В строительстве применяются малоуглеродистые стали, содержащие
углерода от 0,1 до 0,25%. Повышение содержания углерода свыше 0,25%
влечет за собой уменьшение пластических свойств стали и повышает
склонность к образованию трещин в сварных соединениях. С другой стороны,
стали с содержанием углерода менее 0,1% имеют низкие прочностные
показатели.
Широкое применение в строительстве находят стали обыкновенного
качества по ГОСТ 380-94.
Сталь Ст. 0 имеет неоднородные механические свойства, т.к. имеет
большой разброс по содержанию углерода (до 0,23%) и ненормированное
содержание других примесей. Применяют для изготовления неответственных
конструкций.
Стали Ст. 1 и Ст. 2 характеризуются повышенной пластичностью и имеют
по сравнению с другими сталями пониженные прочностные характеристики. Из
этих сталей изготовляют, в основном, листовое кровельное железо, а также
заклепки.
Сталь Ст. 3 является основной сталью, применяемой в строительных
металлических конструкциях. Она обладает достаточно высокой прочностью,
значительным относительным удлинением и хорошей свариваемостью.
Химический состав стали Ст. 3: С = 0,14 – 0,22%, Mn = 0,3 – 0,65%, Si≤0,3%,
S≤0,05%, Р≤0,04%.
Стали Ст. 4, Ст. 5, Ст. 6 – более прочные, но менее пластичные, чем сталь
Ст. 3, хуже свариваются, применяются для изготовления арматурных стержней.
По степени раскисления углеродистые стали делятся на кипящую,
полуспокойную и спокойную, низколегированную сталь выплавляют только
спокойную.
21
Под кипящей (кп) понимают неполностью раскисленную сталь
(содержащую значительное количество закиси железа FeO), застывающую в
изложницах с выделением газов, создающих видимость кипения, отсюда
происходит название стали. Кипящей стали присуща большая структурная и
химическая неоднородность. Обычно для получения кипящей стали
раскисление проводят только ферромарганцем.
Полуспокойная сталь раскисляется дополнительно еще и ферросилицием,
поэтому в изложницах она не кипит, но при кристаллизации происходит
образование газовых пузырей внутри слитков. С увеличением степени
раскисленности повышается однородность механических свойств
полуспокойной стали.
Спокойной считают сталь, получаемую посредством полного раскисления
металла ферромарганцем, ферросилицием и алюминием или титаном,
обеспечивающих застывание металла без выделения газов.
Степень раскисленности стали можно определить по содержанию в ней
кремния (табл. 3).
Т а б л и ц а 3
Сталь Раскисление Содержание Si, %
Спокойная Fe-Mn, Fe-Si, Al, Ti 0,15–0,30
Полуспокойная Fe-Mn, Fe-Si 0,05–0,15
Кипящая Fe-Mn ≤0,05
Структура кипящей стали характеризуется более крупными зернами, чем
структура спокойной стали. Мелкозернистая структура спокойной стали
обеспечивает большую однородность химсостава (меньше ликвация серы,
фосфора, углерода), стабильность прочности и пластичности, увеличение
площадки текучести, а самое главное – работоспособности при низких
температурах (табл. 4).
Т а б л и ц а 4
Сталь Ст. 3 горячекатаная Минимальная температура эксплуатации*
Кипящая (кп) +40°С
Полуспокойная (пс) +10°С
Спокойная (сп) –10°С
* Минимальная температура эксплуатации – это температура, при которой
у стали ударная вязкость снижается в 2 раза по сравнению с максимальным
значением.
