Содержание
Конструкционная сталь — марки, классификация и применение
Специализированные сплавы, обладающие определенным набором технологических свойств, обусловленных тщательным подбором химического состава и детальным соблюдением всех правил и норм выплавки, получили общее название – конструкционная сталь и широко используются в машиностроении и строительстве.
Высококачественная углеродистая сталь выпускается в виде проката и поковок, применяемых для производства различных деталей машин и сварных конструкций, подвергающихся статическим и динамическим механическим нагрузкам.
Популярные марки конструкционных сталей
Конструкционные углеродистые стали разделяют на две категории:
- Обыкновенного качества – повышенное содержание серы и фосфора
- Высококачественные – с максимальным содержанием примесей до 0,04%
Качественная углеродная сталь более пластична и имеет узкие пределы содержания углерода от 0,07 до 0,08%. Также в отельную категорию входит легированная сталь, содержащая добавки для улучшения механических свойств (кремний, вольфрам, молибден, никель, хром и др. ).
Наиболее распространенные марки конструкционных сталей представлены в таблице:
ГОСТ | Европейские стандарты | Стандарты США | |
10 | 1.1121 | C10E | 1010 |
10XГН1 | — | ||
14 ХН3 М | 1.6657 | 14 NICRMO1-3-4 | 9310 |
15 | 1.1141 | C15 Е | 1015 |
15 Г | 1. | С16 Е | 1016 |
16 ХГ | 1.7131 | 16 МNCR5 | 5115 |
16XГР | 1.7160 | 16MN CRB5 | — |
16 ХГН | 1.5714 | 16NICR4 | — |
17 Г1 С | 1.0117 | S235J2G4 | — |
17 ХН3 | 1.5752 | 15NICR13 | Е3310 |
18 ХГМ | 1. | 18CRMO4 | 4120 |
18 Х2 Н2 М | 1.6587 | 18CRNIMO7-6 | — |
20 | 1.1151 | C22E | 1020 |
20 ХМ | 1.7320 | 20MOCR3 | 4118 |
20 ХГНМ | 1.6523 | 20MOCR2-2 | 8617 |
25 | 1.1158 | C25E | 1025 |
25 ХМ | 1.7218 | 25CRMO4 | 4130 |
28 Г | 1. | 28MN6 | 1330 |
30 | 1.1178 | C30E | 1030 |
34 Х | 1.7033 | 34CR4 | 5130 |
34 Х2 Н2 М | 1.6582 | 34CRNIMO6 | 4340 |
35 | 1.1181 | C35E | 1035 |
36 ХНМ | 1.6511 | 36CRNIMO4 | 9840 |
36 Х2 Н4 МА | 1. | 36NICRMO16 | — |
40 | 1.1186 | C40E | 1040 |
42 ХМ | 1.7225 | 42CRMO4 | 4140 |
45 | 1.1191 | C45E | 1045 |
46 Х | 1.7006 | 46CR2 | 5045 |
50 | 1.1206 | C50E | 1050 |
50 ХГФ | 1.8159 | 50CRV4 | 6150 |
Все марки конструкционных сталей изготавливают согласно ГОСТУ, регламентирующему качество и свойства материала. Цифры в маркировке обозначают, среднее содержание углерода в стали, а буквы – вид добавок улучшающих ее технические характеристики. Для удобства расшифровки маркировки стали, используют специальные марочные справочники с детальными характеристиками материала.
Применение конструкционных сталей
Основная сфера использования конструкционной стали – изготовление узлов и механизмов в различных отраслях машиностроения. Так сталь обыкновенного качества используются для возведения всевозможных строительных конструкций, различных деталей крепежа и профильного металлопроката.
Качественные конструкционные стали применяют для изготовления деталей, к которым предъявляются повышенные требования к пластичности, а также стойкости к механической нагрузке: винты, сварные изделия, зубчатые колеса, болты и прочее.
