Знание марок стали полезно людям, которые занимаются закупкой, продажей и сборкой металлоконструкций. В материале рассматривается вопрос, за что платят покупатели бюджетных и качественных сплавов.
Как читать маркировку стали?
Комбинация цифр и букв показывает процентное содержание основных химических элементов. Наиболее популярные составы запоминаются, ассоциируются с набором характеристик и служат эталонами качества.
Сравним маркировку листа Ст3 и 09Г2С.
Первое число обозначает процентное отношение углерода в рецептуре. Согласно стандарту, единицы измерения указывают в десятых долях процента. Чем больше углерода в рецепте, тем лист жестче и прочнее. Верно обратное утверждение. Чем больше химического элемента, тем ниже вязкость и пластичность.
Сплавы обыкновенного качества
Доля углерода стали 3 составляет менее 0,3% (0,16-0,22%). Маркировка 09Г2С указывает на низколегированный сплав с вхождением «C» — 0,09%. По правилам, если объем важного химического элемента меньше 0,1%, материал не указывают.
Следующие буквы в маркировке стали обыкновенного качества: сп, пс, кп. Двойные символы обозначают степень раскисления. Характеристика показывает, когда расплав начал застывать.
Самая дешевая разновидность Ст3 — «кп». «Чистый» состав Ст3кп обладает хрупкостью, плохо сваривается, слабо противостоит коррозии. К составу добавляют марганец в объеме — менее 0,07% от веса. При введении «Mn» происходит бурное кипение.
Эффект от использования технологического приема:
- ускоренное удаление кислорода из кипящего металла;
- улучшенная структура;
- восстановление физических и механических свойств стали.
Если на листе указана маркировка «сп», это свидетельствует о критериях качества:
- однородности структуры;
- улучшенной пластичности;
- свариваемости без ограничений;
- сопротивляемости ударным нагрузкам.
Для раскисления кипящего сплава «сп» используют химические элементы: марганец, алюминий или кремний.
Листовая сталь подходит для конструкций, которые выдерживают статические и динамические нагрузки:
- механизмы производственных машин;
- ответственные строительные конструкции;
- самонесущие опоры и сварные каркасы.
Для полуспокойной стали характерны средние значения свариваемости и механических свойств. Ускорители процесса кипения сплава: марганец и алюминий.
Показатели прочности и пластичности «пс» приближаются к марке Ст3сп. Конструкции применяют в производственных процессах с более низкими, чем у «сп», требованиями к прочности и пластичности. Стоимость продукции из Ст3пс ниже Ст3сп, но выше, чем Ст3кп.
Листы из низколегированных сталей
В русскоязычных странах буквой Г обозначают марганец, С — кремний. Назначение легирующих элементов — придать марке нужные свойства.
Введение кремния повышает пластичность, стойкость материала к кислотам и образованию окалины при горячей обработке: ковке, штамповке, вытяжке.
Добавка марганца улучшает показатели:
- твердости;
- износоустойчивости;
- стойкости к ударным нагрузкам (марганец не влияет на пластичность металла).
Маркировка 09Г2С указывает на процентное содержание углерода — менее 0,09%, «Mn» — 2%, «Si» — 1%.
| Марка стали | Доля значимых химических элементов в составе |
| Углерод | Марганец | Кремний |
| Ст3 | 0,16-0,22 | 0,4-0,65 | 0,15-0,3 |
| 09Г2С | 0,09 | 1,3 - 1,7 | 0,5 - 0,8 |
Характеристики листа Ст3пс (сп/кп)
Составы обыкновенного качества выплавляют в мартеновских печах. Большую часть проката используют в строительной отрасли. Популярность листов Ст3 объясняется оптимальным соотношением технологичности, прочности и цены:
- металл Ст3 не подвержен коррозии, если нет влаги;
- нет сложностей при резке, холодной и горячей штамповке и других формообразующих операциях.
Под маркой Ст3 подразумевают полуспокойный сплав — Ст3пс. Для обозначения кипящей и спокойной стали применяют названия: Ст3кп и Ст3сп.
Если конструкции из листов Ст3 используют в сухих помещениях, поверхность материала не покрывают составом, например, цинком. В остальных случаях выбирают другие сплавы или сталь обыкновенного качества с защитным слоем.
Металл Ст3 хорошо сваривается без предварительного разогрева заготовки. Постобработку делать необязательно.
Конструкции из листов Ст3 недопустимо использовать в условиях:
- повышенной влажности воздуха;
- низких температур.
Свойства листов из 09Г2С
Маркировку используют для обозначения низколегированной стали. Кроме добавок «Mn» и «Si», в состав входят медь, азот, хром, сера, фосфор, никель и другие примеси. Доля химических элементов — менее 1%. Вещества не оказывают существенного влияния на физико-механические свойства.
Листы стали 09Г2С — самый популярный металл на территории РФ. Материал ценят за прочность и доступность. По сравнению с маркой Ст3, антикоррозионная стойкость выше.
Низколегированный сплав хорошо сваривается. Обязательное условие — правильный выбор силы тока. Так как в составе мало углерода, металл не закаливается и не перегревается. Легирующие элементы равномерно распределяются по шву.
Сварка практически не влияет на структуру и величину зерна. Листы соединяют с предварительным подогревом (до 100-120 0C) и без дополнительной операции. После сварки пластичность не ухудшается. Металл не требует применения специальных электродов.
Технологии сборки конструкций:
- АДС под флюсом и газовой защитой;
- ЭШС;
- РДС.
Чтобы снять внутренние напряжения, материал подвергают закалке. После отпуска прокат не становится хрупким. Температура нагрева: 600-660 0C. Вязкость структуры металла остается на прежнем уровне.
Конструкции из листов 09Г2С используют в сложных условиях:
- температурный режим: от -70 до +425 0C;
- повышенная влажность;
- контакт металла с химически активными жидкостями и газами;
- разноплановые нагрузки.
Конструкции из листов 09Г2С используют в нефтяной, химической и судостроительной отрасли. Из металла изготавливают детали котлов, сосудов, аппаратов, резервуаров, а также трубопроводы. Конструкции эксплуатируют при высоком давлении и температуре.
Согласно стандарту, крепеж для трубопроводов и котельных установок не должен нагреваться выше 425°C и подвергаться давлению больше 10 Н/мм2.
Низколегированная сталь широко используется в строительной отрасли. Из листов 09Г2С изготавливают качественный сварной трубопрокат, который применяют во всех областях РФ, в том числе, на Крайнем Севере.
Сравнение физико-механических свойств горячекатаных листов из стали Ст3 и 09Г2С.
| Материал | Плотность, кг/м3 | Твердость по методу Бринелля, МПа | Предел прочности при растяжении, МПа | Относительное удлинение после разрыва, % | Предел текучести, МПа | Модуль упругости |
| Ст3 | 7850 | 131 | 380-490 | 22-26 | 205-255 | 200000 |
| 09Г2С | 450-490 | 490 | 17 | 300 | 203000 |
О способности листов стали проводить тепло судят по таблице ниже.
| Материал | ГОСТ | Теплоемкость при T = 20 0С | Коэффициент линейного теплового расширения | Теплопроводность при T= 100 0C |
| Ст3 | 380-2005 | 490 | 11,9 | 39 |
| 09Г2С | 19281-2014 | 494 | 11,4 | 33 |
Конструкции стандартного назначения из стали обыкновенного качества доступны и обеспечивают достаточный запас прочности. Для сложных проектов выгоднее купить листы 09Г2С.
