Файл: Жербин М.М. Высокопрочные строительные стали (характеристики, область применения, расчет и проектирование).pdf

22

плавка стали 09Г2ДТ (с добавлением меди и титана), весьма пригодной для работы в условиях повышенной коррозионной среды.

Сталь 14Г2 (класс С46/33) имеет высокий предел текучести (От=34 кг/мм2) при хорошем относительном удлинении и удов­ летворительной ударной вязкости. Сталь дешева, сваривается удовлетворительно и может быть рекомендована для широкого применения в металлических конструкциях.

вых сталей, по механическим свойствам близка к стали 15ХСНД. Предел текучести в тонких листах составляет 38 кг/мм2; а в ли­ стах толщиной 21—32 м м —-35 кг/'мм2, относительное удлинение 21%. Характерным для этой стали является низкий порог хлад­ ноломкости— 60°С, а также высокое значение ударной вязкости. Поданным [4] при —40°С среднее значение а„ = 7,6 кгм/см2, что, по-видимому, объясняется малым содержанием углерода в стали. Исследования, проведенные в ЦНИИСК им. Кучеренко показали повышение температуры хладноломкости у низколегированных сталей при увеличении в них содержания углерода. Кроме все­ го, сталь 10Г2С1 имеет сравнительно меньшую чувствительность к концентраторам напряжений, хорошую свариваемость, а по­ этому широко используется в сварных металлических конструк­ циях. Вместе с тем при низких температурах за последнее время наблюдались случаи разрушения элементов конструкций из ста­ ли 10Г2СІ. Это говорит о необходимости контрольных испытаний проката в случае его применения в конструкциях, предназначен-, ■і-щіх для работы при отрицательных температурах. При добавле­ нии около 0,30% меди сталь 10Г2СІ становится более стойкой в условиях повышенной коррозии. Вследствие'наличия. меди, прак­ тическое использование" стали 10Г2СД должно быть соответству­ ющим образом обосновано.

Сталь 09Г2С имеет сравнительно высокую прочность — 35 кг/мм2 в листах толщиной 4—10 мм, при увеличении толщин проката прочность ее падает. Поэтому сталь 09Г2С можно от­ нести к различным классам прочности, а именно: при толщине 4—20 мм — к классу С46/33; 21—60— к С44/29 и при 61 — 160 мм к классу С38/23. Как и 09Г2, сталь 09Г2С хорошо рабо­ тает при низких температурах.

Марганцеванадиевая сталь 15ГФ широко применяется в свар­ ных металлических конструкциях, используемых в строительстве, машиностроении, вагоностроении и других отраслях промышлен­ ности. Институт электросварки им. Е. О. Патона, НИИмостов при ЛИИЖТ, Уралвагонозавод установили хорошую сваривае­ мость стали 15ГФ. Она имеет мелкозернистую структуру, повы­ шенный предел текучести и может быть отнесена к классу прочности не ниже С46/33. Фактические механические характе­

23

ристики мартеновской стали 15ГФ, представленные в табл. 1.9, значительно выше гарантируемых ГОСТ 5058—65 *.

Таблица 1.9

Предел выносливости стали 15ГФ выше, чем у сталей 15ХСНД

иСтЗ [8], а это свидетельствует о том, что ее можно применять

вконструкциях, работающих на динамические и вибрационные

нагрузки (табл. I. 10).

Конструкции, подвергающиеся повышенной коррозии, выпол­ няются из стали 15ГФД, представляющей собой сталь 15ГФ, до­ полнительно легированную медью в количестве 0,15—0,30%.

Сталь 15ГФ широко применяется в промышленности. Она была использована в стропильных фермах и подкрановых балках бло-. ка цехов сварных машиностроительных конструкций Уралмаша, в подкрановых балках завода НТКМ им. В. И. Ленина, ів под­ стропильных фермах на Ниже-Исетском заводе металлоконструк­ ций, а также на других предприятиях.

