Конструкционные углеродистые стали
Обыкновенного качества общего назначения
К этой группе относят стали, содержащие до 0,5% углерода, при производстве которых не предъявляют высоких требований. Эти стали поставляются по ГОСТ 380-94. Стали маркируются порядковым номером от 0 до 6 после букв «Ст», обозначающих слово «сталь». Для обозначения степени раскисления после номера марки добавляют индексы: кп – кипящая, пс – полуспокойная, сп – спокойная.
Стали согласно этому ГОСТу поставляются по химическому составу, который должен соответствовать нормам, указанным в таблице 5.1. Гарантируются: содержание углерода, которое растет с увеличением номера стали от 0,06 до 0,49%, содержание марганца колеблется от 0,25% до 0,8%. Имеются 3 марки с повышенным содержанием марганца (0,8 – 1,2%), в маркировку этих сталей входит буква Г, обозначающая повышенное его содержание: Ст3Гпс, Ст3Гсп, Ст5Гпс. Содержание кремния колеблется в зависимости от степени раскисления: для кипящих сталей не более 0,05%, для полуспокойных 0,05% – 0,15%, для спокойных сталей 0,15 – 0,30%. Ограничивается содержание вредных примесей серы и фосфора, а также случайных примесей, вносимых в сталь из шихты, – хрома, никеля, меди, мышьяка.
Конструкционные стали обыкновенного качества выплавляются в крупных мартеновских печах и кислородных конвертерах. Эти стали дешевые и используются для металлоемких строительных конструкций в виде горячекатанного сортового фасонного и листового проката: балок, прутков, швеллеров, уголков, листов, труб и т.д., а также для малоответственных деталей машин: осей, валов, шестерен, втулок, болтов, гаек и т.д.
Таблица 5.1. Состав углеродистых конструкционных сталей
обыкновенного качества, % (ГОСТ 380-94)
| Марка стали | Углерод | Марганец | Кремний | Сера | Фосфор |
| Ст0 | Не более 0,23 | - | - | Не более 0,06 | Не более 0,07 |
| Ст1кп | 0,06-0,12 | 0,25-0,50 | Не более 0,05 | Не более 0,05 | Не более 0,04 |
| Ст1пс | 0,06-0,12 | 0,25-0,50 | 0,05-0,15 | » 0,05 | » 0,04 |
| Ст1сп | 0,06-0,12 | 0,25-0,50 | 0,15-0,30 | » 0,05 | » 0,04 |
| Ст2кп | 0,09-0,15 | 0,25-0,50 | Не более 0,05 | » 0,05 | » 0,04 |
| Ст2пс | 0,09-0,15 | 0,25-0,50 | 0,05 - 0,15 | » 0,05 | » 0,04 |
| Ст2сп | 0,09-0,15 | 0,25-0,50 | 0,15-0,30 | » 0,05 | » 0,04 |
| Ст3кп | 0,14-0,22 | 0,30-0,60 | Не более 0,05 | » 0,05 | » 0,04 |
| Ст3пс | 0,14-0,22 | 0,40-0,65 | 0,05-0,15 | » 0,05 | » 0,04 |
| Ст3сп | 0,14-0,22 | 0,40-0,65 | 0,15-0,30 | » 0,05 | » 0,04 |
| Ст3Гпс | 0,14-0,22 | 0,80-1,10 | Не более 0,15 | » 0,05 | » 0,04 |
| Ст3Гсп | 0,14-0,20 | 0,80-1,10 | 0,15-0,30 | » 0,05 | » 0,04 |
| Ст4кп | 0,18-0,27 | 0,40-0,70 | Не более 0,05 | » 0,05 | » 0,04 |
| Ст4пс | 0,18-0,27 | 0,40-0,70 | 0,05-0,15 | » 0,05 | » 0,04 |
| Ст4сп | 0,18-0,27 | 0,40-0,70 | 0,15-0,30 | » 0,05 | » 0,04 |
| Ст5пс | 0,28 - 0,37 | 0,50-0,80 | 0,05-0,15 | » 0,05 | » 0,04 |
| Ст5сп | 0,28 - 0,37 | 0,50-0,80 | 0,15-0,30 | » 0,05 | » 0,04 |
| Ст5Гпс | 0,22-0,30 | 0,80-1,20 | Не более 0,15 | » 0,05 | » 0,04 |
| Ст6пс | 0,38-0,49 | 0,50-0,80 | 0,05-0,15 | » 0,05 | » 0,04 |
| Ст6сп | 0,38-0,49 | 0,50-0,80 | 0,15-0,30 | » 0,05 | » 0,04 |
| Массовая доля хрома, никеля, меди должна быть не более 0,30%, а мышьяка не более 0,08%. |
Качественные конструкционные углеродистые стали
Для деталей машин
Качественные конструкционные углеродистые стали поставляются по химическому составу и механическим свойствам в соответствии ГОСТ 1050-88. К этим сталям по сравнению со сталями обыкновенного качества предъявляют более жесткие требования по содержанию вредных примесей (серы не более 0,04%, фосфора не более 0,035%).
Качественные углеродистые стали маркируют двузначными цифрами, указывающими среднее содержание углерода в сотых долях процента: 08, 10,15,20,25,30,35, 40, 45, 50, 55, 60. При обозначении кипящей или полуспокойной стали в конце марки указывается степень раскиления: кп или пс. В случае спокойной стали степень раскисления не указывается.
