Какая сталь обыкновенного качества относится к полуспокойной

Какая сталь обыкновенного качества относится к полуспокойной

Сталь – это металлический сплав железа с углеродом, необходимый для производства полуфабрикатов, изделий путем пластической деформации в холодном и горячем состоянии. Для изменения свойств материала в его состав могут добавляться различные элементы. Так, при повышении количества углерода прочность стали повышается. Если его в сплаве более 2,14%, получаем уже чугун.

Главными качествами стали являются прочность, пластичность, вязкость, твердость, упругость, жаропрочность. Однако, от железа она унаследовала подверженность коррозии.

Классификация сталей по химическому составу:

• углеродистая сталь, без содержания улучшающих (легирующих) компонентов;
• легированная сталь, в которую с целью повышения технологических свойств добавляют легирующие элементы (марганец, хром, никель, вольфрам, кремний, молибден, ванадий).

Путем исследований были также получены нержавеющая и оцинкованная стали.

Углеродистая сталь

Углеродистые стали (УС) – это низколегированные композиции, состоящие из 99,5% железа. Строго дозированные различные добавки обуславливают эксплуатационные, механические и технологические свойства сплавов.

Углеродистые композиции составляют до 80% от всего количества выплавляемых сталей. Существует свыше двух тысяч марок данных сплавов.

По сфере использования они подразделяются на конструкционные, инструментальные, а также стали обыкновенного качества (например, катанка).

По качеству, классификация углеродистой стали предусматривает:

• обыкновенную сталь, которая бывает холоднокатаной и горячекатаной;
• качественную конструкционную сталь в виде кованых и горячекатаных заготовок, серебрянки (круглые прутки), калиброванной стали.

Качественную конструкционную сталь используют для производства ответственных узлов машин и механизмов, штамповки. К основным достоинствам УС можно отнести:

• оптимальное соотношение потребительских свойств и цены;
• высокий модуль упругости, что позволяет применять ее в силовых конструкциях, где работоспособность конструкции зависит от жесткости материала;
• термическая обработка стали повышает ее прочность, но практически не меняет модуль упругости (важный процесс в термообработке металла – закалка углеродистой стали, от которой зависит качество продукции, скорость закалки находится в пределах 200-600 С в секунду);
• поддается отделке давлением и резанием, отлично проводится сварка.

Благодаря этим преимуществам УС нашла широкое применение в производстве массовой продукции.

Маркировка углеродистых сталей

Углеродистые и легированные стали классифицируются по:

• структурному составу;
• химическому составу;
• качеству;
• назначению;
• степени раскисления.

Основной признак, который определяет название и марку стали, это химический состав. Такая маркировка сталей учитывает также условия производства, качество, область применения.

Если известна марка стали, то в ее свойствах разобраться достаточно легко. Например, УС обыкновенного качества маркируют двумя буквами и цифрой, которая показывает присутствие углерода в десятых долях процента (Ст.1 – Ст.7).

Легированные стали, помимо маркировки и цифр, имеют буквы, обозначающие присадки в стали. Для лучшей ориентации существуют таблицы маркировки.

Химический состав стали

В зависимости от химического состава углеродистые стали делят на три типа:

• низкоуглеродистые – углерод имеется в небольших количествах (до 0,25%). Эти композиции и в холодном и в горячем состоянии хорошо деформируются.
• Среднеуглеродистые – углерод присутствует 0,3-0,6%. Такие сплавы характеризуются хорошей пластичностью, текучестью и одновременно прочностью.
• Высокоуглеродистые (0,6 – 1,4 %) – имеют повышенную плотность и уникальные характеристики, которые обуславливаются особенностями структуры.

Для уменьшения числа неметаллических включений, измельчения зерен производят раскисление стали. Чем меньше количество неметаллических включений и чем более равномерно они распределены, тем ниже порог хрупкости материала и выше ударная вязкость и прочность.

Классификация по степени раскисления подразумевает: спокойные, полуспокойные, кипящие стали.

Кипящая сталь

Технология производства кипящей стали обеспечивает минимальные отходы и выход наибольшего количества годного металла. Благодаря отсутствию кремния сталь получается очень пластичной, используется для изготовления продукции путем глубокой вытяжки.

