Конструкционная углеродистая сталь обыкновенного качества Ст0

Резка

Исходные данные			Обрабатываемость резанием Ku
Состояние	HB, МПа	sB, МПа	твердый сплав	быстрорежущая сталь
горячекатаное	103–107	460	2,1	1,65

Вид поставки Ст0

В20 — Классификация, номенклатура и общие нормы	ГОСТ 380-2005;
В22 — Сортовой и фасонный прокат	ГОСТ 535-2005; ГОСТ 5422-73; ГОСТ 8239-89; ГОСТ 8240-97; ГОСТ 8278-83; ГОСТ 8281-80; ГОСТ 8283-93; ГОСТ 8510-86; ГОСТ 8509-93; ГОСТ 30136-95; ГОСТ 9234-74; ГОСТ 10551-75; ГОСТ 30565-98; ГОСТ 19771-93; ГОСТ 19772-93; ГОСТ 19240-73; ГОСТ 2590-2006; ГОСТ 2591-2006; ГОСТ 19425-74; ГОСТ 2879-2006; ГОСТ 11474-76;
В23 — Листы и полосы	ГОСТ 8568-77; ГОСТ 14637-89; ГОСТ 14918-80; ГОСТ 103-2006; ГОСТ 19903-74; ГОСТ 82-70;
В24 — Ленты	ГОСТ 6009-74; ГОСТ 3560-73;
В34 — Ленты	ГОСТ 503-81;
В62 — Трубы стальные и соединительные части к ним	ГОСТ 3262-75;
В71 — Проволока стальная низкоуглеродистая	ГОСТ 3282-74;
В72 — Проволока стальная средне- и высокоуглеродистая	ГОСТ 17305-91;

Материал Ст0 – механические свойства

Сортамент	ГОСТ	Размеры – толщина, диаметр	Режим термообработки	t	KCU	y	d5	sт	sв
		мм		0С	кДж/м2	%	%	МПа	МПа
Прокат	535–2005	15–18	300
Лист толстый	14637–89	20–23	300
Катанка	30136–95	58–68	420–470

Поставка Ст0

Поставляется в виде сортового проката, в том числе и фасонного по регламенту ГОСТ 2590-88 Прокат стальной горячекатаный круглый, ГОСТ 2591-88 Прокат стальной горячекатаный квадратный, ГОСТ 8239-89 Двутавры стальные горячекатаные, ГОСТ 19771-93 Уголки стальные гнутые равнополочные, ГОСТ 19772-93 Уголки стальные гнутые неравнополочные, ГОСТ 8278-83 Швеллеры стальные гнутые равнополочные, ГОСТ 8281-80 Швеллеры стальные гнутые неравнополочные, ГОСТ 8283-93 Профили стальные гнутые корытные равнополочные, ГОСТ 380-94 Сталь углеродистая обыкновенного качества, ГОСТ 8509-93 Уголоки стальные горячекатаные равнополочные, ГОСТ 8510-86 Уголки стальные горячекатаные неравнополочные, ГОСТ 8240-97 Швеллеры стальные горячекатаные, ГОСТ 535-88 Прокат сортовой и фасонный из углеродистой стали обыкновенного качества, ГОСТ 2879-88 Прокат стальной горячекатаный шестигранный, ГОСТ 19903-2015 Прокат листовой горячекатанный, ГОСТ 19904-90 Прокат листовой холоднокатанный, ГОСТ 16523-97 Прокат тонколистовой из углеродистой стали качественной и обыкновенного качества общего назначения, ГОСТ 503-81 Лента холоднокатаная из низкоуглеродистой стали, ГОСТ 103-76 Полоса стальная горячекатаная, ГОСТ 82-70 Прокат стальной горячекатаный широкополосный универсальный, ГОСТ 3282-74 Проволока стальная низкоуглеродистая общего назначения, ГОСТ 17305-71 Проволока из углеродистой конструкционной стали, ГОСТ 10705-80 Трубы стальные электросварные, ГОСТ 10706-76 Трубы стальные электростварные прямошовные, ГОСТ 3262-75 Трубы стальные водогазопроводные.

