Конструкционная сталь: Типы и свойства сплавов

Сталь используется в различных отраслях человеческой деятельности. Благодаря широкому спектру ее применения, различают конструкционную, инструментальную сталь, и стали особого назначения. Каждый вид был разработан для специального назначения, поэтому отличается своим химическим составом и формой обработки, что позволяет получать заданные характеристики. Конструкционные стали и сплавы активно используются в машиностроении и строительной сфере, как технологичные, качественные и дешевые материалы, обладающие всем необходимым набором свойств при производстве конструкций.

Общие характеристики

В составе сплавов присутствует некоторый процент полезных добавок, к которым можно отнести медь, марганец, кремний и так далее, однако главным элементом, который определяет свойства конструкционной стали, является углерод. Увеличение его содержания приводит к усилению прочности и устойчивости к низким температурам, что дает возможность создавать конструкции, работающие даже в условиях сурового климата, при этом выдерживать большие нагрузки.

Изначально конструкционные стали классифицируют на:

• легированные;
• углеродистые.

Качество углеродистых конструкционных сталей зависит от присутствия в их химическом составе фосфора и серы. Первый наделяет металл способностью к растрескиванию в процессе холодной механической обработки. Второй вызывает трещинообразование при горячей (термической) обработке под воздействием высокого давления. Применение сталей конструкционных с большим процентом серы и фосфора обосновано при изготовлении деталей с высокой степенью обрабатываемости способом резки. На основании процентного содержания данных примесей, металл классифицируется следующим образом:

• Сталь обыкновенного качества – состав содержит около 0,5% добавок (маркируется как «Ст»).
• Качественная сталь – до 0,0З5% примесей (качественная углеродистая сталь маркируется «Сталь»). Качественная конструкционная сталь широко используется в машиностроении.
• Высококачественная – количество серы и фосфора в пределах 0,025% (маркируется буквой «A» в конце).
• Сталь особо высокого качества – 0,015% вредных примесей (высокого качества углеродистая сталь маркируется в конце «Ш»).

Кроме этого, в процессе производства, металлы классифицируют в соответствии с их физико-механическими свойствами.

Типы и свойства сплавов

В зависимости от свойств, стали можно разделить на физические и механические.
К физическим свойствам относят объемную плотность = 7850 кг / м3, коэффициент теплового расширения a, коэффициент Пуассона v = 0,3 и коэффициент продольной упругости E = 210 000 Н / мм2.

К механическим свойствам: прочность, ударную вязкость и пластичность.

Прочностные свойства конструкционной стали связаны со способностью металла переносить нагрузки. Мера прочности – предел текучести и предел прочности. Прочность на растяжение – напряжение, соответствующее наибольшему усилию, полученному во время испытания на растяжение.

Ударная вязкость – способность поглощать энергию, которая передается при ударной нагрузке
Пластичность – способность стали деформироваться. Минимальная пластичность обеспечивается, если отношение предела прочности к пределу текучести составляет 1,10, относительное удлинение при разрушении составляет не менее 15%, а отношение деформации при разрушении к деформации при достижении предела текучести составляет ≥ 15.

Конкретную область применения металлопроката определяют механические и физико-химические характеристики:

• Низколегированный сплав – содержит до 0,22% углерода и используется при возведении мостов и других конструкций, работающих при высоких и часто изменяющихся нагрузках, а также способных выдерживать постоянные перепады температур. Применяется при производстве сельскохозяйственной техники, железнодорожных вагонов, локомотивов и так далее.
• Теплоустойчивая сталь – изготовление деталей, испытывающих постоянные нагрузки при очень высоких температурах.
• Арматурная – после обработки показывает высокую твердость. Используется для армирования бетона, повышая его износоустойчивость и прочность.
• Пружинная – содержит большой процент кремния и используется при изготовлении пружин, рессор и торсионных стержней, и иных подобных деталей. Для особо нагружаемых пружин в сплав добавляют ванадий и хром.
• Машиностроительная – благодаря способности хорошо сопротивляться ударному воздействию и высокой механической прочности используется при производстве автомобилей.
• Автоматная – используется при производстве мелких крепежных деталей, которые выпускаются на автоматических станках большими партиями (шурупы, шайбы, гайки и так далее).
• Шарикоподшипниковая – материал, обладающий высокой твердостью и сопротивляемостью к контактной усталости. При изготовлении небольших деталей чаще всего используют высокоуглеродистую хромистую сталь, для производства деталей с большим сечением применяется хромомарганцевая сталь, прокаливающаяся на большую глубину.

Особняком стоит котельный углеродистый сплав, который применяется при изготовлении:

• Толстолистового металла – толщина листов более 4 мм.
• Тонколистового материала – толщина до 4 мм.

Котельные листы отличаются хорошей свариваемостью и имеют высокую прочность, поэтому используются в производстве паровых котлов, паропроводов и труб, работающих под давлением до 98Мпа, при температуре до 450 градусов. В маркировке обозначаются буквой «K» в конце.

Зарубежные производители аналогичной продукции производят маркировку по собственным стандартам.

Дефекты конструкционных сталей

Наиболее распространенными дефектами конструкционных сталей являются:

• Дендритная ликвация. Из-за наличия в металле легирующих элементов повышается температурный интервал кристаллизации. Диффузные процессы в легированной стали протекают медленно, поэтому материал становится склонным к дендритной ликвации и полосатости в структуре. Ликвидировать такой дефект можно диффузным отжигом.
• Флокеныю. Наличие газов пагубно сказывается на свойствах сталей, приводя к возникновению такого дефекта как флокены, которые представляют собой трещины, которые становятся заметными при макротравленни. На извилинах флокены выглядят как округлые пятна. Чаще всего флокены появляются при быстром охлаждении металла после ковки или прокатки. Такой дефект связан с наличием в сплаве водорода, который в процессе плавки растворяется в жидком металле. Чаще всего флокены появляются в хромовых и хромоникелевых сплавах.

Конструкционные стали: механические свойства, влияние структуры и легирующих элементов

В машиностроение используются марки стали с высоким уровнем характеристик качества, таковые являются — конструкционные стали. Это прочный, надежный материал с отличными механическими свойствами. Детали из конструкционных сталей можно подвергать большим нагрузкам. Среди хороших качеств конструкционные стали обладают сопротивлением к ударным и динамическим воздействиям.

Купить металлопрокат вы можете у нас, металлобаза «УМП» предлагает широкий ассортимент металлопроката по доступным ценам и на выгодных условиях. Также мы предоставляем услуги доставки и порезки металлопроката, которая совершается по современным технологиям с профессиональным подходом.

Механические свойства стали

Детали машин часто соприкасаются в работе, поэтому сопротивление к износу должно быть на высоком уровне. Устойчивость к коррозии, ползучести и другим нежелательным воздействием также очень важный показатель.

Для того, чтобы подобрать нужную сталь для изготовления машинных деталей, нужно знать от чего зависят ее характеристики:

• От структуры;
• От состава;
• От термической обработки;
• От легирования (легирующих элементов и их количества).