Хромокремненикелемедистые стали. Хромокремненикелемедистую сталь 15ХСНД (НЛ2) начали применять в нашей стране с 1947 г. Она обладает высокими механическими характеристика­ ми и сопротивлением хрупкому разрушению, низким порогом хладноломкости и хорошей свариваемостью. По своим высоким качествам сталь 15ХСНД является одной из лучших отечествен­ ных низколегированных сталей и применяется в мостостроении,

24

каркасах большепролетных промышленных зданий, гидрострои­ тельстве и подъемшо-транспортном оборудовании. Свойства ее хорошо изучены. Гарантированные пределы текучести и проч­

15ХСНД мелкозерниста, порог хладноломкости ниже — 60°С. Аналогичными свойствами обладает и хромокремненикелеме-

дистая сталь 10ХСНД (СХЛ4), имеющая еще более высокие ме­ ханические характеристики. Предел текучести ее составляет 40 кг/мм2, предел прочности — 54 кг/мм2, относительное удлине­ ние— 19%, класс прочности С52/40. Необходимо подчеркнуть, что указанные механические характеристики для проката тол­ щиной свыше Гб мм гарантируются только в термоупрочненном состоянии.

Составной частью указанных сталей есть никель и медь — ред­ кие и дорогие металлы. В связи.с этим было введено ограниче­ ние на использование сталей 15ХСНД и 10ХСНД для строитель­ ных конструкций * и расширены исследования по замене стали 15ХСНД равнопрочной, но без содержания дефицитных никеля и меди. Вместе с тем для особо ответственных металлических конструкций, к которым, например, могут относиться несущие сварные конструкции крупных экскаваторов, транспортно-от­ вальных мостов и т. д., применение сталей 15ХСНД и 10ХСНД может быть рекомендовано и с выплавкой их не только из руд Орско-Халиловского месторождения.

Кроме упомянутых марок низколегированных сталей, ГОСТ 5058—65 * предусматривает применение в сварных металличе­ ских конструкциях таких сталей, как 14Г, 19Г и 12ГС. Последние по прочности близки к стали СтЗ и их применение в конструкци­ ях мало эффективно.

Сталь 14ХГС (хромансил) в горячекатанном состоянии в свя­ зи е повышенной чувствительностью к старению и большой склон­ ностью к хладноломкости для сварных несущих металлических конструкций рекомендована быть не может. Улучшить характе­ ристики этой стали можно путем термической обработки.

Сталь 14ХГС, предложенная ЦНИИЧМ для труб газопрово­ де®, в основном применяется \в машиностроении в нормализован­ ном состоянии.

2. Новые перспективные марки низколегированных сталей.

Отечественная металлургическая промышленность разработала новые марки низколегированных сталей, выплавляемых по раз­ личным техническим условиям. К их числу в первую очередь следует отнести стали с ванадием: 18Ф, 15Г2СФ, 15ХГ2СФР, 15Г2СМФР. В связи с организацией комплексной переработки

* Если они выплавлены не на базе природно-легированных руд Орско-Ха­ лиловского месторождения.

25

Качканарских руд и возможностью значительного увеличения производства ванадия в Советском Союзе стали, в состав которых входит ванадий, весьма перспективны [9].

Сталь 18Ф имеет повышенную прочность, по химическому со­ ставу она близка к стали СтЗпс. В последней серы п фосфора больше, ванадий отсутствует. По свариваемости сталь 18Ф не

отличается от стали СтЗ. Гарантированные механические свой­ ства в горячекатаном состоянии для листов толщиной 12—25 мм. следующие: предел текучести составляет 34 кг/мм2, предел проч­ ности— 46 кг/мм2, относительное удлинение — 21%, ударная вязкость при —40°С — 3 кгм/см2. После механического старения при +20°С ан= 3 кгм/см2. Для листов толщиной 21—32 мм предел текучести равен 33 кг/мм2. Сталь принадлежит к классу С46/33. Химический состав стали 18Ф, проц.:

Сталь 18Ф обладает низкой чувствительностью к деформацион­ ному старению. Ее предел выносливости, по данным ЦНИИСК им. Кучеренко, аналогичен стали СтЗ.

Зависимость прочностных свойств стали 18Ф от толщины про­ ката, как видно из рис. 1.6, незначительна. Сталь 18Ф поставля­ ется по техническим условиям ЧМТУ 1—20— 66 и в прокате толщиной 12—30 мм рекомендуется к применению в строитель­ стве и машиностроении. Может также поставляться в термо­ упрочненном состоянии. В горячекатаном состоянии она была использована в несущих металлоконструкциях корпуса обогаще­ ния Качканарского ГОК и в строительных конструкциях НТМК им. Ленина, где и освоено ее производство.

Сталь 15Г2СФ принадлежит к феррито-перлитному классу.

26