Марка Ст0 – физические свойства

t	r	R 109	E 10-5	l	a 106	C
0С	кг/м3	Ом·м	МПа	Вт/(м·град)	1/Град	Дж/ (кг·град)
20	7850

Что значит марка стали и как ее определить

В мировой практике встречается различные системы маркировки сталей. Единых стандартов для продукции нет из-за большого количества организаций, осуществляющих контроль и маркировку металлопродукции. В Европе действует документ EN10027, имеющий схожий с российским подход к наименованию сталей.

По действующему российскому стандарту легирующие элементы обозначаются буквами кириллицы, а число указывает на количество элемента в процентах. Отсутствие цифрового значения за буквой означает, что содержание легирующей добавки от 0,8 % до 1,5%, за исключением молибдена и ванадия массовой доли которых меньше. Отсутствие числа впереди марки легированной стали означает, что углерода в ней от 1% и более. Обозначение и расшифровка легирующих элементов сталей приведена в таблице

Название элемента	Химический символ	Обозначение в марке	Примеры
Углерод	C	не указывается
Хром	Cr	Х	40Х; 40Х13
Кремний	Si	С	65СГ; 30ХГСА
Никель	Ni	Н	45ХН; 12Х18Н10Т-Ш
Марганец	Mn	Г	65СГ; 30ХГС
Вольфрам	W	В	ХВГ; Х6ВФ
Молибден	Mo	М	12ХМ; 15Н2М
Кобальт	Co	К	Р10Ф5К5; Р6М5К5
Титан	Ti	Т	15ХГН2Т; 5ХНТ
Ванадий	V	Ф	12ХМФ; 12Х8ВФ
Алюминий	Al	Ю	38ХМНЮА; 36НХТЮА

Кремний в количестве от 1% до 1,5% повышает упругие свойства материала и используется для изготовления пружин и рессор. Кремний часто входит в состав инструментальной группы.

Никель в малых соотношениях благотворно влияет на ударную вязкость и прочность, а в больших количествах, как правило в сочетании с хромом, придает жаропрочные свойства и высокую коррозионную стойкость.

Содержание марганца от 1% до 1,5% увеличивает ударную вязкость, то есть ее способность противостоять ударным нагрузкам при низких температурах, когда материал становятся хрупкими.

Вольфрам резко повышает красностойкость и износостойкость, что является необходимым свойством режущих материалов, в которых он и находит наибольшее применение. Молибден, как и вольфрам увеличивает износостойкость и красностойкость, повышая сопротивление к окислению при высоких температурах.

Кобальт, находясь в составе стали и неметаллических режущих материалов, придает им сопротивляемость ударным нагрузкам при повышенных температурах. Наличие титана способствует мелкой зернистости в незакаленном состоянии, а также улучшает сопротивление окислению.

Ванадий, обычно в сочетании с хромом, повышает прочностные характеристики и увеличивает стойкость к окислению при высоких температурах. Алюминий повышает жаростойкость и окалиностойкость, кроме этого, как и титан, воздействуя на извлечение зернистости.

Сталь Ст0 – точные и ближайшие зарубежные аналоги

Австрия	Англия	Бельгия	Болгария	Венгрия	Германия	Евросоюз	Испания	Италия
ONORM	BS	NBN	BDS	MSZ	DIN, WNr	EN	UNE	UNI
St00H

15HR

15HS

Fe310-0

HR15

S185

FE310-0 ASt0

S185

Fe310O

S185

1.0035

1.0035

Fe310-0

S185

St33

St33-1

St33-2

1.0035

S185

A310-0

S185

Fe320

S185

Inter	Китай	Польша	Румыния	США	Франция	Чехия	Швеция	Япония
ISO	GB	PN	STAS	—	AFNOR	CSN	SS	JIS
E185
Fe310

