением на воздухе. При этом образуется однородная мелкозернистая структура с повышенными механическими свойствами (особенно увеличивается пластичность и ударная вязкость). Нормализация производится обычно на изделиях, полученных прокаткой, ковкой или отливкой.

    Отпуск – медленный нагрев стали до 250…350⁰С, выдержка при этой температуре и медленное охлаждение на воздухе. Отпуск производится для снижения уровня внутренних напряжений и перевода стали в ферритно-цементитную структуру. Этот процесс как бы обратный закалке. Основная задача отпуска – повышение пластичности стали с сохранением достаточно высокой прочности.