Таблица 5.2. Состав углеродистых конструкционных качественных сталей, % (ГОСТ 1050-88)
| Марка стали | Массовая доля элементов, % | |||
| Углерода | Кремния | Марганца | Хрома, не более | |
| 05кп | Не более 0,06 | Не более 0,03 | Не более 0,40 | 0,10 |
| 08кп | 0,05-0,12 | Не более 0,03 | 0,25-0,50 | 0,10 |
| 08пс | 0,05-0,11 | 0,05-0,17 | 0,35-0,65 | 0,10 |
| 0,05-0,12 | 0,17-0,37 | 0,35-0,65 | 0,10 | |
| 10кп | 0,07-0,14 | Не более 0,07 | 0,25-0,50 | 0,15 |
| 10пс | 0,07-0,14 | 0,05-0,17 | 0,35-0,65 | 0,15 |
| 0,07-0,14 | 0,17-0,37 | 0,35-0,65 | 0,15 | |
| 11кп | 0,05-0,12 | Не более 0,06 | 0,30-0,50 | 0,15 |
| 15кп | 0,12-0,19 | Не более 0,07 | 0,25-0,50 | 0,25 |
| 15пс | 0,12-0,19 | 0,05-0,17 | 0,35-0,65 | 0,25 |
| 0,12-0,19 | 0,17-0,37 | 0,35-0,65 | 0,25 | |
| 18кп | 0,12-0,20 | Не более 0,06 | 0,30-0,50 | 0,15 |
| 20кп | 0,17-0,24 | Не более 0,07 | 0,25-0,50 | 0,25 |
| 20пс | 0,17-0,24 | 0,05-0,17 | 0,35-0,65 | 0,25 |
| 0,17-0,24 | 0,17-0,37 | 0,35-0,65 | 0,25 | |
| 0,22-0,30 | 0,17-0,37 | 0,50-0,80 | 0,25 | |
| 0,27-0,35 | 0,17-0,37 | 0,50-0,80 | 0,25 | |
| 0,32-0,40 | 0,17-0,37 | 0,50-0,80 | 0,25 | |
| 0,37-0,45 | 0,17-0,37 | 0,50-0,80 | 0,25 | |
| 0,42-0,50 | 0,17-0,37 | 0,50-0,80 | 0,25 | |
| 0,47-0,55 | 0,17-0,37 | 0,50-0,80 | 0,25 | |
| 0,52-0,60 | 0,17-0,37 | 0,50-0,80 | 0,25 | |
| 58 (55пп)* | 0,55-0,63 | 0,10-0,30 | Не более 0,20 | 0,15 |
| 0,57-0,65 | 0,17-0,37 | 0,50-0,80 | 0,25 |
* пп – обозначает пониженную прокаливаемость стали марки 58
Таблица 5.3. Механические свойства углеродистых конструкционных
качественных сталей
| Марка стали | Механические свойства, не менее | |||
| Предел текучести sт, Н/мм2 (кгс/мм2) | Временное сопротивление разрыву sв, Н/мм2 (кгс/мм2) | Относительное удлинение d5, % | Относительное сужение Y, % | |
| 196 (20) | 320 (333) | |||
| 205 (21) | 330 (34) | |||
| 225 (23) | 370 (38) | |||
| 245 (25) | 410 (42) | |||
| 275 (28) | 450 (46) | |||
| 295 (30) | 490 (50) | |||
| 315 (32) | 530 (54) | |||
| 335 (34) | 570 (58) | |||
| 355 (36) | 600 (61) | |||
| 375 (38) | 630 (64) | |||
| 380 (39) | 650 (66) | |||
| 58 (55пп) | 315 (32) | 600 (61) | ||
| 400 (41) | 680 (69) |
Низкоуглеродистые стали марок 05 кп, 08, 08кп, 10, 10кп обладают высокой пластичностью и невысокой прочностью. Эти стали без термообработки применяются для малонагруженных деталей (прокладки, шайбы, змеевики, штампованные детали, капоты тракторов, кузова автомобилей, элементы сварных конструкций и т.д.). Низкоуглеродистые стали с повышенным количеством углерода (15, 20, 20кп, 25) применяются после цементации и закалки с отпуском для деталей, работающих на износ: оси, втулки, шестерни, шпиндели, вилки и т.д.
Среднеуглеродистые стали 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60 применяются в основном после закалки и высокого отпуска для изготовления, валов, осей, зубчатых колес, шестерен, штоков, бандажей и т.д.
Высокоуглеродистые стали, содержащие углерода более 0,6% поставляются по ГОСТ 14959-79 «Сталь конструкционная рессорно-пружинная». Эти стали марок 65, 70, 75, 80, 85 используются для изготовления пружин, рессор, амортизаторов, прокатных валков, бандажей вагонов и т.д.
Таблица 5.4. Состав и свойства конструкционных углеродистых
рессорно-пружинных сталей (ГОСТ 14959-79)
| Марка стали | Состав сталей, % | Механические свойства,не менее | ||||||
| С | Мn | Si | Cr | s0,2, МПа | sв, Мпа | d, % | Y, % | |
| 0,62-0,70 | 0,50-0,80 | 0,17-0,37 | не более 0,25 | |||||
| 0,67-0,75 | 0,50-0,80 | 0,17-0,37 | » 0,25 | |||||
| 0,72-0,80 | 0,50-0,80 | 0,17-0,37 | » 0,25 | |||||
| 0,77-0,85 | 0,50-0,80 | 0,17-0,37 | » 0,25 | |||||
| 0,82-0,90 | 0,50-0,80 | 0,17-0,37 | » 0,25 |
Механические свойства сталей 75, 80и85 весьма высоки, так как определяются после закалки и среднего отпуска.