Q195

Q195-b

Q195-F

Q195-Z

St0S OL32.1 A283(A)

A366

Gr.A

A33

S185

10000

10004

1300 SS330

Сталь Ст0

Содержание

• Назначение
• Вид поставки
• Химический состав
• Температура критических точек
• Механические свойства
• Технологические свойства Ковка
• Свариваемость
• Обрабатываемость резанием
• Остальное

Коррозионная стойкость

Литература

Назначение

Назначение стали Ст0: Второстепенные нерассчитываемые элементы сварных и несварных конструкций и неответственные детали: настилы, арматура, подкладки, шайбы, перила, кожухи, обшивки и др.

Вид поставки

Сталь Ст0 поставляется как:

• Сортовой прокат по ГОСТ 535-2005
• Лист по ГОСТ 14637-89

Химический состав

Таблица 1 — Массовая доля элементов стали Ст0, %, по ГОСТ 380-2005

C	Si	Mn	S	P	Cr	Ni	Cu	As	N
≤0,23	—	—	≤0,06	≤0,07	≤0,30	≤0,30	≤0,30	≤0,08	≤0,01

Температура критических точек

Таблица 2 — Температура критических точек стали Ст0, °С

Ac1	Ac3	Ar1	Ar3
735	854	682	835

Механические свойства

Таблица 3 — Механический свойства стали Ст0 при комнатной температуре

НД	Режим термообработки	Сечение, мм	σв, Н/мм2	δ, %	Изгиб
			не менее
ГОСТ 535-2005	В горячекатаном состоянии	До 20	300	18
		Свыше 20 до 40	300	18
		Свыше 40	300	15
ГОСТ 14637-89	В горячекатаном состоянии	До 20	300	23	d=2,5a
		Св. 20 до 40	300	23	d=3,5a
		Св. 40 до 160	300	20	d=3,5a
ГОСТ 380-71 (не поставляется)	Прокат горячекатаный	До 20	300	23
		Св. 20 до 40	300	22
		Св. 40	300	20
ГОСТ 16523-70 (Образцы поперечные) (не поставляется)	Листы горячекатаные	До 2,0	300	(11)
		Св. 2,0 до 3,9	300	(13)
	Листы холоднокатаные	До 2,0	300	(14)
		Св. 2,0 до 3,9	300	(16)

Таблица 4 — Предел выносливости стали Ст0

Предел выносливости стали Ст0, Н/мм2		Состояние стали
σ-1	τ-1
167	—	При σв = 305 Н/мм2

Технологические свойства

Ковка

Таблица 5 — Ковка стали Ст0

Вид полуфабриката	Температурный интервал ковки, °С
	начало	конец
Слиток	1280	750
Заготовка	1300	700

Свариваемость

Сталь Ст0 сваривается без ограничений.

Способы сварки стали Ст0:

• ручная дуговая сварка
• ручная аргонодуговая сварка
• автоматическая сварка под флюсом
• механизированная сварка плавящимся электродом в среде углекислого газа
• электрошлаковая сварка
• контактная сварка

Обрабатываемость резанием

Сталь Ст0 обрабатывается резанием в горячекатаном состоянии при HB 103-107 и σв = 460 МПа. Kv = 2,10 (твердый сплав) Kv = 1,65 (быстрорежущая сталь)

Остальное

Склонность стали Ст0 к отпускной хрупкости – не склонна.

Флакеночувствительность – не чувствительна.