Качество конструкционной стали напрямую зависит от количества вредных примесей входящих в ее состав. В основном это процентное содержание фосфора (придает материалу хрупкость) и сера (сталь с повышенным содержанием серы отличается красноломкостью). В составе высококачественной конструкционной стали процент содержания фосфора и серы не должен превышать 0,025%, для обыкновенного качества пороговое значение составляет 0,05%.
Дополнительная классификация конструкционной стали
В промышленности широко применяются следующие категории стали:
- Легированные конструкционные стали. Обладают наибольшей конструктивной прочностью благодаря добавлению легирующих элементов.
- Теплоустойчивые. Отличаются повышенной рабочей температурой и используются для изготовления котлов, паропроводов, а также в различных отраслях промышленности, где повышенная температура является постоянным фактором. Для придания теплостойкости сталь легируют добавками хрома, ванадия или молибдена.
- Подшипниковые. Наличие высоких локальных нагрузок предъявляет повышенные требования к стали. Подшипниковая сталь легируется хромом для обеспечения высокой статистической грузоподъемности.
Назначение конструкционной стали обыкновенного качества
В отличие от легированного металла, назначение конструкционной стали обыкновенного качества определяет широкую сферу их применения. Это конструкции, работающие при относительно невысоком напряжении, с заниженными требованиями к механической прочности материала. Данная сталь считается наиболее востребованным вариантом по причине оптимального соотношения стоимости и эксплуатационных характеристик. При этом достаточно большой ассортимент стали обыкновенного качества с различным содержанием углерода позволяет выбрать оптимальный вариант для конкретной области применения.
конструкционная сталь | это… Что такое конструкционная сталь?
конструкцио́нная сталь
общее название сталей, предназначенных для изготовления строительных конструкций и деталей машин или механизмов.
* * *
КОНСТРУКЦИОННАЯ СТАЛЬ
КОНСТРУКЦИО́ННАЯ СТАЛЬ, общее название сталей (см. СТАЛЬ), предназначенных для изготовления строительных конструкций и деталей машин или механизмов.
Углеродистые стали относятся к числу самых распространенных конструкционных материалов. Достоинствами сталей этого класса являются удовлетворительные механические свойства в сочетании с технологичностью обработки и низкой стоимостью.
Выпускают углеродистые конструкционные стали трех групп: сталь обыкновенного качества, качественную сталь (общего назначения) и сталь специального назначения (котельную, мостовую, судостроительную и т. д.).
Сталь углеродистая обыкновенного качества — сплав железа с углеродом, характеризуется наличием нерегламентированных примесей, неметаллических включений, газов. В ее составе также присутствуют в небольшом количестве кремний, марганец, фосфор и сера, примеси, каждая из которых оказывает определенное влияние на механические свойства сталей. В сталях обыкновенного качества, применяемых в строительстве, содержание углерода составляет 0,06—0,62 %. Стали с низким содержанием углерода характеризуются высокой пластичностью и ударной вязкостью. Повышенное содержание углерода придает стали хрупкость и твердость.
Конструкционные качественные углеродистые стали получают при более строгом соблюдении технологии выплавки, и содержания в них вредных примесей (серы и фосфора) не должно превышать 0,03% для каждой из примесей. Стали этой группы применяют в машиностроении и приборостроении для изготовления методом штамповки деталей кузовов автомобилей, корпусов, кожухов, сварных конструкций, резервуаров, и т.д. Применение специальных методов обработки (закалки (см. ЗАКАЛКА), нормализации (см. НОРМАЛИЗАЦИЯ)) позволяет использовать углеродистые качественные стали для изготовления деталей, испытывающих циклические нагрузки. Стали с повышенным содержанием марганца применяют в качестве рессорно-пружинных изделий, а после горячей прокатки или термической обработки используют для изготовления сварных и клепаных конструкций строительных форм, конструкций мостов. Марганцовистую сталь применяют для изготовления магистральных нефтепроводов.