Кроме этого на механические свойства стали влияют содержание углерода в материале, легироавание, дислегирование, измельчение зерна, наклеп. Повышение уровня прочности стали обычно ведет к уменьшению гибкости и пластичности.

Для того, чтобы материал был долговечен, у него должны быть на высоком уровне такие показатели, как жаростойкость, выносливость; износостойкость, коррозийная стойкость, всеми этими характеристиками сталь превосходит другие сплавы. Когда работа идет с конструкционными сталями, учитывают в первую очередь такие способы повышения прочности, чтобы не уменьшать свойства вязкости. Обычное увеличение количества углерода приводит к значительному повышению прочности и порога хладноломкости.

Влияние структуры на свойства конструкционной стали

Получение дисперсных структур после переохлаждения аустенита ведет к повышению прочности и твердости, максимальную твердость обычно имеет мартенситная структура. Но вязкость в таком случае значительно понижается, что восстанавливается отпуском за счет незначительного снижения прочности.

Двойная обработка, при которой окончательная структура формируется не из аустенита, а из мартенсита, то есть применяется закалка с последующим отпуском позволяет широко изменять прочностные свойства от максимальных, соответствующих закаленному состоянию, до минимальных, соответствующих отожженному, и важно, что при этом пластические и вязкие свойства оказываются более высокие, чем при одинарной обработке (продукты распада аустеонита. Такая двойная обработка получила название улучшения, но возможности его не безграничны.

Механические свойства стали

Можно заметить, что повышение прочности за счет понижения температуры отпуска приводит к тому, что порог хладноломкости повышается, уменьшаются доли волокна в изломе и уменьшается уровень распространения трещин.

Существует наиболее эффективный путь повышения надежности стали при высокой прочности – это сочетание мелкозернистости, уменьшенное содержание вредных примесей, использование чистой шихты и вакуумирование. Высокий комплекс механических качеств свойственен продуктов отпуска мартенсита, поэтому в процессе закалки необходимо добиваться сквозной прокаливаемости.

Важный момент заключается в том, что в процессе закалки образовывается нижний, а не верхний бейнит, так как после отпуска карбидная фаза из нижнего выделяется в виде дисперсных частиц, в то время, как при исходной структуре верхнего бейнита карбиды при отпуске приобретают пластинчатую форму и свойства оказываются невысокими.

Легирующие элементы в конструкционных сталях

Влияние легирующих элементов имеет два исхода: с одной стороны, они углубляют прокаливаемость и при этом снижается порог хладноломкости, с другой стороны, они, растворяясь в феррите, повышают порог хладноломкости.

Легировать конструкционные стали необходимо в меру, когда важен первый фактор, но, когда достигнут нужный уровень прокаливаемости, тогда первый фактор перестает действовать и такое легирование несет в себе вред для стали.

Исключением может быть такой элемент, как никель, он понижает порог хладноломкости. Но при полностью вязком разрушении, то есть выше порога хладноломкости никель, как и другие элементы понижает уровень пластичности.

Если рассматривать условия закаливания легированных конструкционных сталей, нужно учитывать особенности кинетики распада аустенита сталей, легированных карбидообразующими элементами. В этих сталях скорость бейнитного превращения при 300-400 градусах температуры оказывается намного выше, чем скорость перлитного распада – 500-600 градусов.

Можно сделать общий вывод, что у легированных сталей мартенситная структура может быть достигнута более медленным охлаждением. Оно создает меньшее внутреннее напряжение, что является фактором, который повышает конструктивную прочность стали и позволяет использовать ее в машиностроении, не боясь возложенных на нее нагрузок.

Купить металлопрокат

Посмотреть прайс-лист на металлопрокат из конструкционных и других сталей, узнать цену металлопроката из различных видов стали вы можете в металлобазе «УМП». Наша компания предлагает только качественный металлопрокат по доступной цене, а наши менеджеры помогут вам определиться с заказом с профессиональной точки зрения.

Хотите купить черный металлопрокат из конструкционных и других видов сталей в Днепре или Киеве, посмотрите цены на металлопрокат или сразу обращайтесь по телефонам со страницы — контакты, наши специалисты проконсультируют и помогут в оформлении заказа.

Свойства стальных материалов — SteelConstruction.info

Свойства конструкционной стали определяются как ее химическим составом, так и методом производства, включая обработку во время изготовления. Стандарты на продукцию определяют пределы состава, качества и производительности, и эти ограничения используются или предполагаются проектировщиками конструкций. В этой статье рассматриваются основные свойства, представляющие интерес для дизайнера, и указываются соответствующие стандарты для конкретных продуктов. Спецификация стальных конструкций описана в отдельной статье.

Схематическая диаграмма напряжения/деформации для стали

Содержание

• 1 Свойства материала, необходимые для проектирования
• 2 Факторы, влияющие на механические свойства
• 3 Сила
  • 3.1 Предел текучести
    • 3.1.1 Горячекатаные стали
    • 3.1.2 Холоднодеформированные стали
    • 3.1.3 Нержавеющая сталь
• 4 Прочность
• 5 Пластичность
• 6 Свариваемость
• 7 Прочие механические свойства стали
• 8 Прочность
  • 8.1 Атмосферостойкая сталь
  • 8.2 Нержавеющая сталь
• 9 Каталожные номера
• 10 ресурсов
• 11 См. также

[наверх]Свойства материалов, необходимые для проектирования

Свойства, которые должны учитываться проектировщиками при выборе стальных строительных изделий:

• Прочность
• Прочность
• Пластичность
• Свариваемость
• Прочность.

При проектировании механические свойства определяются на основе минимальных значений, указанных в соответствующем стандарте на продукцию. Свариваемость определяется химическим составом сплава, который регламентируется стандартом на продукцию. Долговечность зависит от конкретного типа сплава — обычная углеродистая сталь, атмосферостойкая сталь или нержавеющая сталь.

[вверх]Факторы, влияющие на механические свойства

Механические свойства стали определяются сочетанием химического состава, термической обработки и производственных процессов. Хотя основным компонентом стали является железо, добавление очень небольших количеств других элементов может оказать заметное влияние на свойства стали. Прочность стали можно увеличить за счет добавления таких сплавов, как марганец, ниобий и ванадий. Однако эти добавки к сплаву могут также неблагоприятно повлиять на другие свойства, такие как пластичность, ударная вязкость и свариваемость.

Сведение к минимуму содержания серы может повысить пластичность, а ударная вязкость может быть улучшена за счет добавления никеля. Поэтому химический состав для каждой спецификации стали тщательно сбалансирован и протестирован во время ее производства, чтобы гарантировать достижение соответствующих свойств.

Легирующие элементы также дают различную реакцию, когда материал подвергается термической обработке, включающей охлаждение с заданной скоростью от определенной пиковой температуры. Производственный процесс может включать комбинацию термической обработки и механической обработки, которые имеют решающее значение для характеристик стали.

Механическая обработка происходит во время прокатки или формовки стали. Чем больше стали прокатывают, тем прочнее она становится. Этот эффект очевиден в стандартах на материалы, которые, как правило, определяют снижение уровней предела текучести с увеличением толщины материала.