Кипящие стали раскисляют при помощи марганца до присутствия кислорода 0,02-0,04% после чего разливают в слитки. Выделяющиеся пузырьки СО создают картину кипения стали, что объясняет ее название. При маркировке дополнительно обозначается КП.

В результате того, что для кипящей стали необходимо небольшое количество раскислителя, а верхняя часть слитка не передается в лом, она дешевле, чем полуспокойная и спокойная.

Слитки из такой стали используются для производства листов, плит, трубы, проволоки, сортового проката.

Спокойная сталь

Данный вид металла относится к конструкционным углеродистым сталям. Получается при раскислении алюминием, марганцем и кремнием. В ней настолько снижен уровень кислорода, что в процессе обработки металла между углеродом и кислородом никакой реакции не возникает.

Спокойную сталь отличает плотная структура, у нее хорошие механические свойства. Она менее склонна к отрицательным реакциям на нагревание при сварке и к старению. Особенности однородной (гомогенной) микроструктуры придают сплаву максимальную устойчивость к коррозии и пластичность.

По стоимости это самая дорогая сталь. Она используется для сооружения жестких металлоконструкций, не несущих и несущих элементов. Из нее изготавливают:

• заготовки деталей для трубопроводов;
• основные элементы для железнодорожных путей;
• листовой, фасонный прокат и т.д.

Полуспокойная сталь

Полуспокойные стали имеют среднюю позицию между кипящими и спокойными видами сырья. Они содержат кислород, что придает сырью менее выраженные свойства пластичности и твердости. Затвердевают без кипения, однако, с выделением газов. Химический состав неоднородный.

Полуспокойная сталь плавится по технологии кипящей стали, но с последующим раскислением металла в изложнице или ковше. Как правило, для раскисления используют алюминий или кремний.

Из марки такой стали производят:

• полосы, круги, квадраты, шестигранники, уголки, закладные детали;
• трубный и листовой прокат.

Сталь – один из важнейших металлических материалов

Сталь относится к основным металлическим материалам, который используется в производстве инструментов, приборов, машин. Ее широкое применение обосновывается наличием целого комплекса высоких механических, технологических, физико-химических свойств.

Кроме того, сталь имеет сравнительно невысокую стоимость, может производиться значительными партиями. Сам процесс производства данного материала постоянно совершенствуется, в результате чего качество и свойства стали могут обеспечивать безаварийную эксплуатацию современных приборов и машин при высоких рабочих нагрузках.

Типы сталей и их горячее цинкование

Металлургическая промышленность в состоянии производить стали самого разнообразного состава, все их условно по типам примесей можно разделить на шесть типов по характеру основной примеси, которая и определяет основное назначение стали.Основными примесями являются углерод, фосфор, сера, кремний, марганец, а также совокупность примесей ряда тугоплавких металлов, включающих хром, никель и некоторые другие.

Вот эти шесть типов:

1. Углеродистые стали, то есть стали, основным легирующим элементом в которых является углерод — это стали с содержанием углерода менее 2,14%. Его наличие не исключает существования в сталях некоторых элементов в даже больших количествах (марганец, кремний), но эти элементы играют в данном случае скорее подчиненную роль – при некоторой концентрации улучшая механические и некоторые другие свойства, в других случаях несколько ухудшая их.
2. Стали с высоким содержанием кремния. Элемент кремний в концентрации до 0,4% является полезным элементом, потому что он влияет на качество сталей (в основном, на их прочностные свойства). Но есть стали и с более высоким его содержанием — до 2%. Это так называемые пружинные стали, используемые для изготовления рессор и пружин.
3. Стали с высоким содержанием марганца (свыше 1%). Это так называемые «вязкие» стали. Обычное содержание марганца в «углеродистых» сталях составляет 0,4-0,6%, но данные стали с повышенным содержанием марганца имеют свой ареал использования.
4. Автоматные стали – эти стали содержат высокий процент серы. Сера в стали является вредным элементом, потому что приводит к повышению хрупкости при повышенных температурах, но ее содержание порядка 0,2% улучшает обработку сталей на фрезерных станках, поэтому такие стали используются для изготовления крепежных материалов неответственного назначения.
5. Электрические стали, содержащие высокий уровень фосфора. Эти стали имеют низкий коэффициент термического расширения или особые магнитные свойства, поэтому используются в электротехнической промышленности.
6. Нержавеющие стали. Как правило, содержат высокий уровень никеля и хрома. Используются в качестве материалов, используемых в сильно коррозионной среде.