Основные недостатки углеродистых сталей — высокая критическая скорость закалки, небольшая прокаливаемость, невысокая стойкость к отпуску. Низколегированные стали после прокатки значительно превосходят по техническим характеристикам углеродистые стали, они обладают малой склонностью к термическому старению, хорошо свариваются.
Машиностроительные цементируемые легированные стали содержат 0,1—0,3% углерода и 0,2—4,4% легирующих элементов. В конструкционные легированные стали для улучшения свойств вводят Cr, Ni, W, Mo, V, B и другие примеси, а также Mn и Si в количествах, превышающих их обычное содержание в углеродистых сталях.
Большинство конструкционных легированных сталей является среднеуглеродистыми (0,25—0,45% углерода). Используют их после улучшения свойств путем закалки и отпуска, поэтому называют улучшенными. Наиболее распространенные среднеуглеродистые улучшенные стали — хромистые, марганцевые, кремнистые, хромоникелевые, хромокремнистые, хромомарганцевые, хромомарганцевокремистые. Эти стали используют в производстве нагруженных и сильно нагруженных деталей машин.
Конструкционные легированные стали по сравнению с углеродистыми обладают более высокими вязкостно-прочностными свойствами. В этих сталях (кроме марганцевых) наблюдается мелкозернистая структура, они глубже прокаливаются, закаливаются в масле или на воздухе, поэтому закалочные напряжения в них меньше. При отпуске таких сталей требуется более высокая температура и более длительное время выдержки, поэтому в них полнее снимаются закалочные напряжения и вязкость оказывается выше.
Стали специального назначения предназначены для мостостроения, к ним относятся рельсовая, осевая, бандажная и колесная стали.
Что такое конструкционная сталь?
7 августа 2017 г., 18:56
Опубликовано писателем
Оставь свои мысли
По данным Всемирной ассоциации производителей стали, Соединенные Штаты являются третьей по величине страной-производителем стали в мире. Американцы используют сталь в широком секторе промышленности, от консервов до небоскребов. Существует множество различных категорий стали, предназначенных для разных целей, но одной из наиболее распространенных является конструкционная сталь.
Конструкционная сталь используется в строительстве. В своем самом базовом определении конструкционная сталь определяется как сталь, предназначенная для использования в строительстве, но это не дает четкого представления о том, что на самом деле представляет собой конструкционная сталь. Как ваша ведущая местная компания по производству металлоконструкций в Индиане, мы хотели помочь вам лучше понять, что отличает конструкционную сталь от других форм сборной стали, охватив две ее основные характеристики: состав и форму.
Состав
Конструкционная сталь является углеродистой сталью, что означает, что она имеет содержание углерода до 2,1 процента по весу. После железа углерод является самым важным элементом в углеродистой стали. Увеличение количества углерода в составе стали приводит к получению материалов с высокой прочностью и низкой пластичностью. В зависимости от того, как будет использоваться сталь, будет определяться необходимый уровень или содержание углерода.
Низкоуглеродистая сталь, также известная как мягкая сталь, является наиболее широко используемой формой углеродистой стали и чаще всего используется в строительных целях, поэтому низкоуглеродистая сталь — это то, о чем чаще всего думают, когда речь идет о конструкционной стали. . Низкоуглеродистая сталь обычно содержит от 0,04% до 0,30% углерода, что делает ее прочной, но более пластичной, чем другие формы стали с более высоким содержанием углерода. Хотя как средне-, так и высокоуглеродистые стали (стали с содержанием углерода от 0,31% до 1,50%) также могут считаться конструкционными сталями, они обычно используются в машиностроении.
Форма
Обзор конструкционной стали был бы неполным без обсуждения различных форм конструкционной стали. Возвращаясь к своему основному определению, конструкционная сталь — это просто сталь, предназначенная для различных целей в строительстве зданий.
