Строительные стали
Строительная сталь – это разновидность сплава железа с углеродом, предназначенная для изготовления строительных конструкций, арматуры и литых изделий. Она обладает оптимальным составом для того, чтобы выдерживать значительные расчетные нагрузки. Использовать, например, инструментальную сталь для изготовления строительной балки нецелесообразно – даже при аналогичных размерах ее технические характеристики не будут удовлетворять расчётным нормативам.
Классификация
Требования к сталям строительным регламентирует ГОСТ 27772-88* «Прокат для строительных стальных конструкций». Документ определяет сортамент сплавов, приводит классификацию, правила производства, приёмки и применения металла.
Согласно ГОСТ, стали делятся на 2 основных вида по составу:
- Углеродистые.
- Легированные.
Углеродистые
Количество химического элемента углерода определяет прочность стальной конструкции. Чем его больше, тем крепче металл. Углеродистые сплавы делятся на 3 группы:
- Строительные низколегированные стали с содержанием углерода менее 0,25%;
- Среднеуглеродистые содержат 0,25-0,60% углерода;
- Высокоуглеродистые имеют в составе более 0,60% химического элемента.
Применяются металлы с разным количеством углерода в изготовлении строительных конструкций нормальной напряженности.
Легированные
Для повышения прочности в сплав железа вводят различные металлы в разных количествах. Этот процесс называется легирование. По количеству добавок различают 3 группы сплавов:
- Низколегированная – до 2,5% дополнительных металлов;
- Среднелегированная – около 2,5-10% добавок;
- Высоколегированная – более 10% примесей.
Строительные стали с добавками (легированные) считаются наиболее качественными, чем углеродистые. Они применяются для изготовления ответственных конструкций в строительстве, в космической отраслях, в машиностроении и на железной дороге.
Выбор типа стали определяется ГОСТом и конструктивными расчётами.
Маркировка строительных сталей
Марка указывает на основные показатели материала. Углеродистая и легированная стали имеют разные обозначения, поэтому рассмотрим их по отдельности.
Расшифровка углеродистых сталей
Расшифровать марку сплава с углеродом просто:
- «Ст» – это обозначение стали строительной;
- Цифра указывает количество углерода в сплаве в десятых процента;
- Буквы «кп», «пс», «сп» в конце обозначения указывают на кипящий тип раскисления (см. далее). Отсутствие дополнительных букв говорит о том, что сталь спокойная.
Соотношение марки стали и количества углерода представлено в таблице:
Содержание серы в углеродистых сплавах – не менее 0,045%, фосфора – не менее 0,055%.
Маркировка легированных сплавов
Поскольку в легированных сталях присутствуют различные химические элементы, необходимо идентифицировать их:
Пример марки строительных сталей с легирующими добавками: 16Г2АФ. Расшифровывается обозначение следующим образом:
- 16 – содержание углерода в сплаве. В нашем случае – 0,16%. Если в наименовании одна цифра, её следует принимать как сотую процента;
- Г – наличие марганца 2%;
- А – азот, около 1%;
- Ф – ванадий, около 1%.
Наименований легированных строительных сталей множество.
Обозначение конструкционной стали
ГОСТ 27772-88* приводит обозначение металлов для изготовления фасонного проката, которые обозначаются буквой «С» (Сталь строительная) и цифрами. Чтобы понять, что скрывается за этими значениями, приведём соответствие легированных, углеродистых и принятых строительных сталей:
Основная классификация строительных сталей
Легированные и углеродистые – основная классификация сплавов. Дополнительно металл можно разделить на группы по отдельным ключевым признакам.
По прочности:
- 1) Обычные (sy< 29 кН/см2) – это низкоуглеродистые в диапазоне (С235...С285) с разной степенью раскисления. Характерна средняя стойкость к коррозии, хрупкость при отрицательных температурах;
- 2) Повышенной прочности (29 кН/см2≤sy<40 кН/см2) – это сплавы С345...С390. Точные характеристики зависят от типа и количества добавочных металлов;
- 3) Высокой прочности (sy≥ 40 кН/см2). Такие сплавы обладают хорошими показателями текучести, пластичности, сжатия.
По степени раскисления:
- Кипящая (кп), раскисленная кремнием от 0,12 до 0,3% или алюминием до 0,1 % – хрупкая, подверженная скорому разрушению и старению;
- Полуспокойная (пс) раскисляется кремнием 0,05...0,15%, более устойчива в эксплуатации;
- Спокойная (сп)– самая дорогая, хорошо сваривается, выдерживает любые нагрузки.
По назначению:
- Для холодной штамповки;
- Цементируемые;
- Улучшаемые;
- Высокопрочные;
- Жаростойкие;
- Жаропрочные;
- Рессорно-пружинные;
- Шарикоподшипниковые;
- Автоматные;
- Коррозионно-стойкие;
- Износостойкие сплавы.