Cтали обыкновенного качества

Cтали обыкновенного качества изготавливают по ГОСТ 380–2005.Выплавка их обычно производится в крупных мартеновских печах и кислородных конвертерах. Обозначают их буквами «Ст» и цифрами от 0 до 6, например: Ст0, Ст1, Ст6.

Буквы «Ст» обозначают «Сталь», цифры — условный номер марки стали в зависимости от ее химического состава.

В конце обозначения марки стоят буквы «кп», «пс», «сп», которые указывают на способ раскисления: «кп» — кипящая, «пс» — полуспокойная, «сп» — спокойная.

Углеродистые стали обыкновенного качества содержат С ≤ 0,49% и выпускаются трех разновидностей в зависимости от технологии раскисления: кипящие с С ≤ 0,27% (Ст1кп, Ст2кп, Ст3кп и Ст4кп); полуспокойные (Ст1пс, Ст2пс, Ст3пс, Ст4пс, Ст5пс и Ст6пс); спокойные (Ст1сп, Ст2сп, Ст3сп, Ст4сп, Ст5сп и Ст6сп).

К этим сталям относятся также стали Ст3Гпс, Ст3Гсп, Ст5Гпс с Mn = 0,8–1,10% (в стали Ст5Гпс допускается Mn = 0,8–1,20%). Эти стали имеют повышенную прочность по сравнению с прочностью сталей Ст3пс, Ст3сп и Ст5пс.

В стали Ст0 ограничивают только содержание углерода (не более 0,23%), серы, фосфора, не предъявляют специальных требований к технологии ее выплавки, нормируют только временное сопротивление (σв ≥ 300 МПа).

Таблица 5.1. Химический состав углеродистых сталей обыкновенного качества по ГОСТ 380-2005

Какая сталь обыкновенного качества относится к полуспокойной

СТАЛЬ УГЛЕРОДИСТАЯ ОБЫКНОВЕННОГО КАЧЕСТВА

Common quality carbon steel. Grades

МКС 77.080.20
ОКП 08 7010

Дата введения 2008-07-01

Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0-92 «Межгосударственная система стандартизации. Основные положения» и ГОСТ 1.2-97 «Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Порядок разработки, принятия, применения, обновления и отмены»

Сведения о стандарте

1 РАЗРАБОТАН Научно-исследовательским институтом «УкрНИИмет» Украинского государственного научно-технического центра «Энергосталь»; Межгосударственным техническим комитетом по стандартизации МТК 327 «Прокат сортовой, фасонный и специальные профили»

2 ВНЕСЕН Государственным комитетом Украины по вопросам технического регулирования и потребительской политики

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол N 28 от 9 декабря 2005 г.)

За принятие стандарта проголосовали:

Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97

Сокращенное наименование национального органа по стандартизации

Госстандарт Республики Беларусь

Госстандарт Республики Казахстан

Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии

4 Приложение Б настоящего стандарта соответствует международным стандартам:

— ИСО 630:1995 «Конструкционные стали. Прокат толстолистовой, широкополосный, сортовые и фасонные профили» (ISO 630:1995 «Structural steels — Plates, wide flats, bars, sections and profiles», NEQ);

— ИСО 1052:1982 «Сталь общего назначения» (ISO 1052:1982 «Steels for general engineering purposes», NEQ) в части требований к химическому составу стали

5* Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 20 июля 2007 г. N 185-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 380-2005 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 января 2008 г.
________________
* Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 7 марта 2008 г. N 33-ст срок введения межгосударственного стандарта ГОСТ 380-2005 перенесен на 1 июля 2008 г.

7 ИЗДАНИЕ (сентябрь 2009 г.) с Поправкой (8-2008).

