Конструкционные строительные стали

Конструкционные строительные стали по химическому составу относятся к низкоуглеродистым и низколегированным, а в равновесном состоянии — к доэвтектоидным. Кроме комплекса высоких механических свойств, определяемых при стандартных испытаниях, они должны иметь высокую конструктивную прочность, т.е. соответствовать свойствам конкретных изделий и конструкций. К свойствам стали, определяющим надежность конструкций, относятся коэффициенты интенсивности напряжений и деформации, ударная вязкость и температура порога хладноломкости и долговечности — сопротивление усталости, коррозии и износу. Кроме того, конструкционные стали должны легко обрабатываться давлением, резанием, хорошо свариваться, прокаливаться, иметь малую склонность к деформациям, короблению и трещинообразованию при закалке.

Углеродистые стали выпускают обыкновенного и повышенного качества, по степени раскисления — спокойные (сп), полуспокойные (пс) и кипящие (кп). Спокойные стали полностью раскислены и содержат минимальное количество FeO, кипящие не-раскислены. Полуспокойные занимают промежуточное положение. Кипящие стали склонны с старению, хладноломкости, хуже свариваются, но пластичны.

Углеродистые стали обыкновенного качества в зависимости от гарантируемых свойств объединены в группы А, Б и В. Стали обозначают марками Ст1, Ст2, СтЗ, Ст4, Ст5, Ст6, спереди добавляется буква группы стали, а после — индекс степени раскисления, (сп, пс и кп), например, АСтЗсп, ВСт4пс. По группе А стали поставляют с гарантированными механическими свойствами, по группе Б — химическими и по группе В — с теми и другими одновременно. С увеличением номера стали растет содержание углерода.

Сталь для строительных конструкций, учитывая указанные требования к ней, заказывается по группе ВСтЗсп (пс) и ВСтЗГпс. Она содержит обычно углерода 0,14 — 0,22%, марганца 0,4 — 0,65 %, кремния 0,05-0,17 % (сп) или 0,12-0,3 % (пс). Сталь марки ВСтЗГпс содержит марганца 0,8 — 1,1 % и кремния до 0,15 %.

В зависимости от температурных условий эксплуатации и назначения конструкций по требованиям ударной вязкости углеродистые стали разделены на шесть категорий. Кипящая сталь изготовляется по 2-й категории ВСтЗкп2, полуспокойная — по 6-й ВСтЗпсб, спокойная и полуспокойная с повышенным содержанием марганца — по 5-й категории ВСтЗсп5 и ВСтЗГпс5. Категория стали, как видно из приведенных данных, указывается конце режима и условий работы и эксплуатации. Все виды стальных строительных конструкций разделены на четыре группы. За нормативные сопротивления стали принимают значения предела текучести или временного сопротивления (для сталей и сплавов высокой прочности при отсутствии площадки текучести) с обеспеченностью соответственно 0,95 или 0,995.

К первой группе отнесены сварные конструкции, работающие в особо тяжелых условиях динамического нагружения (эстакады, подкрановые балки, и др.). Для этих конструкций применяют высокопрочные низколегированные стали 18Г2АФпс, 12ГН2 МФАЮ, а также ВСтЗГпс5, 09ГС12.

Ко второй группе отнесены сварные конструкции, работающие на статическую нагрузку, — фермы, ригели, рамы, балки перекрытий и покрытий и др. Для этих конструкций рекомендуются низкоуглеродистые и низколегированные стали повышенной и высокой прочности — ВСтЗсп5, 091Г2С, 10ХСНД и др.

К третьей группе отнесены сварные конструкции, работающие преимущественно на сжатие, — колонны, стойки, опоры под оборудование и др. Для них могут использоваться наряду с указанными для второй группы низкоуглеродистые стали ВСтЗкп2.

В четвертую группу включены вспомогательные конструкции и элементы (связи, фахверк, лестницы, ограждения и др.). Для них рекомендуются обычные низкоуглеродистые кипящие, полуспокойные и спокойные стали группы ВСтЗкп(пс, сп)2(5).

Химико-термическая обработка стали Металлические материалы Сортамент