Самые распространенные марки сталей. Что выбрать?
Основные марки сталей, представленные на рынке металлолома, это углеродистая сталь обыкновенного качества ГОСТ 380-94, углеродистая качественная сталь ГОСТ 1050-88 и низколегированная конструкционная сталь повышенной прочности ГОСТ 19281-89. Замечание: качество стали – это комплекс свойств, обеспечиваемых металлургическим процессом, таких, как однородность химического состава, строения и свойств стали, ее технологичность. Эти свойства зависят от содержания газов (кислород, азот, водород) и вредных примесей – серы и фосфора.
ГОСТ 380-94
Углеродистую сталь обыкновенного качества изготавливают следующих марок: Ст0, Ст1кп, Ст1пс, Ст1сп, Ст2кп, Ст2пс, Ст2сп, Ст3кп, Ст3пс, Ст3сп, Ст3Гпс, Ст3Гсп, Ст4кп, Ст4пс, Ст4сп, Ст5пс, Ст5сп, Ст5Гпс, Ст6пс, Ст6сп и др. Буквы Ст обозначают сталь. Цифры 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6 – условный номер марки в зависимости от химического состава. Увеличение номера означает повышение содержания углерода и временного сопротивления. Степень раскисления стали обозначается буквами после цифр: кп – кипящая (самая дешевая по способу производства); пс – полуспокойная; сп – спокойная. Эти буковки особо смущать не должны (это тонкости процесса выплавки стали), а вот первая цифра характеризует механическую прочность.
ГОСТ 1050-88
Марка качественной стали обозначается двумя цифрами: 08, 10, 15, 20 и т. д. до 60. Они показывают среднее содержание углерода в сотых долях процента. Иногда добавляют разные буковки и числа, например: буквы кп и пс после цифр соответствуют кипящей или полуспокойной стали. Главное не спутать с низколегированной сталью, обозначения для которой очень похожи.
ГОСТ 19281-89
Низколегированная конструкционная сталь. Первые две цифры указывают среднее содержание углерода в сотых долях процента. Буквы за цифрами указывают присутствие легирующих элементов, а цифры после букв обозначают содержание легирующих элементов в процентах (17Г1С, 09Г2С, 14ХГС). Г – это марганец, С – это кремний, Ф – ванадий, Х – хром и т.п. Буква А означает азот, но если А стоит в конце (30ХГСА), то это обозначает не азот, а высококачественную сталь (“Ш” в конце еще круче: 30ХГС-Ш).Если содержание легирующих элементов менее 1,5%, то цифра отсутствует ( 50Х, 17ГС ). Для легированных сталей вводят понятие углеродного эквивалента, подсчитываемого с учетом химического состава по несложной формуле. Углеродный эквивалент характеризует прочность и хрупкость стали. При большом углеродном эквиваленте сталь становится очень хрупкой и ее использование как конструкционного материала становится опасным. На рынке металлолома наиболее часто встречается сталь 17ГС, 17Г1С, 17Г1С-у. Марки перечислены в порядке улучшения свойств (по химическому составу в порядке снижения содержания вредных для стали примесей фосфора и серы).
Наиболее распространенные марки сталей на рынке металолома это – Ст3, 10, 20 и 17Г1С. По свариваемости они все одинаковы – без ограничений. По коррозийной стойкости: чем качественнее сталь, тем лучше. Однако, некоторые исследования по коррозии (в 3% растворе поваренной соли NaCl) показывают, что с увеличением содержания углерода в сталях 10, 20 и легирующих элементов в стали 17Г1С скорость коррозии основного металла увеличивается и составляет соответственно 0,17, 0,25 и 0,33 мм/год.
Стали марок Ст3, 20 очень мало отличаются по химическому составу:
Химический состав в % стали Ст3сп .
C |
Si |
Mn |
Ni |
S |
P |
Cr |
N |
Cu |
As |
0.14 – 0.22 |
0.15 – 0.3 |
0.4 – 0.65 |
до 0.3 |
до 0.05 |
до 0.04 |
до 0.3 |
до 0.008 |
до 0.3 |
до 0.08 |
Химический состав в % стали 20 .
C |
Si |
Mn |
Ni |
S |
P |
Cr |
Cu |
As |
0.17 – 0.24 |
0.17 – 0.37 |
0.35 – 0.65 |
до 0.25 |
до 0.04 |
до 0.04 |
до 0.25 |
до 0.25 |
до 0.08 |
Из-за допускаемого разброса по составу химический анализ не всегда позволяет однозначно отличить Ст3 и 20. Качество стали 20 лучше, чем у Ст3. У нее выше прочность и меньше разброс свойств. У стали 10 содержание углерода ниже, чем у Ст3 или 20.
Применение сталей:
Ст3сп – несущие элементы сварных и несварных конструкций и деталей, работающих при положительных температурах; фасонный и листовой прокат (5-й категории) – для несущих элементов сварных конструкций, работающих при переменных нагрузках: при толщине проката до 25 мм в интервале температур от -40 до +425°С; при толщине проката свыше 25 мм в интервале от -40 до +425°С при условии поставки с гарантируемой свариваемостью.
Сталь 10 и 20 – детали, работающие в интервале температур от -40 до 450°С, к которым предъявляются требования высокой пластичности, и детали, работающие при температуре от -40 до 425°С под давлением соответственно.
Сталь 17Г1С, 17ГС, 17Г1С-У – сварные детали, работающие под давлением при температурах от -40 до +475°С.
Различие труб из разной марки сталей можно проиллюстрировать на примере применения труб для трубопроводов пара и горячей воды. Правила безопасности ПБ 10-573-03 допускают применение прямошовных труб при следующих условиях (сведения неполные):
Сталь
ГОСТ |
Температура (ºС) |
Давление (атм) |
|
Ст3сп |
10706 (группа В) |
115 |
10 |
Ст3сп |
10705 (группа В) |
300 |
16 |
10, 20 |
10705 (группа В) |
300 |
16 |
20 |
20295 |
350 |
25 |
17Г1С |
20295 |
425 |
25 |
Более подробные сведения о марках стали и стальных ГОСТах легко найти в Интернет. Марочников стали предостаточно.