Информация о введении в действие (прекращении действия) настоящего стандарта публикуется в указателе «Национальные стандарты».

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в указателе «Национальные стандарты», а текст изменений — в информационных указателях «Национальные стандарты». В случае пересмотра или отмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована в информационном указателе «Национальные стандарты»

Изменение N 1 внесено изготовителем базы данных по тексту ИУС N 4, 2016 год

1 Область применения

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на углеродистую сталь обыкновенного качества, предназначенную для изготовления горячекатаного проката: сортового, фасонного, толстолистового, тонколистового, широкополосного и холоднокатаного тонколистового, а также слитков, блюмов, слябов, сутунки, заготовки катаной и непрерывнолитой, труб, поковок и штамповок, лент, проволоки, метизов и др.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие межгосударственные стандарты:

Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов по указателю «Национальные стандарты», составленному по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Марки стали

3.1 Углеродистую сталь обыкновенного качества изготовляют следующих марок: Ст0, Ст1кп, Ст1пс, Ст1сп, Ст2кп, Ст2пс, Ст2сп, Ст3кп, Ст3пс, Ст3сп, Ст3Гпс, Ст3Гсп, Ст4кп, Ст4пс, Ст4сп, Ст5пс, Ст5сп, Ст5Гпс, Ст6пс, Ст6сп.

Буквы «Ст» обозначают «Сталь», цифры — условный номер марки в зависимости от химического состава, буква «Г» — марганец при его массовой доле в стали 0,80% и более, буквы «кп», «пс», «сп» — степень раскисления стали: «кп» — кипящая, «пс» — полуспокойная, «сп» — спокойная.

3.2 Сопоставление марок стали по настоящему стандарту и международным стандартам ИСО 630 и ИСО 1052 приведено в приложении А.

3.3 Требования к химическому составу стали марок Е 185 (Fe 310), E 235 (Fe 360), E 275 (Fe 430), Е 355 (Fe 510), Fe 490, Fe 590, Fe 690 по международным стандартам ИСО 630 [1] и ИСО 1052 [2] приведены в приложении Б.

3.4 Степень раскисления, если она не указана в заказе, устанавливает изготовитель.

4 Требования к химическому составу стали

4.1 Химический состав стали (основные элементы) по анализу ковшевой пробы должен соответствовать нормам, указанным в таблице 1.

Массовая доля химических элементов

4.2 Допускается изготовление стали всех марок, кроме предназначенной для проката, используемого в судостроении и вагоностроении, без ограничения нижнего предела массовой доли углерода и марганца при условии обеспечения требуемого уровня механических свойств.

В стали марок Ст2кп, Ст3кп и Ст4кп, предназначенной для изготовления сортового и фасонного проката, допускается повышение массовой доли кремния до 0,07%.

4.3 При раскислении полуспокойной стали алюминием, титаном или другими раскислителями, не содержащими кремний, а также несколькими раскислителями (ферросилицием и алюминием, ферросилицием и титаном и др.) массовая доля кремния в стали допускается менее 0,05%. Раскисление титаном, алюминием и другими раскислителями, не содержащими кремний, указывают в документе о качестве.

4.4 Массовая доля хрома, никеля и меди в стали всех марок, кроме Ст0, должна быть не более 0,30% каждого. В стали марки Ст0 массовая доля хрома, никеля и меди не нормируется.

В стали, изготовленной скрап-процессом, допускается массовая доля меди до 0,40%, хрома и никеля — до 0,35% каждого. При этом в стали марок Ст3кп, Ст3пс, Ст3сп, Ст3Гпс и Ст3Гсп массовая доля углерода должна быть не более 0,20%.

4.5 Массовая доля серы в стали всех марок, кроме Ст0, должна быть не более 0,050%, фосфора — не более 0,040%. В стали марки Ст0 массовая доля серы должна быть не более 0,060%, фосфора — не более 0,070%.

4.6 Массовая доля азота в стали должна быть не более:

— выплавленной в электропечах — 0,012%;

— мартеновской и конвертерной — 0,010%.

Допускается повышение массовой доли азота в стали до 0,013%, при условии снижения нормы массовой доли фосфора по 4.5 не менее чем на 0,005% при каждом повышении массовой доли азота на 0,001%.

