в виде многокомпонентных композиций типа марок ДС, НЛ-2, 15ХСНД, 10ХСНД, затем в виде более простых по составу и экономичных кремнемарганцовых сталей марок 14Г2, 09Г2С, 10Г2С1.
В этих обозначениях (кроме ДС и НЛ-2) цифры и буквы означают: двухзначные цифры слева - примерное среднее содержание углерода в сотых долях процента; буквы справа от цифры: Г - марганец, С - кремний, X - хром: Н - никель, Д -медь; используют также буквы М - молибден, Ф - ванадий, Ю - алюминий, В -ниобий, А - азот, П - фосфор, Р - бор; цифры после букв - примерное содержание соответствующего элемента в целых единицах процентов.
Для получения стали этого вида используют легирующие элементы, упрочняющие в основном твердый раствор, а-железа и в меньшей степени образующие специальные карбиды или нитриды: кремний, марганец, медь, никель, хром, реже молибден. Прокат из стали поставляется как правило в состоянии непосредственно после горячей прокатки и имеет ферриго-перлитную микроструктуру, хотя возможна поставка и в состоянии после термической обработки - нормализации или термического улучшения.
Предел текучести и временное сопротивление в прокате большинства марок низколегированной стали повышенной прочности обычно не превышает 350 и 500 МПа соответственно. Этот уровень обусловлен ограниченностью легирования, которое сдерживается, как указывалось, тремя факторами: ухудшением свариваемости, снижением сопротивления хрупкому разрушению и экономической эффективностью (см.п. 1.1).
Ранее отмечалось, что при упрочнении строительной стали для сохранения или повышения сопротивления хрупкому разрушению необходимо одновременное существенное измельчение ее микроструктуры. Величина зерна феррита в прокате горячекатаной низколегированной стали зависит от его толщины. Она минимальна для тонкого проката, остывающего с наибольшей скоростью и возрастает с увеличением толщины. Все же в широком диапазоне употребляемых толщин зерно феррита в прокате низколегированной стали большинства марок остается более мелким, чем в прокате углеродистой стали. Именно этим обусловлена более значительная хладостойкость низколегированной стали, несмотря на ее повышенную прочность в сравнении с углеродистой.
Экономическая эффективность низколегированной стали зависит от ее оптовой цены, которая повышается с увеличением содержания легирующих элементов, особенно таких дорогих и дефицитных, как никель, медь, молибден.
В табл. 1.14 и 1.16 приводится химический состав, а в табл. 1.15 - механические свойства по ГОСТ 19282-73* отечественной низколегированной стали девяти марок. Механические свойства приводятся только для листового проката, так как для фасонного проката (ГОСТ 19281-89*) при соответствующей толщине они имеют близкие значения.
Стали, для которых обозначение марки условно дано с буквой Д в скобках, по требованию потребителей могут бьггь дополнительно легированы медью для повышения коррозионной стойкости. В ЭТОМ случае буква Д, означающая медь, вводится в марочное обозначение. При отсутствии меди буква Д в марочное обозначение не вводится.
Приведенный в табл. 1.14 химический состав относится к результатам плавочного контроля (ковшовая проба при разливке стали). Для химического состава в готовом прокате по ГОСТ 19282-73* допускаются отклонения, приведенные в табл. 1.16.