Профиль из конструкционной стали представляет собой профиль, сформированный с определенным поперечным сечением. Ниже приведены несколько распространенных профилей конструкционной стали:
- Двутавр: Двутавр поперечного сечения с фланцами с обеих сторон
- Z-образная форма: Половина фланца, идущая в противоположных направлениях, напоминающая букву «Z»
- Уголок: Г-образное поперечное сечение
- Тройник: Т-образный профиль
- Стержень: Прямоугольный стальной отрезок с поперечным сечением
- Стержень: Круглый или квадратный длинный кусок стали
Благодаря пластичности конструкционной стали различные формы, толщины и даже размеры могут быть изготовлены по индивидуальному заказу для удовлетворения конкретных потребностей здания. В Benchmark Fabricated Steel, вашей надежной компании по производству конструкционной стали в Индиане, мы проектируем и производим конструкционную сталь для удовлетворения потребностей вашего проекта.
Если вы хотите узнать больше о качестве и составе нашей конструкционной стали или о различных конструкциях и формах, которые мы предлагаем, позвоните нам сегодня! Независимо от того, планируете ли вы небольшой личный проект или крупномасштабную строительную работу, наша опытная команда опытных производителей стали и дизайнеров готова предоставить коммерческое предложение для вашего проекта.
Категория: Компания по производству металлоконструкций
Это сообщение было написано Writer
Что такое конструкционная сталь? Руководство по различным маркам стали
Сталь повсюду в строительстве, от балок, удерживающих крыши, до скелетов целых зданий, вплоть до самих инструментов, которые вы используете. Однако сталь — это не что-то одно: существует много разных видов стали и разных форм стали, каждая из которых имеет свое назначение и использование. Узнайте больше о различных видах конструкционной стали, как она используется в строительстве.
В этой статье
- 1 Что такое конструкционная сталь?
- 2 Как содержание углерода влияет на сталь?
- 3 Какие бывают марки стали?
- 4 Какие бывают формы конструкционной стали?
- 5 Плюсы и минусы строительства из стали
Что такое конструкционная сталь?
Конструкционная сталь – это металл, используемый в строительных материалах. По сути, он определяется как сталь, оптимизированная для использования в строительстве зданий, в отличие от марки стали, которую можно использовать для изготовления инструментов, или нержавеющей стали, обычно используемой для кухонных поверхностей и бытовой техники.
Конструкционная сталь, как правило, представляет собой углеродистую сталь, что означает, что ее химический состав содержит как железо, так и углерод. Конструкционная сталь – это любая категория стали с содержанием углерода до 2,1% от ее общей массы. Чем выше содержание углерода, тем выше предел текучести стали, а это означает, что она менее пластична и с меньшей вероятностью изгибается или деформируется при приложении давления.
Как содержание углерода влияет на сталь?
Можно подумать, что сталь, используемая в строительстве, должна иметь относительно высокое содержание углерода, поскольку она с меньшей вероятностью изгибается под давлением. Однако низкоуглеродистая сталь, также известная как «мягкая сталь», на самом деле является наиболее часто используемым типом стали в строительных материалах. Обычно он содержит от 0,04% до 0,3% углерода, что делает его прочным, но пластичным. Стальные здания, особенно высокие стальные здания, должны быть прочными, но в то же время и гибкими. Чрезмерно жесткие здания не могут выдерживать естественные подвижки грунта, которые могут быть вызваны соседними постройками или даже землетрясениями, а также не могут прогибаться при сильном ветре. По этой причине средне- и высокоуглеродистые стали с содержанием углерода от 0,31 до 1,5%, которые технически считаются конструкционными сталями, обычно используются для машиностроения и инструментального производства.
Другие марки конструкционной стали могут содержать другие легирующие элементы, такие как вольфрам, цирконий, кобальт или никель.
Какие бывают марки стали?
Ниже приведены марки стали, обычно используемые в строительной отрасли:
- Углеродистая сталь . Конструкционная сталь называется углеродистой, если в нее не добавляют другие легирующие элементы, содержание меди не превышает 0,4–0,6 %, марганца не превышает 1,6 % и кремния не превышает 0,6 %. Он обычно используется в конструкционных трубах и трубах.