4.7 Массовая доля мышьяка в стали всех марок, кроме Ст0, должна быть не более 0,080%. Массовая доля мышьяка в стали марки Ст0 не нормируется.

4.8 Предельные отклонения по химическому составу готового проката, слитков, заготовок, поковок и изделий дальнейшего передела должны соответствовать нормам, указанным в таблице 2.

Углеродистая сталь обыкновенного качества

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.

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:
  • слитки;
• 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.

Общие характеристики

Физические свойства. Общие показатели, которыми обладают углеродистые стали общего назначения.

• Плотность:
  1. по СИ – 7800 кг/м3;
  2. по СГС – 7,8 г/см3;

• по МКСС – 796 тем/м3;

• Коэффициент Пуансона – 0,24-0,28;
• Модуль:
  1. Юнга – 20500 кГ/мм2;
  2. сдвига – 8100 кГ/мм2
• Допускаемые напряжения:
  1. на сжатие – 14 кГ/мм2;
  2. на растяжение – 14 кГ/мм2.

Механические и эксплуатационные свойства представлены в таблице.

Характеристики свариваемости углеродистой стали общего назначения обыкновенного качества приведены в следующей таблице.

При соединении элементов, толщина которых больше 36 мм рекомендуется следующее:
1) первоначальный разогрев,
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°.

Прокат листового формата, произведенный из сталей углеродистых обыкновенного качества производителями изготавливается в соответствии четырем группам прочности:

• 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.

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.

• 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.

Области использования и применения

Области и сферы применения деталей и изделий из конструкционной углеродистой стали обыкновенного качества общего назначения.

1. Ст0. Ее используют для изготовления неответственных деталей, к которым относятся кожух, ограждения, перила, сплошная обшивка и прочие.
2. Ст1. Детали, изготовленные из нее, обладают малой твердостью, но высокой вязкостью. Из Ст1 изготавливают болты фундаментные, анкерные; метизы для сборки обшивки.
3. Ст2 применяется при изготовлении деталей и элементов неответственных конструкций, от которых требуется высокая пластичность, глубокая вытяжка при штамповке и пластической деформации.
4. 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.
5. Ст5. Термически улучшаемые детали: стержень, клин, палец, рычаг, различные метизы. Средненагруженные элементы грузоподъемных сооружений: крюк, ось, вал.
6. 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.

1. Ст3кп – сталь обыкновенного качества, относящаяся к группе А 3-ей марки кипящая.
2. Ст3Гсп3 – сталь обыкновенного качества, относящаяся к группе А 3-ей марки полуспокойная 3-ей категории.
3. 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.

Сталь углеродистая обыкновенного качества: марки, маркировка, ГОСТ

Углеродистые стали обыкновенного качества уже давно стали продуктом массового производства, что позволило сделать их стоимость доступной. Согласно ГОСТу 380-2005, в их состав, кроме железа и углерода, может входить определенное количество включений неметаллического типа, а также примесей, ухудшающих качественные характеристики таких сталей.

Толстолистовой прокат производится, как правило, из конструкционной углеродистой стали обыкновенного качества

Требования ГОСТ 380-2005

В ГОСТе 380-2005 оговариваются все требования к характеристикам, которые должны иметь углеродистые конструкционные стали, обладающие обыкновенным качеством. Такие стали используются преимущественно для производства:

• метизных изделий;
• изделий, полученных методом штамповки и ковки;
• металла в листах различной толщины;
• сортового проката;
• заготовок, полученных методом литья и катания;
• широкополосного проката;
• фасонного проката;
• металлических лент и проволоки различного диаметра;
• продукции, полученной после обработки металла на прокатном оборудовании обжимного типа (слябы, блюмы и др.);
• металлических слитков.

Листовой прокат подразделяется на категории по нормируемым характеристикам

В соответствии с положениями вышеуказанного ГОСТа, выпуск углеродистых сталей обыкновенного качества происходит в различных вариантах раскисления, в соответствии с которыми их делят на кипящие, полуспокойные, спокойные. Обозначения всех марок таких стальных сплавов начинаются с букв «Ст», за которыми следуют остальные элементы маркировки.