Таблица 1.14. Химический состав низколегированных сталей повышенной прочности
Сталь
Содержание, % но массе
марки
ГОСТ или ТУ
не более
09Г2(Д)
Не более 0,12
0,17-0,37
1,4-1,8
0,04
0,03
Не более 0,3
Не более 0,3
(0,15-0,3)
ГОСТ 19282-73*
09Г2С(Д)
То же
0,5-0,7
1,3-1,7
0,04
0,035
То же 0,3
То же 0,3
(0,15-0,3)
ГОСТ 19282-73*
14Г2
0,12-0,18
0,17-0,37
1,2-1,6
0,04
0,035
То же 0,3
То же 0,3
Не более 0,3
ГОСТ 19282-73*
10Г2С1(Д)
Не более 0,12
0,8-1,1
1,3-1,65
0,04
0,035
То же 0,3
То же 0,3
(0,15-0,3
ГОСТ 19282-73*
15ХСНД
0,12-0,18
0,4-0,7
0,4-0,7
0,035
0,035
0,6-0,9
0,3-0,6
0,2-0,4
ГОСТ 6713-91
ЮХСНД
Не более 0,12
0,8-1,1
0,5-0,8
0,035
0,035
0,6-0,9
0,5-0,8
0,4-0,6
ГОСТ 6713-91
0,14-0,2
0,4-0,6
1-1,4
0,04
0,035
Не более 0,3
Не более 0,3
Не более 0,3
ГОСТ 19282-73*
17Г1С
0,15-0,2
0,4-0,6
1,15-1,6
0,04
0,035
То же 0,3
То же 0,3
То же 0,3
ГОСТ 19282-73*
17Г1С-У
0,15-0,2
0,4-0,6
1,15-1,55
0,02
0,025
То же 0,3
То же 0,3
То же 0,3
ТУ 14-1-1950-77
Примечания: 1. По требованию потребителя для стали по ГОСТ 19282-73* массовая доля фосфора должна бьггь не более 0,03%, серы - не более 0,035%, а для стали по ГОСТ 6713-91 - не более 0,025% и 0,03% соответственно. 2. Допускается добавка алюминия и титана из расчета получения массовой доли в прокате алюминия - не более 0,05%, титана - не более 0,03%. 3. Массовая доля остаточного азота в стали не должна превышать 0,008%.
Таблица 1.15. Механические свойства низколегированной стали повышенной прочности
Марка стали, ГОСТ или ТУ
Толщина проката, мм
Временное сопротивление разрыву, МПа
Предел текучести, МПа
Относительное удлинение 65,
Ударная вязкость KCU, Дж/см при температуре °С
Испытание на изгиб в холодном состоянии на 180°
при диаметре оправки
После механического старения
4-20
До 5
d=2a
09Г2(Д)
От 5 до 10
d=2a
ГОСТ 19282-73*
От 10 до 20 вкл.
d=2a
Св.20 до 32 вкл.
d=2a
До 5
d=2a
От 5 ДО 10
d=2a
09Г2С(Д)
От 10 ДО 20 вкл.
d=2a
ГОСТ 19282-73*
Св.20 ДО 32 вкл.
d=2a
От 32 ДО 60 вкл.
d=2a
От 60 ДО 80 вкл.
d=2a
От 80 ДО 160 вкл.
d=2a
Менее 5
d=2a
14Г2
От 5 ДО 10
d=2a
ГОСТ 19282-73*
От 10 ДО 20 вкл.
d=2a
Св.20 ДО 32 вкл
d=2a
До 5
d=2a
От 5 ДО 10
d=2a
От 10 ДО 20 вкл.
d=2a
10Г2С1(Д)
Св.20 ДО 32 вкл.
d=2a
От 32 ДО 60 вкл.
d=2a
От 60 ДО 80 вкл.
d=2a
От 80 ДО 100 вкл.
d=2a
15ХСНД
От 8 ДО 32
490-687
d=2a
ГОСТ 6713-91
Св.32 ДО 50
470-667
d=2a
ЮХСНД
От 8 ДО 15
530-687
d=2a
ГОСТ 6713-91
Св. 15 ДО 32 вкл.
530-667
d=2a
От 32 ДО 40 вкл.
510-667
d=2a
17ГС
До 5
d=2a
ГОСТ 19282-73*
От 5 ДО 10
d=2a
От 10 ДО 20 вкл.
d=2a
17Г1С
До 5
d=2a
ГОСТ 19282-73*
От 5 ДО 10
d=2a
От 10 ДО 20 вкл.
d=2a
17Г1С-У*
ТУ 14-1-1950-77
От 9,5 ДО 17 вкл.
510-628
362-461
* Для стали марки 17Г1С-У* гарантируется также ударная вязкость KCV при 0°С не менее 39 Дж/см и доля волокна в изломе образцов ДВТТ при 0°С не менее 55%.