Коррозионная стойкость

Таблица 6 — Коррозионная стойкость стали Ст0

Среда	Температура испытания, °С	Скорость коррозии, мм/год
Морская вода	20	0,105

Литература

1. Марочник сталей и сплавов / А.С. Зубченко, М.М. Колосков, Ю.В. Каширский и др. Под общей ред. А.С. Зубченко — М.: Машиностроение, 2003. 784 с.
2. Марочник сталей и сплавов / М.М. Колосков, Е.Т. Долбенко, Ю.В. Каширский и др. Под общей ред. А.С. Зубченко — М.: Машиностроение, 2001. 672 с.
3. Марочник сталей и сплавов / В.Г. Сорокин, А.В. Волосникова, С.А. Вяткин и др.; Под общ. ред. В.Г. Сорокина. — М.: Машиностроение, 1989. — 640 с.
4. ГОСТ 380-2005 Сталь углеродистая обыкновенного качества. Марки
5. ГОСТ 14637-89 Прокат толстолистовой из углеродистой стали обыкновенного качества. Технические условия

Механические свойства

HRCэ	HB	KCU	y	d5	sT	sв
МПа	кДж / м2	%	%	МПа	МПа
Твердость по Роквеллу	Твердость по Бринеллю	Ударная вязкость	Относительное сужение	Относительное удлинение при разрыве	Предел текучести	Предел кратковременной прочности

Ku	s0,2	t-1	s-1
Коэффициент относительной обрабатываемости	Условный предел текучести с 0,2% допуском при нагружении на значение пластической деформации	Предел выносливости при кручении (симметричный цикл)	Предел выносливости при сжатии-растяжении (симметричный цикл)

N	число циклов деформаций/ напряжений, выдержанных объектом под нагрузкой до появления усталостного разрушения/ трещины

Виды сталей

Классификация стали производится по следующим критериям: назначение, структурный состав, химический состав, качество и степени раскисления. Требуемое количество углерода задается при плавке. Для получения специальных свойств в состав сырья вводятся необходимые массовые доли различных легирующих элементов. По мере увеличения количества углерода возрастает твердость и прочной, а пластичность убывает. Содержание углеводов свыше 0,3% делает возможным закалку. Это процесс термической обработки, который заключается в нагреве и резком охлаждении в режиме, подходящем для конкретной марки. После закалки твердость и прочной материала увеличиваются.

По сфере применения выделяют конструкционные, инструментальные и специального назначения. Первые используются для изготовления различных деталей, механизмов, конструкций в строительстве и машиностроении. Инструментальные служат для изготовления инструмента и отличаются высокой прочностью. Специального назначения отличаются специфическими отклонениями состава, например, автоматные стали с повышенным содержанием фосфора и серы, предназначенные для неответственных деталей, обрабатываемых на станках автоматах. Во всех других видах примеси фосфора и серы считаются вредными.

По химическому составу материал разделяют на углеродистые и легированные. Вторые бывают низколегированные, легированные и высоколегированные. Легированной называется сталь, в которую помимо обычных примесей добавлены специальные легирующие элементы для улучшения физических, прочностных и технологических свойств материала.

Классификация по качеству. С увеличением содержания фосфора пластичность и ударная вязкость сплава снижается и повышается склонность к хладноломкости. Повышенное количество серы приводит к их красноломкости из-за низкоплавких сульфидных эвтектик, которые возникают по границам зерен. По качеству стали подразделяют на:

• Обыкновенного качества – серы менее 0,06%, фосфора менее 0,07%.
• Качественные – серы менее 0,04 %, фосфора менее 0,035%.
• Высококачественны – серы менее0,025; фосфора менее 0,025%.
• Особо высококачественные – серы менее 0,015%, фосфора менее 0,025%.

Рассмотрим разделение по структурному суставу:

• в отожженном состоянии выделяю доэвтектоидный, заэвтектоидный, ледебуритный (карбидный), ферритный, аустенитный сплавы;
• в нормализованном состоянии – перлитный, мартенситный и аустенитный.

По степени раскисления материал бывает:

• Кипящими – это не окисленный вид с высоким содержанием в ней металлических примесей.
• Полуспокойными – сплав, полученный при неполном раскислении металла по сравнению с кипящим.
• Спокойная – это раскисленый сорт, в котором находится минимальное количество примесей и шлаков.