Сразу после литер, указывающих на категорию стали, в ее маркировке стоят цифры, по которым можно определить номер марки. Узнать о том, к какому типу по степени раскисления относится та или иная углеродистая сталь обыкновенного качества, можно по буквам «кп», «пс» и «сп». В обозначении некоторых марок можно увидеть букву «Г». Это означает, что в составе данной стали такой элемент, как марганец, присутствует в количестве, не превышающем 0,8%.

Сферы применения углеродистых сталей обыкновенного качества

Допустимые элементы

Нормативным документом (ГОСТом) регламентируется и химический состав углеродистых сталей обыкновенного качества. Содержание такого элемента, как кремний, в сталях, обладающих разной степенью раскисления, может варьироваться в следующих пределах:

• кипящие – до 0,05%;
• полуспокойные (Ст1пс, Ст2пс, Ст3пс и др.) – 0,05–0,15%;
• спокойные – 0,15–0,3%.

В сплавах обыкновенного качества марки Ст0 кремния, как и марганца, содержаться не должно.
Такой значимый элемент, как углерод, в углеродистых сталях разных марок может содержаться в следующих количествах:

Содержание марганца в углеродистых сталях обыкновенного качества регламентируется стандартом в следующих пределах:

• Ст1 и Ст2 – 0,25–0,5%;
• спокойные, а также полуспокойные сплавы марки Ст3 – 0,4–0,65%;
• кипящая сталь марки Ст3 – 0,3–0,6%;Ст4 – 0,4–0,7%;
• СтГсп и Ст3Гпс – 0,8–1,1%;
• полуспокойные, а также спокойные сплавы Ст5 и Ст6 – 0,5–0,8%;
• Ст5Гпс – 0,8–1,2%.

Нормируется ГОСТом и содержание в углеродистых сталях обыкновенного качества такого элемента, как азот. Его количество может варьироваться в следующих пределах:

• в сталях, которые получены путем выплавки в конверторных и мартеновских печах, – до 0,01%;
• в сплавах, которые выплавлены в печах электрического типа, – до 0,012%.

Углеродистая сталь марки Ст5сп применяется для изготовления деталей, работающих при температуре до 420 град: клёпок, гаек, болтов, стержней. звездочек и др.

Остальные элементы, включая вредные примеси, могут содержаться в углеродистых стальных сплавах, обладающих обыкновенным качеством, в следующих количествах:

• фосфор (кроме Ст0) – до 0,04%;
• сера – не более 0,05%, а в стали марки Ст0 – 0,06–0,07%;
• хром, никель, медь – до 0,3% (в стали марки Ст0 количественное содержание данных элементов не нормируется).

Другие особенности химического состава

Для марки Ст5Гпс строго оговаривается содержание углерода, количество которого должно находиться в пределах 0,22–0,3%. В углеродистых сталях обыкновенного качества марок 2, 3 и 4, относящихся к кипящим и предназначенных для производства сортового, а также фасонного проката, содержание кремния может составлять до 0,07%. Для стальных сплавов марки Ст3, относящихся к спокойным, полуспокойным и кипящим, минимальное содержание углерода не нормируется. При этом важно, чтобы их механические характеристики соответствовали всем требованиям ГОСТа.

Если из углеродистых сталей обыкновенного качества Ст3, Ст4 и Ст5, соответствующих любой степени раскисления, производится листовой прокат с толщиной листов до 10 мм, то, в соответствии с положениями нормативного документа, в их химическом составе допускается уменьшение количества марганца на 0,1%.

Горячекатанный швеллер производится из конструкционной углеродистой стали обыкновенного качества Ст3пс, содержащей марганец в пределах 0,4–0,65%

В химическом составе углеродистых сталей обыкновенного качества, которые производятся по так называемой скрап-технологии, может содержаться до 0,35% никеля и хрома, а также не более 0,4% меди. В сталях марки Ст3, произведенных по данной технологии, должно быть не более 0,2% углерода.

