Углеродистые стали обыкновенного качества
Конструкционные углеродистые стали обыкновенного качества по
ГОСТ380-71 (ГОСТ 380-94) подразделяются по поставкам на 3 группы:
1. Сталь группы А поставляется металлургическими заводами потребителям с гарантированными показателями механических свойств (такая сталь может иметь повышенное содержание серы или фосфора). Стали этой группы обозначаются буквами Ст и цифрами 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6 (Ст0, Ст1, Ст2, Ст3, Ст3Г, Ст4, Ст5, Ст5Г, Ст6). Буквы «Ст» обозначают "сталь", цифры – условный номер марки в зависимости от химического состава. Буква «Г» указывает на повышенное содержание марганца в стали.
2. Сталь группы Б поставляется по химическому составу. Стали этой группы обозначаются аналогично сталям группы А, но с той разницей, что в начале марки ставится буква Б (БСт0, БСт1, БСт2, БСт3, БСт3Г, БСт4, БСт5, БСт5Г, БСт6).
3. Сталь группы В – с гарантированными механическими свойствами и химическим составом ( ВСт1, ВСт2, ВСт3, ВСт3Г, ВСт4, ВСт5, ВСт5Г).
Для строительных конструкций применяются лишь малоуглеродистые стали группы В, так как для обеспечения прочности конструкции необходимы гарантированные механические свойства, а для свариваемости – химический состав.
Чем больше число в обозначении марки (условный номер марки), тем больше содержание углерода и, следовательно, выше прочность (σв, σт) и ниже пластичность стали (δ, ψ). Стали группы В обладают повышенным качеством и поставляются по особым техническим условиям.
Например:
| Марка стали | Ст1 | Ст3 | Ст6 |
| Количество углерода, % | 0,09 | 0,18 | 0,44 |
| Временное сопротивление, sв | |||
| Относительное удлинение d % |
При маркировке углеродистой стали также указывают информацию относительно степени ее раскисления: кипящая сталь “кп”; полуспокойная “пс”; спокойная “сп”. Эти индексы добавляют после номера марки и буквы Г, например: Ст1кп, БСт5пс, ВСт3сп. Индекс "сп" может и не приводиться.
Каждая группа сталей в зависимости от нормируемых показателей подразделяется на категории: группа А – на категории 1, 2, 3; группа Б – 1, 2; группа В – 1, 2, 3, 4, 5, 6.
Раскисление – процесс удаления из жидкого металла кислорода, находящегося в виде оксида FeO (традиционное название – закись железа) и способствующего хрупкому разрушению при горячей деформации. Раскисление также необходимо потому, что выделение газов при кристаллизации приводит к неоднородности металла. По этой причине и вследствие повышения содержания кислорода сталь имеет пониженное сопротивление хрупкому разрушению. С целью улучшения качества при окончании плавки в сталь вводят раскислители, которые связывают кислород.
Кипящие стали раскисляют только марганцем (не полное раскисление). Поэтому в таких сталях содержится повышенное количество закиси железа, которая при затвердевании металла частично взаимодействует с углеродом, образуя пузырьки CO. Всплывая в верхнюю часть слитка и удаляясь из жидкого металла с увеличением объема, пузыри CO создают впечатление кипения стали, что и обусловило ее название.
Спокойные стали раскисляют марганцем, кремнием и алюминием (полное раскисление). Эти стали содержат минимальное количество закиси железа и затвердевают "спокойно" без газовыделения. В верхней части слитка спокойной стали образуется усадочная раковина и околоусадочная рыхлость, удаляемые при прокатке обрезкой или обрубкой. В слитке кипящей стали за счет большого количества газовых пузырей, компенсирующих уменьшение объема металла при его застывании, усадочная раковина отсутствует.
Полуспокойные стали представляют собой стали промежуточного типа.
Для ответственных конструкций применяются спокойные стали, которые имеют наилучшие свойства.
По ГОСТ 380-94 углеродистую сталь обыкновенного качества выплавляют следующих марок: Ст0, Ст1кп, Ст1пс, Ст1сп, Ст2кп, Ст2пс, Ст2сп, Ст3кп, СТ3пс, Ст3сп, Ст3Гпс, Ст3Гсп, Ст4кп, Ст4пс, Ст4сп, Ст5пс, Ст5сп, Ст5Гпс, Ст6пс, Ст6сп.
Для изготовления строительных металлических конструкций чаще применяют углеродные стали марок: ВСт3кп2, ВСт3пс6, ВСт3сп5: где В – группа поставки стали, Ст3 – порядковый номер сплава, кп, пс, сп – степень раскисления стали. Последняя цифра марки показывает категорию поставки.
Для всех категорий поставки гарантируются такие свойства, как предел текучести или условный предел текучести, временное сопротивление, относительное удлинение после разрыва. Отличаются категории ударной вязкостью. Ударная вязкость может не гарантироваться (категория 2), гарантироваться при t=+20°C (категория 3), гарантироваться при t= -20°C (категория 4, 5), гарантироваться после механического старения (категория 5, 6).
Пример маркировки:
Ст1кп2 – углеродистая сталь обыкновенно качества, кипящая, номер марки 1, второй категории поставки, поставляется потребителям по механическим свойствам (группа А).