Эффект термической обработки лучше всего объясняется ссылкой на различные технологические процессы, которые могут использоваться в производстве стали, основными из которых являются:

• Сталь после проката
• Нормализованная сталь
• Прокат нормализованный
• Сталь термомеханически катаная (TMR)
• Сталь, подвергнутая закалке и отпуску (Q&T).

Сталь охлаждается во время прокатки, при этом типичная температура конца прокатки составляет около 750°C. Сталь, которой затем дают остыть естественным путем, называют материалом в состоянии после прокатки. Нормализация происходит, когда прокатанный материал снова нагревается примерно до 900°C и выдерживается при этой температуре в течение определенного времени, прежде чем дать ему возможность остыть естественным образом. Этот процесс уменьшает размер зерна и улучшает механические свойства, особенно ударную вязкость. Нормализованно-прокатный процесс, при котором температура выше 900°C после завершения прокатки. Это оказывает такое же влияние на свойства, как и нормализация, но исключает лишний процесс повторного нагрева материала. Нормализованные и нормализованные прокаты имеют обозначение «Н».

Использование высокопрочной стали может уменьшить объем необходимой стали, но сталь должна быть прочной при рабочих температурах, а также должна обладать достаточной пластичностью, чтобы противостоять любому распространению вязкой трещины. Следовательно, более прочные стали требуют улучшенной ударной вязкости и пластичности, что может быть достигнуто только при использовании чистых сталей с низким содержанием углерода и при максимальном измельчении зерна. Внедрение процесса термомеханической прокатки (TMR) является эффективным способом достижения этой цели.

Термомеханически прокатанная сталь использует особый химический состав стали, чтобы обеспечить более низкую конечную температуру прокатки около 700°C. Для прокатки стали при этих более низких температурах требуется большее усилие, и свойства сохраняются до тех пор, пока она не будет повторно нагрета выше 650°C. Сталь, прокатанная термомеханическим способом, имеет обозначение «М».

Процесс производства закаленной и отпущенной стали начинается с нормализованного материала при температуре 900°C. Его быстро охлаждают или «закаливают» для получения стали с высокой прочностью и твердостью, но с низкой ударной вязкостью. Прочность восстанавливается повторным нагревом до 600°C, поддержанием температуры в течение определенного времени и последующим естественным охлаждением (отпуск). Закаленные и отпущенные стали имеют обозначение «Q».

Закалка включает быстрое охлаждение продукта путем погружения непосредственно в воду или масло. Он часто используется в сочетании с отпуском, который представляет собой вторую стадию термообработки до температур ниже диапазона аустенизации. Эффект отпуска заключается в размягчении ранее закаленных структур и повышении их прочности и пластичности.

Схематический температурно-временной график процессов прокатки

[вверх] Прочность

[вверх] Предел текучести

Предел текучести является наиболее распространенным свойством, которое необходимо проектировщику, поскольку оно является основой для большинства правил, приведенных в нормах проектирования. В европейских стандартах на конструкционные углеродистые стали (включая атмосферостойкие стали) основное обозначение относится к пределу текучести, например Сталь S355 представляет собой конструкционную сталь с указанным минимальным пределом текучести 355 Н/мм².

Стандарты на продукцию также определяют допустимый диапазон значений предела прочности при растяжении (UTS). Минимальный UTS имеет отношение к некоторым аспектам дизайна.

[вверх]Горячекатаные стали

Для горячекатаных углеродистых сталей число, указанное в обозначении, представляет собой значение предела текучести для материала толщиной до 16 мм. Конструкторы должны учитывать, что предел текучести уменьшается с увеличением толщины листа или профиля (более тонкий материал обрабатывается больше, чем толстый, и обработка увеличивает прочность). Для двух наиболее распространенных марок стали, используемых в Великобритании, указанные минимальные значения предела текучести и минимального предела прочности при растяжении показаны в таблице ниже для сталей в соответствии со стандартом BS EN 10025-2 9.0123 [1] .

Национальное приложение Великобритании к BS EN 1993-1-1 ^[2] позволяет использовать минимальное значение текучести для определенной толщины в качестве номинального (характеристического) предела текучести f _y и минимальный предел прочности при растяжении f _u использовать в качестве номинального (характеристического) предела прочности.

Аналогичные значения даны для других марок в других частях BS EN 10025 и для полых профилей в BS EN 10210-1 ^[3] .

[top]Стали холодной штамповки

Существует широкий диапазон марок стали для полосовой стали, подходящей для холодной штамповки. Минимальные значения предела текучести и предела прочности указаны в соответствующем стандарте на продукцию BS EN 10346 9.0123 [4] .

BS EN 1993-1-3 ^[5] содержит значения базового предела текучести f _yb и предела прочности при растяжении f _u , которые следует использовать в качестве характеристических значений при проектировании.

[наверх]Нержавеющая сталь

Марки нержавеющей стали обозначаются числовым «номером стали» (например, 1,4401 для типичной аустенитной стали), а не системой обозначения «S» для углеродистых сталей. Соотношение напряжение-деформация не имеет четкого различия в пределе текучести, и предел текучести нержавеющей стали для нержавеющей стали обычно указывается в терминах условного предела прочности, определенного для определенного смещения постоянной деформации (обычно 0,2% деформации).

Прочность обычно используемых конструкционных нержавеющих сталей находится в диапазоне от 170 до 450 Н/мм². Аустенитные стали имеют более низкий предел текучести, чем обычно используемые углеродистые стали; Дуплексные стали имеют более высокий предел текучести, чем обычные углеродистые стали. Как для аустенитных, так и для дуплексных нержавеющих сталей отношение предела прочности к пределу текучести больше, чем для углеродистых сталей.

BS EN 1993-1-4 ^[6] содержит номинальные (характеристические) значения предела текучести f _y и предельной минимальной прочности на растяжение f _u для сталей в соответствии с BS EN 10088-1 ^[7] для использования в конструкции.

[вверх] Прочность

Образец для испытания на ударный изгиб с V-образным надрезом

Природа всех материалов состоит в том, чтобы иметь некоторые дефекты. В стали эти дефекты принимают форму очень маленьких трещин. Если сталь недостаточно прочная, «трещина» может быстро распространяться без пластической деформации и приводить к «хрупкому разрушению». Риск хрупкого разрушения увеличивается с толщиной, растягивающим напряжением, концентраторами напряжения и при более низких температурах. Прочность стали и ее способность сопротивляться хрупкому разрушению зависят от ряда факторов, которые следует учитывать на этапе спецификации. Удобной мерой прочности является испытание на ударную вязкость по Шарпи с V-образным надрезом — см. изображение справа. В этом испытании измеряется энергия удара, необходимая для разрушения небольшого образца с надрезом при определенной температуре одним ударом маятника.

В различных стандартах на продукцию указаны минимальные значения энергии удара для различных марок основания каждого класса прочности. Для нелегированных конструкционных сталей основные обозначения марок: JR, J0, J2 и K2. Для мелкозернистых сталей и закаленных и отпущенных сталей (которые, как правило, более прочные, с более высокой энергией удара) используются разные обозначения. Сводная информация об обозначениях ударной вязкости приведена в таблице ниже.