Стандарт допускает следующие отклонения в химическом составе углеродистых сталей обыкновенного качества:

• сера и фосфор: стальные сплавы полуспокойного и спокойного типов – до +0,005%, кипящие – до +0,006%;
• углерод: сплавы полуспокойного и спокойного типов – от –0,02 до +0,03%, кипящие – ±0,03%;
• кремний: сплавы полуспокойного и спокойного типов – от –0,02 до 0,03% (для кипящих отклонения по содержанию данного элемента не допускаются);
• азот: стальные сплавы, соответствующие любой степени раскисления, – +0,02%;
• марганец: сплавы полуспокойного и спокойного типов – от –0,03% до +0,05%, кипящие – от –0,04 до +0,05%.

Проверка на соответствие требуемому качеству и маркировка

Для проверки качественных характеристик и химического состава углеродистых конструкционных стальных сплавов, а также сталей обыкновенного качества любого другого назначения могут быть использованы различные методики. Правила проведения подобных испытаний регламентируются целым рядом нормативных документов – ГОСТами 8033, 22536, 17745, 27809, 18895, 12359.

Массовые доли хрома, меди, азота, никеля и мышьяка в обыкновенной углеродистой стали можно не определять, если изготовитель гарантирует соответствие стандарту

Методы контроля, не оговоренные в данных нормативных документах, металлургические предприятия могут использовать лишь в тех случаях, если они способны обеспечить требуемую точность измеряемых параметров.

После производства на металлургических предприятиях углеродистые стали маркируются разными цветами, для чего используется несмываемая краска.

Сталь круглая Ст6пс используется для изготовления несущих конструкций и строительных инструментов, например, ломов

Потребитель, желающий приобрести углеродистые стали обыкновенного качества определенных марок, может различить их по следующим цветам:

• Ст0 – зеленый и красный;
• Ст1 – желтый и черный;
• Ст2 – желтый;
• Ст3Гсп – коричневый и синий;
• Ст3Гпс – коричневый и красный;
• Ст3 – красный;
• Ст4 – черный;
• Ст5Гпс – коричневый и зеленый;
• Ст5 – зеленый;
• Ст6 – синий.

Полуспокойная сталь

Для уменьшения химической и структурной неодно­родности металла, повышения выхода годного и получения более однородных механических свойств листов по высоте слитка применяют полуспокойную сталь, которая по сте­пени раскисленности является промежуточной между кипящей и спокойной.

Полуспокойную сталь выплавляют по технологии ки­пящей стали с последующим дополнительным раскисле­нием металла в ковше или изложнице. Чаще всего для раскисления стали применяют кремний пли алюминий. Раскислители вводят в сталь с таким расчетом, чтобы в слитке в процессе кристаллизации выделялось ограниченное количество газовых пузырей и обеспечивалось рассредоточение их с учетом компенсации естественной усадки металла без роста головной части слитка.

О степени раскисленности полуспокойного металла обычно судят по интенсивности газообразования при кристаллизации и форме головной части затвердеваю­щего слитка. Слиток полуспокойной стали считается нор­мально раскисленным, если металл во время наполнения изложницы искрит, а после наполнения застывает с образованием ровной или слегка выпуклой головной части.

Если металл искрит долго и наблюдаются разрывы верхней корочки с вытеканием жидкого металла и вы­ходом газов, то, следовательно, происходит повышен­ная интенсивность газообразования в слитке, что указы­вает на недостаточную раскисленность стали.

При переокислении металла из-за недостаточного ко­личества образующихся при кристаллизации слитка га­зов металл почти не искрит и верхняя корочка слитка образуется слегка вогнутой. В таких слитках, как пра­вило, образуется слегка сосредоточенная глубокозалегающая усадочная полость [43].