- Высокопрочные низколегированные стали. Эта марка стали предназначена для оптимизации механических свойств и коррозионной стойкости. Они содержат уровень марганца до 2%. Для изменения свойств могут использоваться следовые количества хрома, никеля, молибдена, азота, ванадия, ниобия и титана. Они в основном используются в структурных формах и стальных пластинах.
- Кованые стали .
Ковка — это процесс придания металлу формы, когда он еще находится в твердом состоянии. Это делается путем приложения силы или тепла к стальным слиткам или заготовкам. Этот процесс обеспечивает однородную зернистую структуру стали, что повышает ее целостность за счет удаления пустот и пузырьков газа, а также повышает общую прочность.
- Легированные стали, подвергнутые закалке и отпуску. Закалка и отпуск — это процессы, которые упрочняют конструкционную сталь путем ее нагревания с одновременным охлаждением в воде, масле, нагнетаемом воздухе или азоте. Он создает более прочную, менее хрупкую и более прочную конструкционную сталь.
Какие бывают формы конструкционной стали?
Ниже приведены типы профилей из конструкционной стали, обычно используемые в строительной отрасли:
- Угловые профили . Прямоугольные L-образные стальные профили одинаковой или разной длины. Обычно они используются для поддержки любых стальных конструкций, от соединения стальных стержней до поддержки стального каркаса кровати.
- Трубчатые полые профили. Круглые трубчатые стальные профили с высоким сопротивлением кручению, что означает, что они менее склонны к скручиванию под весом и поэтому идеально подходят для несущих нагрузок.
- Плоские профили. Плоские секции, также известные как «пластины», могут быть прикреплены к другим секциям для повышения прочности.
- Швеллеры с параллельными фланцами. Швеллеры фланцевые параллельные представляют собой П-образные стальные профили с прямыми углами; эти стальные профили имеют высокое отношение прочности к весу, а это означает, что они часто относительно легкие по сравнению с нагрузками, которые они могут выдерживать.
- Профили полые прямоугольные. Прямоугольные полые профили аналогичны трубчатым полым профилям, за исключением того, что они имеют прямоугольную форму. Имеют высокое сопротивление скручиванию.
- Квадратные полые профили. Квадратные полые профили используются реже, чем трубчатые или прямоугольные полые профили, поскольку их форма несовместима для сплавления со многими другими формами конструкционной стали.
Однако они часто используются в колоннах или столбах конструкции.
- Балки с коническими полками. Также известные как двутавровые балки, напоминающие букву «I» на концах, балки с коническими полками обычно используются в качестве поперечных сечений для балок. Они имеют общий высокий коэффициент сопротивления, но в отличие от полых профилей различной формы не обладают высоким сопротивлением кручению.
- Балки универсальные . Универсальные балки, известные как двутавровые балки из-за их сходства с заглавной буквой, или балки с широкими полками, по форме и функциям аналогичны балкам с коническими полками.
- Универсальные стойки. Универсальные колонны напоминают универсальные балки, но в основном используются для вертикальных колонн зданий из-за их превосходной несущей способности.
Плюсы и минусы строительства из стали
Конструкции из конструкционной стали обладают множеством различных преимуществ.
- Дешевый и прочный. Сталь экономически эффективна, обладает значительной долговечностью по сравнению с другими материалами и ее легко производить в больших количествах.
- Сильный. Сталь также может похвастаться высоким отношением прочности к весу, что означает, что она легкая по сравнению с весом, который она может выдержать сама. Несущий элемент из конструкционной стали размером 40 x 40 квадратных сантиметров может выполнять ту же работу, что и железобетонный несущий элемент размером 100 x 100 квадратных сантиметров.
- Пластичный. Конструкционная сталь отличается хорошей пластичностью. Он имеет эластичную природу, которая позволяет ему слегка сгибаться и поддаваться, что снижает вероятность внезапного отказа. Его ударная вязкость или способность поглощать энергию означает, что конструкционная сталь может выдерживать удары и выдерживать более тяжелые нагрузки без провисания.
- Универсальный.