Для тонколистовых сталей для холодной штамповки требования к энергии удара не указаны для материала толщиной менее 6 мм.

Выбор подходящей марки основания для обеспечения достаточной прочности в расчетных ситуациях приведен в BS EN 19.93-1-10 ^[12] и связанный с ним UK NA ^[13] . Правила связывают температуру воздействия, уровень напряжения и т. д. с «предельной толщиной» для каждой марки стали. PD 6695-1-10 ^[14] содержит полезные справочные таблицы, а руководство по выбору соответствующего грунтового основания дано в ED007.

SCI-P419

Эти правила проектирования были разработаны для конструкций, подверженных усталости, таких как мосты и опорные конструкции кранов, и признано, что их использование для зданий, где усталость играет незначительную роль, чрезвычайно безопасно.

Публикация SCI P419 представляет модифицированные пределы толщины стали, которые могут использоваться в зданиях, где усталость не является расчетным соображением. Эти новые пределы были получены с использованием точно такого же подхода, как и правила проектирования Еврокода, но они существенно уменьшают рост трещин из-за усталости. Употреблено слово «уменьшать», так как допущение отсутствия роста означало бы полное устранение эффекта утомления. Допускается некоторая усталость (20 000 циклов) на основе ориентировочных указаний стандарта DIN.

Термин «квазистатический» будет охватывать такие конструкции — в действительности может быть некоторое ограниченное циклическое воздействие нагрузки, но обычно это не рассматривается — подход к проектированию заключается в том, чтобы рассматривать все нагрузки как статические. Ключом к новому подходу является формула для выражения роста трещины при 20 000 циклов. Эксперты из Аахенского университета (участвовавшие в разработке Еврокода) дали это чрезвычайно важное выражение.

Дополнительную информацию можно найти в технической статье в сентябрьском выпуске журнала NSC за 2017 г.

Нержавеющая сталь обычно намного прочнее углеродистой стали; минимальные значения указаны в BS EN 10088-4 ^[15] . В стандарте BS EN 1993-1-4 ^[6] указано, что аустенитные и дуплексные стали достаточно прочны и не подвержены хрупкому разрушению при рабочих температурах до -40°C.

[top]Пластичность

Пластичность — это мера степени деформации или удлинения материала между началом текучести и возможным разрушением под действием растягивающей нагрузки, как показано на рисунке ниже. Конструктор полагается на пластичность в ряде аспектов конструкции, включая перераспределение напряжения в предельном состоянии, конструкцию группы болтов, снижение риска распространения усталостных трещин, а также в производственных процессах сварки, гибки и правки. Различные стандарты для марок стали в приведенной выше таблице настаивают на минимальном значении пластичности, поэтому расчетные допущения действительны, и если они указаны правильно, проектировщик может быть уверен в их адекватных характеристиках.

Напряженно-деформационное поведение стали

[вверх]Свариваемость

Приварка ребер жесткости к большой сборной балке
(Изображение предоставлено Mabey Bridge Ltd)

Все конструкционные стали в основном поддаются сварке. Однако сварка предполагает локальное расплавление стали, которая впоследствии охлаждается. Охлаждение может быть довольно быстрым, потому что окружающий материал, напр. луч предлагает большой «радиатор», а сварной шов (и подводимое тепло) обычно относительно мал. Это может привести к упрочнению «зоны термического влияния» (ЗТВ) и снижению ударной вязкости. Чем больше толщина материала, тем больше снижение ударной вязкости.

Склонность к охрупчиванию также зависит от легирующих элементов, главным образом, но не исключительно, от содержания углерода. Эта восприимчивость может быть выражена как «значение углеродного эквивалента» (CEV), и различные стандарты на продукцию для углеродистых сталей дают выражения для определения этого значения.

BS EN 10025 ^[1] устанавливает обязательные пределы для CEV для всех охватываемых изделий из конструкционной стали, и для тех, кто контролирует сварку, несложно обеспечить, чтобы используемые спецификации процедуры сварки были квалифицированы для соответствующей марки стали и CEV.

Другие механические свойства стали

Другие механические свойства конструкционной стали, важные для проектировщика, включают:

• Модуль упругости, E = 210 000 Н/мм²
• Модуль сдвига, G = E/[2(1 + ν )] Н/мм², часто принимается равным 81 000 Н/мм²
• Коэффициент Пуассона, ν = 0,3
• Коэффициент теплового расширения, α = 12 x 10 ^-6 /°C (в диапазоне температур окружающей среды).

[вверх]Долговечность

Защита от коррозии за пределами объекта
(Изображение предоставлено Hempel UK Ltd.)

Еще одним важным свойством является защита от коррозии. Хотя доступны специальные коррозионно-стойкие стали, они обычно не используются в строительстве. Исключением является атмосферостойкая сталь.

Наиболее распространенным средством защиты от коррозии конструкционной стали является покраска или цинкование. Требуемый тип и степень защиты покрытия зависят от степени воздействия, местоположения, расчетного срока службы и т. д. Во многих случаях в сухих условиях внутри не требуется никаких антикоррозионных покрытий, кроме соответствующей противопожарной защиты. Доступна подробная информация о защите от коррозии конструкционной стали.

[top]Сталь, устойчивая к атмосферным воздействиям

Сталь, устойчивая к атмосферным воздействиям, представляет собой высокопрочную низколегированную сталь, которая устойчива к коррозии, образуя прочную защитную «патину» ржавчины, препятствующую дальнейшей коррозии. Защитное покрытие не требуется. Он широко используется в Великобритании для строительства мостов и снаружи некоторых зданий. Он также используется для архитектурных элементов и скульптурных сооружений, таких как Ангел Севера.

Ангел Севера

[верх]Нержавеющая сталь

Типичные кривые напряжения-деформации для нержавеющей стали и углеродистой стали в отожженном состоянии

Нержавеющая сталь представляет собой материал с высокой коррозионной стойкостью, который можно использовать в конструкции, особенно там, где требуется высококачественная отделка поверхности. Подходящие сорта для воздействия в типичных условиях приведены ниже.

Деформационно-напряженное поведение нержавеющих сталей отличается от поведения углеродистых сталей в ряде аспектов. Наиболее важное отличие заключается в форме кривой напряжения-деформации. В то время как углеродистая сталь обычно демонстрирует линейное упругое поведение вплоть до предела текучести и плато перед деформационным упрочнением, нержавеющая сталь имеет более округлый отклик без четко определенного предела текучести. Таким образом, предел текучести нержавеющей стали, как правило, определяется для определенного смещения постоянной деформации (обычно 0,2% деформации), как показано на рисунке справа, который показывает типичные экспериментальные кривые напряжения-деформации для обычных аустенитных и дуплексных нержавеющих сталей. Показанные кривые представляют диапазон материалов, которые могут поставляться, и не должны использоваться при проектировании.