На одном из заводов совместно с ЦНИИЧМ разрабо­тана и внедрена технология производства полуспокойной раскисленной алюминием стали с наружной кипящей корочкой, что позволяет получить хорошее качество по­верхности листов. Сердцевина слитка также получается успокоенной и однородной по химическому составу и механическим свойствам («двухслойная» сталь). Перво­начально на заводе была опробована технология про­изводства полуспокойной стали с раскислением металла алюминием в ковше. Раскисленная в ковше сталь отли­чалась повышенной однородностью по химическому составу. Так, в горячекатаных листах из стали Ст.Зпс максимальные отклонения от норм не превышали: по углероду ±7% и по сере ±25% против ±25% по угле­роду и +7,0 и —43% по сере в кипящей стали Ст.Зкп. Однако качество поверхности листов в этом случае было неудовлетворительным из-за большого количества мелких плен. Плены образовались из-за близкого зале­гания сотовых пузырей в слитке, часть из которых выхо­дила на поверхность. Производство полуспокойной ста­ли с раскислением металла в ковше алюминием при отсутствии оборудования для зачистки оказывается нерен­табельным. Более рациональной технологией производ­ства полуспокойной стали является раскисление кипящей стали алюминием во время наполнения изложницы. При этом технология выплавки полуспокойной стали ничем не отличается от технологии выплавки кипящей стали.

Сталь выплавляют в типовых печах с продувкой ван­ны кислородом в период доводки. Продувку ванны кис­лородом начинают при содержании 0,5% С и заканчи­вают при содержании 0,10—0,11% С. Содержание заки­си железа в конечном шлаке составляет: 13—25% (ос­новность не менее 2,5) для стали типа 08 и 8—14% (основность не менее 2,0) для стали типа Ст.З.

В ковше сталь раскисляют ферромарганцем, при этом, как показали исследования, содержание кремния в фер­ромарганце не должно превышать 1%, в противном слу­чае сталь имеет пониженную пластичность. В том случае, когда сталь при выпуске содержит углерода не более 0,09%, вводят алюминий в количестве 100—200 г/т.

Температура металла перед выпуском составляет 1585—1600°С для одножелобных печей и 1590—1615°С для двухжелобных. Сталь разливают сифоном в слитки массой 11,2—18,1 г через сталеразливочные стаканы диаметром 35—40 мм со средней линейной скоростью 0,25—0,35 м/мин. Опыты, проведенные в последнее вре­мя, показали, что разливку можно вести и через стакан диаметром 60 мм без ухудшения качества металла.

Полуспокойную сталь с кипящей корочкой (двух­слойную) получают за счет дополнительного раскисле­ния кипящего металла алюминиевой дробью фракции 10—12 мм через центровую в изложницу в конце ее на­полнение за 50—100 мм до уровня налива.

Необходимое количество алюминиевой дроби, вводи­мой для раскисления стали, на нервом поддоне опреде­ляют (100—400 г/т) в зависимости от предполагаемого содержания углерода в стали, ее температуры на выпус­ке и содержания закиси железа в шлаке перед раскис­лением. На последующих поддонах расход алюминиевой дроби уточняют в зависимости от поведения металла в ранее отлитых изложницах. Для оценки степени раскис­ления полуспокойной стали алюминиевой дробью по внешнему виду головной части слитка на одном из за­водов разработана четырехбалльная шкала (рис. 9). Баллу I соответствует нормально раскисленный сли­ток. Нормально раскисленный слиток после наполнения изложницы искрит в течение 30—50 сек, зеркало слитка быстро покрывается корочкой и имеет после затверде­вания слегка выпуклую или бугристую поверхность.

Допускаются отдельные разрывы корочки с образовани­ем небольших наплывов высотой до 70 мм.

Нормально раскисленный слиток состоит из беспу­зыристой кипящей корочки толщиной 15—25 мм и полу­спокойной сердцевины. В головной части такого слитка находятся равномерно распределенные большие и малые неокисленные пузыри, которые свариваются при про­катке. При перераскислении в головной части слитка образуются большая усадочная раковина и подусадочная рыхлость, поражающая слиток до половины от вер­ха. При недораскислении слитка происходит большое газовыделение с разрывами корочки головной части слит­ка, в результате чего степень химической неоднороднос­ти в головной части растет.

Рис. 9. Шкала баллов (I—IV) для оценки степени раскисленности слитков по­луспокойной стали алюминиевой дробью по виду головной части слитка:

I и II — умеренная выпуклость верха слитка, нормальное раскисление; III —плоский верх слитка, незначительное перераскисление; IV—вогнутый верх слитка, значительное перераскисление