Применяемые в строительстве стали

Строительная сталь – это разновидность сплава железа с углеродом, предназначенная для изготовления строительных конструкций, арматуры и литых изделий. Она обладает оптимальным составом для того, чтобы выдерживать значительные расчетные нагрузки. Использовать, например, инструментальную сталь для изготовления строительной балки нецелесообразно – даже при аналогичных размерах ее технические характеристики не будут удовлетворять расчётным нормативам.

Классификация

Требования к сталям строительным регламентирует ГОСТ 27772-88* «Прокат для строительных стальных конструкций». Документ определяет сортамент сплавов, приводит классификацию, правила производства, приёмки и применения металла.

Согласно ГОСТ, стали делятся на 2 основных вида по составу:

• Углеродистые.
• Легированные.

Углеродистые

Количество химического элемента углерода определяет прочность стальной конструкции. Чем его больше, тем крепче металл. Углеродистые сплавы делятся на 3 группы:

• Строительные низколегированные стали с содержанием углерода менее 0,25%;
• Среднеуглеродистые содержат 0,25-0,60% углерода;
• Высокоуглеродистые имеют в составе более 0,60% химического элемента.

Применяются металлы с разным количеством углерода в изготовлении строительных конструкций нормальной напряженности.

Легированные

Для повышения прочности в сплав железа вводят различные металлы в разных количествах. Этот процесс называется легирование. По количеству добавок различают 3 группы сплавов:

• Низколегированная – до 2,5% дополнительных металлов;
• Среднелегированная – около 2,5-10% добавок;
• Высоколегированная – более 10% примесей.

Строительные стали с добавками (легированные) считаются наиболее качественными, чем углеродистые. Они применяются для изготовления ответственных конструкций в строительстве, в космической отраслях, в машиностроении и на железной дороге.

Выбор типа стали определяется ГОСТом и конструктивными расчётами.

Маркировка строительных сталей

Марка указывает на основные показатели материала. Углеродистая и легированная стали имеют разные обозначения, поэтому рассмотрим их по отдельности.

Расшифровка углеродистых сталей

Расшифровать марку сплава с углеродом просто:

• «Ст» – это обозначение стали строительной;
• Цифра указывает количество углерода в сплаве в десятых процента;
• Буквы «кп», «пс», «сп» в конце обозначения указывают на кипящий тип раскисления (см. далее). Отсутствие дополнительных букв говорит о том, что сталь спокойная.

Соотношение марки стали и количества углерода представлено в таблице:

Содержание серы в углеродистых сплавах – не менее 0,045%, фосфора – не менее 0,055%.

Маркировка легированных сплавов

Поскольку в легированных сталях присутствуют различные химические элементы, необходимо идентифицировать их:

Пример марки строительных сталей с легирующими добавками: 16Г2АФ. Расшифровывается обозначение следующим образом:

• 16 – содержание углерода в сплаве. В нашем случае – 0,16%. Если в наименовании одна цифра, её следует принимать как сотую процента;
• Г – наличие марганца 2%;
• А – азот, около 1%;
• Ф – ванадий, около 1%.

Наименований легированных строительных сталей множество.

Обозначение конструкционной стали

ГОСТ 27772-88* приводит обозначение металлов для изготовления фасонного проката, которые обозначаются буквой «С» (Сталь строительная) и цифрами. Чтобы понять, что скрывается за этими значениями, приведём соответствие легированных, углеродистых и принятых строительных сталей:

Основная классификация строительных сталей

Легированные и углеродистые – основная классификация сплавов. Дополнительно металл можно разделить на группы по отдельным ключевым признакам.

По прочности:

• 1) Обычные (s_y< 29 кН/см²) – это низкоуглеродистые в диапазоне (С235...С285) с разной степенью раскисления. Характерна средняя стойкость к коррозии, хрупкость при отрицательных температурах;
• 2) Повышенной прочности (29 кН/см²≤s_y<40 кН/см2) – это сплавы С345...С390. Точные характеристики зависят от типа и количества добавочных металлов;
• 3) Высокой прочности (s_y≥ 40 кН/см²). Такие сплавы обладают хорошими показателями текучести, пластичности, сжатия.

По степени раскисления:

• Кипящая (кп), раскисленная кремнием от 0,12 до 0,3% или алюминием до 0,1 % – хрупкая, подверженная скорому разрушению и старению;
• Полуспокойная (пс) раскисляется кремнием 0,05...0,15%, более устойчива в эксплуатации;
• Спокойная (сп)– самая дорогая, хорошо сваривается, выдерживает любые нагрузки.

По назначению:

• Для холодной штамповки;
• Цементируемые;
• Улучшаемые;
• Высокопрочные;
• Жаростойкие;
• Жаропрочные;
• Рессорно-пружинные;
• Шарикоподшипниковые;
• Автоматные;
• Коррозионно-стойкие;
• Износостойкие сплавы.