Малоуглеродистые стали обычной прочности.

Металлические конструкции, включая сварку.

Основные характеристики малоуглеродистой стали, стали обычной прочности, стали повышенной прочности, стали высокой прочности.

Малоуглеродистые стали обычной прочности.

Из группы малоуглеродистых сталей обыкновенного качества, производимых металлургической промышленностью по ГОСТ 380 — 71, с изм., для строительных металлоконструкций применяется сталь марок CT3 и СтЗГпс.

Сталь марки СтЗ производится кипящей, полуспокойной и спокойной. Малоуглеродистые стали хорошо свариваются. В зависимости от назначения сталь поставляется по следующим трем группам:

А — по механическим свойствам;

Б — по химическому составу;

В — по механическим свойствам и химическому составу.

Поскольку для несущих строительных конструкций необходимо обеспечить прочность и свариваемость, а также надлежащее сопротивление хрупкому разрушению и динамическим воздействиям, сталь для этих конструкций заказывается по группе В, т.е. с гарантией механических свойств и химического состава.

Сталь марки СтЗ содержит углерода 0, 14 — 0, 22 %, марганца в кипящей стали — 0, 3 — 0, 6 %, в полуспокойной и спокойной — 0, 4 — 0, 65 %, кремния в кипящей стали от следов — до 0, 07 %, в полуспокойной

0, 05 — 0, 17 %, в спокойной — 0, 12 — 0, 3 %.

Сталь марки СтЗГпс с повышенным содержанием марганца имеет углерода 0, 14 — 0, 22 %, марганца 0, 8 -1, 1, %, кремния до 0, 15 %.

В зависимости от вида конструкций и условий их эксплуатации стали, из которой они изготавливаются, предъявляются те или другие требования по ГОСТ 380 — 71 (с изм.).

Углеродистая сталь разделена на шесть категорий. Для всех категорий стали марок ВСтЗ и ВСтЗГпс требуется, чтобы при поставке гарантировались химический состав, временное сопротивление, предел текучести, относительное удлинение, изгиб в холодном состоянии. Требования ударной вязкости для каждой категории различны.

Кипящая сталь изготовляется по 2-й категории — ВСтЗкп2, полуспокойная — по 6-й категории — ВСтЗпс6, спокойная и полуспокойная с повышенным содержанием марганца — по 5-й категории — ВСтЗсп5 и ВСтЗГпс5. Маркировка стали согласно ГОСТ 380 — 71 (с изм.): вначале ставится соответствующее буквенное обозначение группы поставки, затем марки, далее степень раскисления и в конце категория, например обозначение 3СтЗпс6. ГОСТ 23570 — 79 «Прокат из стали углеродистой свариваемой для строительных металлических конструкций» ограничивает содержание азота, мышьяка, устанавливает более строгий контроль механических свойств. В обозначение марки стали по ОСТ 23570 — 79 входят содержание углеродa в сотых долях процента, степень раскисления и при повышенном содержании марганца буква Г. Прокат изготовляют из сталей 18кп, 18пс, 18сп, 18Гпс и 18Гсп. По сравнению с ГОСТ 380 — 71

1.2. (с изм.) несколько повышены прочностные характеристики проката.

Значительная часть проката имеет механические свойства выше установленных ГОСТ 380 — 71 (с изм.). Институтом электросварки имени Е. О. Патона в целях экономии металла прокат из углеродистой стали марок СтЗ, СтЗГпс и низколегированной стали марок 09Г2 и 09Г2С предложено дифференцировать по прочности на 2 группы с минимальными и повышенными показателями прочности, так, для стали ВСтЗ 1-й группы принято б, =250 — 260 МПа, а для 2-й группы б, =280 — 290 МПа (см. рис. 2.3), временное сопротивление отрыву б, повышено на 20— 30 МПа. Прокат из такой стали поставляется по ТУ 14-1-3023-80 «Прокат листовой, широкополосный универсальный и фасонный из углеродистой и низколегированной стали с гарантированным уровнем механических свойств, дифференцированным по группам прочности».

Стали повышенной прочности. Сталь повышенной прочности можно получить как термической обработкой малоуглеродистой стали, так и легированием. Малоуглеродистая термически обработанная сталь марки ВстТ поставляется по ГОСТ 14637 — 79. Эта сталь получается термической обработкой стали СтЗ кипящих, полуспокойных и спокойных плавок. Для металлических конструкций рекомендуются стали полуспокойной и спокойной плавок; стали кипящие как весьма неоднородные не рекомендуются. Сталь марки ВСтТпс имеет предел текучести 295 МПа, временное сопротивление 430 МПа. Показатели ударной вязкости этой стали выше, чем показатели стали СтЗ (0, 35 МДж/м' при температуре — 40'С). Повышенная прочность низколегированных сталей получается введением марганца, кремния, хрома, никеля, меди, ванадия. При этом некоторые марки стали подвергаются термическому упрочнению. Подбор легирующих элементов обеспечивает хорошую свариваемость. Прокат из этих сталей поставляется по ГОСТ 19281 — 73 «Сталь низколегированная сортовая и фасонная», по ГОСТ 19282 — 73 «Сталь низколегированная листовая и широкополосная универсальная» и различным техническим условиям.

В зависимости от нормируемых свойств (химического состава, вре-менного сопротивления, предела текучести, ударной вязкости при раз- ных температурах и после механического старения)' согласно ГОСТУ

эти стали подразделяются на 15 категорий. Основные марки сталей повышенной прочности приведены в табл. 2.1. За счет более высоких прочностных характеристик применение сталей повышенной прочности. Приводит к экономии металла до 20 — 25 %.

Сталь высокой прочности. Прокат из стали с пределом текучести

440 МПа и временным сопротивлением 590 МПа и выше получают пу- тем легирования и термической обработки (см. табл. 2.1).

При сварке термообработанных сталей вследствие неравномерного нагрева и быстрого охлаждения в разных зонах сварного соединения

1.3. происходят различные структурные превращения. На одних участках образуются закалочные структуры, обладающие повышенной прочностью и хрупкостью (жесткие прослойки), на других металл подвергается высокому отпуску и имеет пониженную прочность и высокую пластичность (мягкие прослойки). Разупрочнение стали в околошовной зоне может достигать 5 — 30%, что необходимо учитывать при проектировании сварных конструкций из термообработанных сталей. Введение в состав стали некоторых карбидообразующих элементов (молибден, ванадий) снижает эффект разупрочнения. Применение сталей высокой прочности приводит к экономии металла на 25 — 30 % по сравнению с конструкциями из малоуглеродистых сталей и особенно целесообразно в большепролетных и тяжело нагруженных конструкциях.