Указанные механические свойства обычных нержавеющих сталей по EN 10088-4 ^[15]

Описание	Марка	Минимум 0,2% предела текучести (Н/мм 2 )	Предел прочности при растяжении (Н/мм 2 )	Удлинение при разрыве (%)
Основные хромоникелевые аустенитные стали	1. 4301	210	520 – 720	45
	1.4307	200	500 – 700	45
Молибден-хромоникелевые аустенитные стали	1.4401	220	520 – 670	45
	1.4404	220	520 – 670	45
Дуплексные стали	1.4162	450	650 – 850	30
	1,4462	460	640 – 840	25

Механические свойства относятся к горячекатаному листу. Для холоднокатаной и горячекатаной полосы указанные значения прочности на 10-17 % выше.

Рекомендации по выбору нержавеющей стали

BS EN ISO 9223 [16] Класс атмосферной коррозии	Типичная внешняя среда	Подходящая нержавеющая сталь
C1 (очень низкий)	Пустыни и арктические районы (очень низкая влажность)	1. 4301/1.4307, 1.4162
C2 (низкий)	Засушливые условия или низкий уровень загрязнения (сельская местность)	1.4301/1.4307, 1.4162
C3 (средний)	Прибрежные районы с небольшими отложениями соли Городские или промышленные районы с умеренным загрязнением	1.4401/1.4404, 1.4162 (1.4301/1.4307)
C4 (высокий)	Загрязненная городская и промышленная атмосфера Прибрежные районы с умеренными отложениями солей Дорожная среда с противогололедными солями	1.4462, (1.4401/1.4404), другие более высоколегированные дуплексы или аустениты
C5 (Очень высокая)	Сильно загрязненная промышленная атмосфера с высокой влажностью Морская атмосфера с высокой степенью солевых отложений и брызг	1.4462, другие более высоколегированные дуплексы или аустениты

Материалы, подходящие для более высокого класса, могут использоваться для более низких классов, но могут оказаться нерентабельными. Материалы, указанные в квадратных скобках, могут быть рассмотрены, если приемлема некоторая умеренная коррозия. Накопление агрессивных загрязняющих веществ и хлоридов будет выше в защищенных местах; следовательно, может быть необходимо выбрать рекомендуемую марку из следующего более высокого класса коррозии.

[наверх]Ссылки

1. ↑ ^{1,0 1,1 1,2} BS EN 10025-2:2019 Горячекатаный прокат из конструкционных сталей. Технические условия поставки нелегированных конструкционных сталей BSI.
2. ↑ NA+A1:2014 к BS EN 1993-1-1:2005+A1:2014, Национальное приложение Великобритании к Еврокоду 3: Проектирование стальных конструкций Общие нормы и правила для зданий, BSI
3. ↑ ^{3.0 3.1} BS EN 10210-1:2006 Горячедеформированные конструкционные полые профили из нелегированных и мелкозернистых сталей. Технические требования к поставке, BSI.
4. ↑ BS EN 10346:2015 Стальной плоский прокат с непрерывным горячим покрытием для холодной штамповки. Технические условия поставки. БСИ
5. ↑ BS EN 1993-1-3:2006 Еврокод 3: Проектирование стальных конструкций. Общие правила — Дополнительные правила для холодногнутых элементов и листов, BSI.
6. ↑ ^{6.0 6.1} BS EN 1993-1-4:2006+A1:2015 Еврокод 3. Проектирование стальных конструкций. Основные правила. Дополнительные правила для нержавеющих сталей, BSI
7. ↑ БС ЕН 10088-1:2014
   Нержавеющие стали. Список нержавеющих сталей, BSI
8. ↑ BS EN 10025-3: 2019, Горячекатаный прокат из конструкционных сталей, Часть 3. Технические условия поставки нормализованного / нормализованного проката свариваемых мелкозернистых конструкционных сталей, BSI
9. ↑ BS EN 10025-4: 2019, Горячекатаный прокат из конструкционных сталей, Часть 4. Технические условия поставки термомеханически свариваемых мелкозернистых конструкционных сталей, BSI
10. ↑ BS EN 10025-5:2019, Горячекатаный прокат из конструкционных сталей, Часть 5. Технические условия поставки конструкционных сталей с повышенной атмосферной коррозионной стойкостью, BSI
11. ↑ BS EN 10025-6: 2019, Горячекатаный прокат из конструкционных сталей, Часть 6. Технические условия поставки плоского проката из конструкционных сталей с высоким пределом текучести в закаленном и отпущенном состоянии, BSI
12. ↑ BS EN 1993-1-10:2005 Еврокод 3. Проектирование стальных конструкций. Прочность материала и свойства по толщине, BSI.
13. ↑ NA to BS EN 1993-1-10: 2005, Национальное приложение Великобритании к Еврокоду 3: Проектирование стальных конструкций. Прочность материала и свойства по толщине. БСИ
14. ↑ PD 6695-1-10:2009 Рекомендации по проектированию конструкций по BS EN 1993-1-10. БСИ
15. ↑ ^{15,0 15,1} BS EN 10088-4:2009 Нержавеющие стали. Технические условия поставки листа и ленты из коррозионно-стойких сталей строительного назначения, BSI.
16. ↑ BS EN ISO 9223:2012 Коррозия металлов и сплавов, Коррозионная активность атмосферы, Классификация, определение и оценка. БСИ

[наверх] Ресурсы

• SCI ED007 Выбор марки стали в соответствии с Еврокодами, 2012 г.
• SCI P419 Хрупкий излом: выбор марки стали в соответствии с BS EN 1993-1-10, 2017

[наверх] См. также

• Производство стали
• Спецификация металлоконструкций
• Атмосферостойкая сталь
• Защита от коррозии
• Коды и стандарты проектирования
• Производство
• Сварка

Свойства стальных материалов — SteelConstruction.info

Свойства конструкционной стали определяются как ее химическим составом, так и методом производства, включая обработку во время изготовления. Стандарты на продукцию определяют пределы состава, качества и производительности, и эти ограничения используются или предполагаются проектировщиками конструкций. В этой статье рассматриваются основные свойства, представляющие интерес для дизайнера, и указываются соответствующие стандарты для конкретных продуктов. Спецификация стальных конструкций описана в отдельной статье.

Схематическая диаграмма напряжения/деформации для стали

Содержание

• 1 Свойства материала, необходимые для проектирования
• 2 Факторы, влияющие на механические свойства
• 3 Сила
  • 3. 1 Предел текучести
    • 3.1.1 Горячекатаные стали
    • 3.1.2 Холоднодеформированные стали
    • 3.1.3 Нержавеющая сталь
• 4 Прочность
• 5 Пластичность
• 6 Свариваемость
• 7 Прочие механические свойства стали
• 8 Прочность
  • 8.1 Атмосферостойкая сталь
  • 8.2 Нержавеющая сталь
• 9 Каталожные номера
• 10 ресурсов
• 11 См. также

[наверх]Свойства материалов, необходимые для проектирования

Свойства, которые должны учитываться проектировщиками при выборе стальных строительных изделий:

• Прочность
• Прочность
• Пластичность
• Свариваемость
• Прочность.

