Углеродистые стали специального назначения

Строительные стали. Строительные стали предназначены для изготовления мостов, ферм, труб газо- и нефтепроводов, и других конструкций. Строительные конструкции, как правило, сварные, поэтому необходимым требованием к данным сталям является высокая свариваемость.

Свариваемость стали определяется углеродным эквивалентом, который зависит в основном от содержания углерода. Для обеспечения хорошей свариваемости содержание углерода в строительных сталях не должно превышать 0,18 %. В качестве строительных наиболее часто используются углеродистые стали обыкновенного качества Ст1, Ст2, Ст3, Ст5, по степени раскисления – спокойные, полуспокойные. Для конструкций неответственного назначения используют кипящие стали обыкновенного качества.

Строительные стали не подвергают термической обработке у потребителя, а их конечные свойства обеспечивают на металургическом заводе. Эти стали поставляют в горячекатаном, реже в нормализованном состоянии. Для получения более высоких прочностных характеристик стали должны содержать повышенное количество Mn и Si, до 1 – 1,25 % каждого элемента. Чем выше предел текучести, являющийся расчетной характеристикой конструкций, тем меньше сечение и, соответственно, масса конструкций.

Строительные низкоуглеродистые стали используют там, где требуется высокая жесткость конструкций. Их применяют для армирования железобетонных изделий. К недостаткам этих сталей относят низкую хладностойкость, характеристикой которой служит температура перехода из вязкого состояния в хрупкое. Эксплуатация конструкций в условиях Сибири и районах Крайнего Севера приводит к снижению их механических характеристик, что требует большой массы конструкций.Повышение прочности, хладностойкости и надежности при эксплуатации является проблемой, решаемой с помощью легирования сталей.

Стали для глубокой вытяжки. До 50 процентов массы легковых автомобилей содержат детали, полученные методом глубокой вытяжки или штамповки из тонколистовой стали. Глубокая вытяжка применяется также для изделий легкой пищевой промышленности (консервные банки, крышки, эмалированная посуда и т.д.). Основным требованием, предъявляемым к тонколистовой стали для пищевой и автомобильной промышленности, является способность к глубокой вытяжке, что свойственно сталям с низким содержанием углерода.

Малоуглеродистые стали, согласно ГОСТ 9045 – 80, должны иметь содержание углерода 0,08 – 0,12 %. Превышение этого предела увеличивает прочность, но понижает пластичность, столь необходимую для вытяжки. Содержание углерода ниже 0,06 % нежелательно, в связи с тем, что при этом увеличивается склонность стали к газонасыщению, к росту зерна при нагреве. Сталь должна содержать 0,3 – 0,45 % марганца. Недостаток содержания марганца ухудшает условия горячей прокатки из-за образования трещин на кромках, а повышенное его содержание понижает эффективность очистки сталей от вредных примесей при выплавке.

Для глубокой вытяжки используют малопрочные, высокопластичные стали 05, 08, 10 всех видов раскисления. Их поставляют в виде тонкого холоднокатанного листа в соответствии с ГОСТ 9045-80. Широко применяют кипящие стали 05кп, 08кп, 10кп. Способность этих сталей хорошо штамповаться обусловлена низким содержанием углерода и почти полным отсутствием кремния. Кипящая сталь склонна к деформационному старению (упрочнению) из-за повышенной газонасыщенности. В связи с этим используют сталь, легированную ванадием или алюминием: 08Фкп, 08Юкп. Перед штамповкой листы имеют σ_В = 260 – 360 МПа, d = 42 – 50%, HRB<=46 ед. и отношение sт/sв = 0,6. Чем ниже это отношение, тем пластичнее материал, а увеличение значения более 0,75 ухудшает штампуемость