Полоса из конструкционной стали Ст4пс: характеристики и применение
Полоса из конструкционной стали Ст4пс — горячекатаный сортовой прокат прямоугольного сечения, изготовленный из углеродистой стали обыкновенного качества с полуспокойной степенью раскисления. Согласно ГОСТ 380–2005 сталь Ст4пс содержит 0,18–0,27 % углерода, 0,40–0,70 % марганца, до 0,30 % кремния; степень раскисления «пс» обеспечивает промежуточное содержание кремния между спокойной и кипящей сталями. Прокат поставляется по ГОСТ 103–2006 и ГОСТ 535–2005 с гарантией механических свойств и химического состава.
Сортамент и геометрические параметры
Полоса выпускается толщиной 4–60 мм и шириной 12–200 мм. Типовые позиции сортамента:
- 4 20 мм, 5 30 мм — для изготовления хомутов, крепежных планок, дистанционных прокладок;
- 6 40 мм, 8 50 мм — для сварных металлоконструкций, рамных элементов, накладок;
- 10 60 мм, 12 80 мм — для несущих элементов, кронштейнов, закладных деталей;
- 16 100 мм, 20 120 мм — для тяжелонагруженных соединений, опорных площадок;
- 25 150 мм, 30 200 мм — для машиностроительных заготовок, штампованных деталей.
Предельные отклонения по толщине — от –0,3 до +0,5 мм в зависимости от размерного ряда. Кривизна на 1 м длины не превышает 0,5 % при поставке в прутках. Мерная длина — 2–6 м, немерная — 2–12 м.
Механические свойства и химический состав
Сталь Ст4пс относится к группе прочностных марок конструкционной стали обыкновенного качества. Предел текучести — не менее 245 МПа при толщине до 20 мм, временное сопротивление — 410–530 МПа, относительное удлинение — не менее 21 %. Ударная вязкость при +20 C — не менее 39 Дж/см. Полуспокойная структура обеспечивает более однородное распределение примесей по сечению, чем у кипящей стали, при меньшей стоимости по сравнению со спокойной.
| Толщина, мм | Предел текучести, МПа | Временное сопротивление, МПа | Относительное удлинение, % | Ударная вязкость, Дж/см |
|---|---|---|---|---|
| 4–10 | 255 | 410–530 | 23 | 49 |
| 11–20 | 245 | 410–530 | 21 | 39 |
| 21–40 | 235 | 410–510 | 19 | 34 |
| 41–60 | 225 | 410–510 | 17 | 29 |
Технологические свойства
Сталь Ст4пс сваривается всеми стандартными способами: ручной дуговой, полуавтоматической в среде CO, автоматической под флюсом. Без предварительного подогрева сварка выполняется при толщине до 30 мм. Для ответственных соединений рекомендуется подогрев до 100–150 C. Обрабатываемость резанием — удовлетворительная; после нормализации твердость составляет 140–170 HB. Гибка в холодном состоянии возможна при радиусе не менее 2,5 толщины полосы; для малых радиусов требуется нагрев до 700–800 C.
Области применения
- Металлоконструкции промышленных зданий: связи, фасонки, накладки, опорные столики;
- Сельхозмашиностроение: рамы культиваторов, кронштейны навесного оборудования, элементы борон;
- Железнодорожная инфраструктура: накладки, подкладки, элементы крепления рельсового скрепления;
- Мостостроение: второстепенные элементы пролетных строений, перильные ограждения, лестничные сходы;
- Изготовление металлических дверей, ворот, ограждающих конструкций, решетчатых настилов;
- Машиностроение: заготовки для штамповки, кованые детали, рычаги, тяги.
Условия эксплуатации и ограничения
Полоса из Ст4пс работоспособна в диапазоне температур от –40 C до +425 C. При отрицательных температурах ниже –40 C наблюдается склонность к хрупкому разрушению, что ограничивает применение в северных климатических зонах без дополнительных мер. Сталь не является коррозионностойкой: во влажной среде и атмосфере промышленных выбросов требуется защитное покрытие — горячее цинкование, грунтование, лакокрасочное покрытие. В агрессивных средах (кислоты, щелочи, морская вода) без защиты не применяется.
Вопросы и ответы
Чем Ст4пс отличается от Ст4сп и Ст4кп?
Ст4пс — полуспокойная сталь с промежуточной степенью раскисления. Ст4сп (спокойная) содержит больше кремния, отличается более однородной структурой и повышенной ударной вязкостью при низких температурах. Ст4кп (кипящая) дешевле, но имеет повышенную ликвацию примесей и хуже сваривается.
При какой минимальной температуре допустима эксплуатация полосы из Ст4пс?
Стандартный диапазон — до –40 C. При более низких температурах ударная вязкость резко падает, что создает риск хрупкого разрушения под нагрузкой. Для северных условий применяют стали с гарантированной ударной вязкостью при отрицательных температурах.
Какие стандарты регламентируют поставку полосы из Ст4пс?
Химический состав — ГОСТ 380–2005, сортамент — ГОСТ 103–2006, общие технические требования — ГОСТ 535–2005. Возможна поставка по ТУ производителя с расширенными требованиями к механическим свойствам.
Требуется ли термообработка полосы перед механической обработкой?
В состоянии поставки твердость 140–170 HB обеспечивает удовлетворительную обрабатываемость. Нормализация при 880–900 C применяется для снятия внутренних напряжений после сварки или гибки, а также для повышения однородности структуры перед ответственной механической обработкой.