При проектировании механические свойства определяются на основе минимальных значений, указанных в соответствующем стандарте на продукцию. Свариваемость определяется химическим составом сплава, который регламентируется стандартом на продукцию. Долговечность зависит от конкретного типа сплава — обычная углеродистая сталь, атмосферостойкая сталь или нержавеющая сталь.

[вверх]Факторы, влияющие на механические свойства

Механические свойства стали определяются сочетанием химического состава, термической обработки и производственных процессов. Хотя основным компонентом стали является железо, добавление очень небольших количеств других элементов может оказать заметное влияние на свойства стали. Прочность стали можно увеличить за счет добавления таких сплавов, как марганец, ниобий и ванадий. Однако эти добавки к сплаву могут также неблагоприятно повлиять на другие свойства, такие как пластичность, ударная вязкость и свариваемость.

Сведение к минимуму содержания серы может повысить пластичность, а ударная вязкость может быть улучшена за счет добавления никеля. Поэтому химический состав для каждой спецификации стали тщательно сбалансирован и протестирован во время ее производства, чтобы гарантировать достижение соответствующих свойств.

Легирующие элементы также дают различную реакцию, когда материал подвергается термической обработке, включающей охлаждение с заданной скоростью от определенной пиковой температуры. Производственный процесс может включать комбинацию термической обработки и механической обработки, которые имеют решающее значение для характеристик стали.

Механическая обработка происходит во время прокатки или формовки стали. Чем больше стали прокатывают, тем прочнее она становится. Этот эффект очевиден в стандартах на материалы, которые, как правило, определяют снижение уровней предела текучести с увеличением толщины материала.

Эффект термической обработки лучше всего объясняется ссылкой на различные технологические процессы, которые могут использоваться в производстве стали, основными из которых являются:

• Сталь после проката
• Нормализованная сталь
• Прокат нормализованный
• Сталь термомеханически катаная (TMR)
• Сталь, подвергнутая закалке и отпуску (Q&T).

Сталь охлаждается во время прокатки, при этом типичная температура конца прокатки составляет около 750°C. Сталь, которой затем дают остыть естественным путем, называют материалом в состоянии после прокатки. Нормализация происходит, когда прокатанный материал снова нагревается примерно до 900°C и выдерживается при этой температуре в течение определенного времени, прежде чем дать ему возможность остыть естественным образом. Этот процесс уменьшает размер зерна и улучшает механические свойства, особенно ударную вязкость. Нормализованно-прокатный процесс, при котором температура выше 900°C после завершения прокатки. Это оказывает такое же влияние на свойства, как и нормализация, но исключает лишний процесс повторного нагрева материала. Нормализованные и нормализованные прокаты имеют обозначение «Н».

Использование высокопрочной стали может уменьшить объем необходимой стали, но сталь должна быть прочной при рабочих температурах, а также должна обладать достаточной пластичностью, чтобы противостоять любому распространению вязкой трещины. Следовательно, более прочные стали требуют улучшенной ударной вязкости и пластичности, что может быть достигнуто только при использовании чистых сталей с низким содержанием углерода и при максимальном измельчении зерна. Внедрение процесса термомеханической прокатки (TMR) является эффективным способом достижения этой цели.

Термомеханически прокатанная сталь использует особый химический состав стали, чтобы обеспечить более низкую конечную температуру прокатки около 700°C. Для прокатки стали при этих более низких температурах требуется большее усилие, и свойства сохраняются до тех пор, пока она не будет повторно нагрета выше 650°C. Сталь, прокатанная термомеханическим способом, имеет обозначение «М».

Процесс производства закаленной и отпущенной стали начинается с нормализованного материала при температуре 900°C. Его быстро охлаждают или «закаливают» для получения стали с высокой прочностью и твердостью, но с низкой ударной вязкостью. Прочность восстанавливается повторным нагревом до 600°C, поддержанием температуры в течение определенного времени и последующим естественным охлаждением (отпуск). Закаленные и отпущенные стали имеют обозначение «Q».

Закалка включает быстрое охлаждение продукта путем погружения непосредственно в воду или масло. Он часто используется в сочетании с отпуском, который представляет собой вторую стадию термообработки до температур ниже диапазона аустенизации. Эффект отпуска заключается в размягчении ранее закаленных структур и повышении их прочности и пластичности.

Схематический температурно-временной график процессов прокатки

[вверх] Прочность

[вверх] Предел текучести

Предел текучести является наиболее распространенным свойством, которое необходимо проектировщику, поскольку оно является основой для большинства правил, приведенных в нормах проектирования. В европейских стандартах на конструкционные углеродистые стали (включая атмосферостойкие стали) основное обозначение относится к пределу текучести, например Сталь S355 представляет собой конструкционную сталь с указанным минимальным пределом текучести 355 Н/мм².

Стандарты на продукцию также определяют допустимый диапазон значений предела прочности при растяжении (UTS). Минимальный UTS имеет отношение к некоторым аспектам дизайна.

[вверх]Горячекатаные стали

Для горячекатаных углеродистых сталей число, указанное в обозначении, представляет собой значение предела текучести для материала толщиной до 16 мм. Конструкторы должны учитывать, что предел текучести уменьшается с увеличением толщины листа или профиля (более тонкий материал обрабатывается больше, чем толстый, и обработка увеличивает прочность). Для двух наиболее распространенных марок стали, используемых в Великобритании, указанные минимальные значения предела текучести и минимального предела прочности при растяжении показаны в таблице ниже для сталей в соответствии со стандартом BS EN 10025-2 9.0123 [1] .

Национальное приложение Великобритании к BS EN 1993-1-1 ^[2] позволяет использовать минимальное значение текучести для определенной толщины в качестве номинального (характеристического) предела текучести f _y и минимальный предел прочности при растяжении f _u использовать в качестве номинального (характеристического) предела прочности.

Аналогичные значения даны для других марок в других частях BS EN 10025 и для полых профилей в BS EN 10210-1 ^[3] .

[top]Стали холодной штамповки

Существует широкий диапазон марок стали для полосовой стали, подходящей для холодной штамповки. Минимальные значения предела текучести и предела прочности указаны в соответствующем стандарте на продукцию BS EN 10346 9.0123 [4] .

BS EN 1993-1-3 ^[5] содержит значения базового предела текучести f _yb и предела прочности при растяжении f _u , которые следует использовать в качестве характеристических значений при проектировании.

[наверх]Нержавеющая сталь

Марки нержавеющей стали обозначаются числовым «номером стали» (например, 1,4401 для типичной аустенитной стали), а не системой обозначения «S» для углеродистых сталей. Соотношение напряжение-деформация не имеет четкого различия в пределе текучести, и предел текучести нержавеющей стали для нержавеющей стали обычно указывается в терминах условного предела прочности, определенного для определенного смещения постоянной деформации (обычно 0,2% деформации).

Прочность обычно используемых конструкционных нержавеющих сталей находится в диапазоне от 170 до 450 Н/мм². Аустенитные стали имеют более низкий предел текучести, чем обычно используемые углеродистые стали; Дуплексные стали имеют более высокий предел текучести, чем обычные углеродистые стали. Как для аустенитных, так и для дуплексных нержавеющих сталей отношение предела прочности к пределу текучести больше, чем для углеродистых сталей.

BS EN 1993-1-4 ^[6] содержит номинальные (характеристические) значения предела текучести f _y и предельной минимальной прочности на растяжение f _u для сталей в соответствии с BS EN 10088-1 ^[7] для использования в конструкции.

[вверх] Прочность

Образец для испытания на ударный изгиб с V-образным надрезом

Природа всех материалов состоит в том, чтобы иметь некоторые дефекты. В стали эти дефекты принимают форму очень маленьких трещин. Если сталь недостаточно прочная, «трещина» может быстро распространяться без пластической деформации и приводить к «хрупкому разрушению». Риск хрупкого разрушения увеличивается с толщиной, растягивающим напряжением, концентраторами напряжения и при более низких температурах. Прочность стали и ее способность сопротивляться хрупкому разрушению зависят от ряда факторов, которые следует учитывать на этапе спецификации. Удобной мерой прочности является испытание на ударную вязкость по Шарпи с V-образным надрезом — см. изображение справа. В этом испытании измеряется энергия удара, необходимая для разрушения небольшого образца с надрезом при определенной температуре одним ударом маятника.

В различных стандартах на продукцию указаны минимальные значения энергии удара для различных марок основания каждого класса прочности. Для нелегированных конструкционных сталей основные обозначения марок: JR, J0, J2 и K2. Для мелкозернистых сталей и закаленных и отпущенных сталей (которые, как правило, более прочные, с более высокой энергией удара) используются разные обозначения. Сводная информация об обозначениях ударной вязкости приведена в таблице ниже.

Для тонколистовых сталей для холодной штамповки требования к энергии удара не указаны для материала толщиной менее 6 мм.

Выбор подходящей марки основания для обеспечения достаточной прочности в расчетных ситуациях приведен в BS EN 19.93-1-10 ^[12] и связанный с ним UK NA ^[13] . Правила связывают температуру воздействия, уровень напряжения и т. д. с «предельной толщиной» для каждой марки стали. PD 6695-1-10 ^[14] содержит полезные справочные таблицы, а руководство по выбору соответствующего грунтового основания дано в ED007.

SCI-P419

Эти правила проектирования были разработаны для конструкций, подверженных усталости, таких как мосты и опорные конструкции кранов, и признано, что их использование для зданий, где усталость играет незначительную роль, чрезвычайно безопасно.

Публикация SCI P419 представляет модифицированные пределы толщины стали, которые могут использоваться в зданиях, где усталость не является расчетным соображением. Эти новые пределы были получены с использованием точно такого же подхода, как и правила проектирования Еврокода, но они существенно уменьшают рост трещин из-за усталости. Употреблено слово «уменьшать», так как допущение отсутствия роста означало бы полное устранение эффекта утомления. Допускается некоторая усталость (20 000 циклов) на основе ориентировочных указаний стандарта DIN.

Термин «квазистатический» будет охватывать такие конструкции — в действительности может быть некоторое ограниченное циклическое воздействие нагрузки, но обычно это не рассматривается — подход к проектированию заключается в том, чтобы рассматривать все нагрузки как статические. Ключом к новому подходу является формула для выражения роста трещины при 20 000 циклов. Эксперты из Аахенского университета (участвовавшие в разработке Еврокода) дали это чрезвычайно важное выражение.

Дополнительную информацию можно найти в технической статье в сентябрьском выпуске журнала NSC за 2017 г.

Нержавеющая сталь обычно намного прочнее углеродистой стали; минимальные значения указаны в BS EN 10088-4 ^[15] . В стандарте BS EN 1993-1-4 ^[6] указано, что аустенитные и дуплексные стали достаточно прочны и не подвержены хрупкому разрушению при рабочих температурах до -40°C.

[top]Пластичность

Пластичность — это мера степени деформации или удлинения материала между началом текучести и возможным разрушением под действием растягивающей нагрузки, как показано на рисунке ниже. Конструктор полагается на пластичность в ряде аспектов конструкции, включая перераспределение напряжения в предельном состоянии, конструкцию группы болтов, снижение риска распространения усталостных трещин, а также в производственных процессах сварки, гибки и правки. Различные стандарты для марок стали в приведенной выше таблице настаивают на минимальном значении пластичности, поэтому расчетные допущения действительны, и если они указаны правильно, проектировщик может быть уверен в их адекватных характеристиках.

Напряженно-деформационное поведение стали

[вверх]Свариваемость

Приварка ребер жесткости к большой сборной балке
(Изображение предоставлено Mabey Bridge Ltd)

Все конструкционные стали в основном поддаются сварке. Однако сварка предполагает локальное расплавление стали, которая впоследствии охлаждается. Охлаждение может быть довольно быстрым, потому что окружающий материал, напр. луч предлагает большой «радиатор», а сварной шов (и подводимое тепло) обычно относительно мал. Это может привести к упрочнению «зоны термического влияния» (ЗТВ) и снижению ударной вязкости. Чем больше толщина материала, тем больше снижение ударной вязкости.

Склонность к охрупчиванию также зависит от легирующих элементов, главным образом, но не исключительно, от содержания углерода. Эта восприимчивость может быть выражена как «значение углеродного эквивалента» (CEV), и различные стандарты на продукцию для углеродистых сталей дают выражения для определения этого значения.

BS EN 10025 ^[1] устанавливает обязательные пределы для CEV для всех охватываемых изделий из конструкционной стали, и для тех, кто контролирует сварку, несложно обеспечить, чтобы используемые спецификации процедуры сварки были квалифицированы для соответствующей марки стали и CEV.

Другие механические свойства стали

Другие механические свойства конструкционной стали, важные для проектировщика, включают:

• Модуль упругости, E = 210 000 Н/мм²
• Модуль сдвига, G = E/[2(1 + ν )] Н/мм², часто принимается равным 81 000 Н/мм²
• Коэффициент Пуассона, ν = 0,3
• Коэффициент теплового расширения, α = 12 x 10 ^-6 /°C (в диапазоне температур окружающей среды).

[вверх]Долговечность

Защита от коррозии за пределами объекта
(Изображение предоставлено Hempel UK Ltd.)

Еще одним важным свойством является защита от коррозии. Хотя доступны специальные коррозионно-стойкие стали, они обычно не используются в строительстве. Исключением является атмосферостойкая сталь.

Наиболее распространенным средством защиты от коррозии конструкционной стали является покраска или цинкование. Требуемый тип и степень защиты покрытия зависят от степени воздействия, местоположения, расчетного срока службы и т. д. Во многих случаях в сухих условиях внутри не требуется никаких антикоррозионных покрытий, кроме соответствующей противопожарной защиты. Доступна подробная информация о защите от коррозии конструкционной стали.

[top]Сталь, устойчивая к атмосферным воздействиям

Сталь, устойчивая к атмосферным воздействиям, представляет собой высокопрочную низколегированную сталь, которая устойчива к коррозии, образуя прочную защитную «патину» ржавчины, препятствующую дальнейшей коррозии. Защитное покрытие не требуется. Он широко используется в Великобритании для строительства мостов и снаружи некоторых зданий. Он также используется для архитектурных элементов и скульптурных сооружений, таких как Ангел Севера.

Ангел Севера

[верх]Нержавеющая сталь

Типичные кривые напряжения-деформации для нержавеющей стали и углеродистой стали в отожженном состоянии

Нержавеющая сталь представляет собой материал с высокой коррозионной стойкостью, который можно использовать в конструкции, особенно там, где требуется высококачественная отделка поверхности. Подходящие сорта для воздействия в типичных условиях приведены ниже.

Деформационно-напряженное поведение нержавеющих сталей отличается от поведения углеродистых сталей в ряде аспектов. Наиболее важное отличие заключается в форме кривой напряжения-деформации. В то время как углеродистая сталь обычно демонстрирует линейное упругое поведение вплоть до предела текучести и плато перед деформационным упрочнением, нержавеющая сталь имеет более округлый отклик без четко определенного предела текучести. Таким образом, предел текучести нержавеющей стали, как правило, определяется для определенного смещения постоянной деформации (обычно 0,2% деформации), как показано на рисунке справа, который показывает типичные экспериментальные кривые напряжения-деформации для обычных аустенитных и дуплексных нержавеющих сталей. Показанные кривые представляют диапазон материалов, которые могут поставляться, и не должны использоваться при проектировании.

Указанные механические свойства обычных нержавеющих сталей по EN 10088-4 ^[15]

Описание	Марка	Минимум 0,2% предела текучести (Н/мм 2 )	Предел прочности при растяжении (Н/мм 2 )	Удлинение при разрыве (%)
Основные хромоникелевые аустенитные стали	1. 4301	210	520 – 720	45
	1.4307	200	500 – 700	45
Молибден-хромоникелевые аустенитные стали	1.4401	220	520 – 670	45
	1.4404	220	520 – 670	45
Дуплексные стали	1.4162	450	650 – 850	30
	1,4462	460	640 – 840	25

Механические свойства относятся к горячекатаному листу. Для холоднокатаной и горячекатаной полосы указанные значения прочности на 10-17 % выше.

Рекомендации по выбору нержавеющей стали

BS EN ISO 9223 [16] Класс атмосферной коррозии	Типичная внешняя среда	Подходящая нержавеющая сталь
C1 (очень низкий)	Пустыни и арктические районы (очень низкая влажность)	1. 4301/1.4307, 1.4162
C2 (низкий)	Засушливые условия или низкий уровень загрязнения (сельская местность)	1.4301/1.4307, 1.4162
C3 (средний)	Прибрежные районы с небольшими отложениями соли Городские или промышленные районы с умеренным загрязнением	1.4401/1.4404, 1.4162 (1.4301/1.4307)
C4 (высокий)	Загрязненная городская и промышленная атмосфера Прибрежные районы с умеренными отложениями солей Дорожная среда с противогололедными солями	1.4462, (1.4401/1.4404), другие более высоколегированные дуплексы или аустениты
C5 (Очень высокая)	Сильно загрязненная промышленная атмосфера с высокой влажностью Морская атмосфера с высокой степенью солевых отложений и брызг	1.4462, другие более высоколегированные дуплексы или аустениты

Материалы, подходящие для более высокого класса, могут использоваться для более низких классов, но могут оказаться нерентабельными. Материалы, указанные в квадратных скобках, могут быть рассмотрены, если приемлема некоторая умеренная коррозия. Накопление агрессивных загрязняющих веществ и хлоридов будет выше в защищенных местах; следовательно, может быть необходимо выбрать рекомендуемую марку из следующего более высокого класса коррозии.

[наверх]Ссылки

1. ↑ ^{1,0 1,1 1,2} BS EN 10025-2:2019 Горячекатаный прокат из конструкционных сталей. Технические условия поставки нелегированных конструкционных сталей BSI.
2. ↑ NA+A1:2014 к BS EN 1993-1-1:2005+A1:2014, Национальное приложение Великобритании к Еврокоду 3: Проектирование стальных конструкций Общие нормы и правила для зданий, BSI
3. ↑ ^{3.0 3.1} BS EN 10210-1:2006 Горячедеформированные конструкционные полые профили из нелегированных и мелкозернистых сталей. Технические требования к поставке, BSI.
4. ↑ BS EN 10346:2015 Стальной плоский прокат с непрерывным горячим покрытием для холодной штамповки. Технические условия поставки. БСИ
5. ↑ BS EN 1993-1-3:2006 Еврокод 3: Проектирование стальных конструкций. Общие правила — Дополнительные правила для холодногнутых элементов и листов, BSI.
6. ↑ ^{6.0 6.1} BS EN 1993-1-4:2006+A1:2015 Еврокод 3. Проектирование стальных конструкций. Основные правила. Дополнительные правила для нержавеющих сталей, BSI
7. ↑ БС ЕН 10088-1:2014
   Нержавеющие стали. Список нержавеющих сталей, BSI
8. ↑ BS EN 10025-3: 2019, Горячекатаный прокат из конструкционных сталей, Часть 3. Технические условия поставки нормализованного / нормализованного проката свариваемых мелкозернистых конструкционных сталей, BSI
9. ↑ BS EN 10025-4: 2019, Горячекатаный прокат из конструкционных сталей, Часть 4. Технические условия поставки термомеханически свариваемых мелкозернистых конструкционных сталей, BSI
10. ↑ BS EN 10025-5:2019, Горячекатаный прокат из конструкционных сталей, Часть 5. Технические условия поставки конструкционных сталей с повышенной атмосферной коррозионной стойкостью, BSI
11. ↑ BS EN 10025-6: 2019, Горячекатаный прокат из конструкционных сталей, Часть 6. Технические условия поставки плоского проката из конструкционных сталей с высоким пределом текучести в закаленном и отпущенном состоянии, BSI
12. ↑ BS EN 1993-1-10:2005 Еврокод 3. Проектирование стальных конструкций. Прочность материала и свойства по толщине, BSI.
13. ↑ NA to BS EN 1993-1-10: 2005, Национальное приложение Великобритании к Еврокоду 3: Проектирование стальных конструкций. Прочность материала и свойства по толщине. БСИ
14. ↑ PD 6695-1-10:2009 Рекомендации по проектированию конструкций по BS EN 1993-1-10. БСИ
15. ↑ ^{15,0 15,1} BS EN 10088-4:2009 Нержавеющие стали. Технические условия поставки листа и ленты из коррозионно-стойких сталей строительного назначения, BSI.
16. ↑ BS EN ISO 9223:2012 Коррозия металлов и сплавов, Коррозионная активность атмосферы, Классификация, определение и оценка. БСИ

[наверх] Ресурсы

• SCI ED007 Выбор марки стали в соответствии с Еврокодами, 2012 г.