Стальная полоса Ст4кп: характеристики горячекатаного проката из углеродистой стали обыкновенного качества
Стальная полоса Ст4кп — это горячекатаный сортовой прокат прямоугольного сечения, изготовленный из углеродистой стали обыкновенного качества марки Ст4кп по ГОСТ 380. Индекс «кп» обозначает кипящую степень раскисления: сталь не полностью раскислена в процессе выплавки, содержит повышенное количество закиси железа FeO и выделяет газы при кристаллизации слитка. Такая технология обеспечивает высокий выход годного и низкую себестоимость, но формирует неоднородную структуру по сечению и склонность к ликвации серы и фосфора в осевой зоне.
Полоса из стали Ст4кп поставляется преимущественно по ГОСТ 103 и ГОСТ 535. По ГОСТ 103 нормируется размер сечения и предельные отклонения, по ГОСТ 535 — химический состав и механические свойства. Сталь Ст4кп относится к группе 2 по гарантиям качества: нормируются химический состав и предел прочности при растяжении, но ударная вязкость и предел текучести не гарантируются. Это ключевое отличие от спокойных марок Ст4сп и Ст4пс, применяемых в ответственных несущих конструкциях.
Сортамент и геометрические параметры
Полоса выпускается толщиной 4–60 мм и шириной 12–200 мм. Типовые позиции сортамента: 20 4 мм, 25 5 мм, 30 6 мм, 40 8 мм, 50 10 мм, 60 12 мм. Длина мерная — 3–6 м, немерная — 2–12 м. Кривизна прутка не превышает 0,5 % длины на 1 м. Косина реза при резке на гильотинных ножницах — не более 5 мм на сторону. Серповидность полосы в рулоне нормируется отдельно при поставке в рулонах.
| Типоразмер, мм | Предел прочности в, МПа | Относительное удлинение 5, % | Масса 1 м, кг | Тип поставки |
|---|---|---|---|---|
| 20 4 | 410–530 | 22 | 0,63 | прутки, рулоны |
| 30 6 | 410–530 | 20 | 1,41 | прутки |
| 40 8 | 410–530 | 19 | 2,51 | прутки |
| 50 10 | 410–530 | 18 | 3,93 | прутки |
| 60 12 | 410–530 | 17 | 5,65 | прутки |
Химический состав и механические свойства
Химический состав стали Ст4кп по ГОСТ 380: углерод 0,18–0,27 %, кремний не более 0,07 %, марганец 0,40–0,70 %, фосфор не более 0,040 %, сера не более 0,050 %, хром не более 0,30 %, никель не более 0,30 %, медь не более 0,30 %, мышьяк не более 0,08 %. Низкое содержание кремния — следствие неполного раскисления — ограничивает применение полосы в сварных конструкциях, работающих при отрицательных температурах.
Механические свойства при растяжении: предел прочности — 410–530 МПа, относительное удлинение 5 — не менее 17 %, твёрдость — 120–160 HB. Ударная вязкость KCU при +20 C составляет 50–80 Дж/см, при –20 C снижается до 20–30 Дж/см. Порог хладноломкости кипящей стали лежит в диапазоне от –10 C до 0 C, что исключает её применение в конструкциях северного исполнения.
Технологические операции и ограничения
- Гибка в холодном состоянии — минимальный радиус 2,5 толщины при поперечной гибке и 3,5 толщины при продольной.
- Сварка ручная дуговая и полуавтоматическая в среде CO — без ограничений при толщине до 20 мм, с подогревом 100–150 C при большей толщине.
- Ковка и штамповка — нагрев до 1200–1250 C, окончание деформирования не ниже 800 C.
- Механическая обработка — точение, фрезерование, сверление твердосплавным инструментом без СОЖ.
- Термическая обработка — нормализация при 880–900 C, цементация при 900–930 C с последующей закалкой.
Области применения
Полоса Ст4кп применяется в строительных металлоконструкциях второго эшелона: связи, распорки, элементы ограждающих каркасов, закладные детали железобетонных изделий. В машиностроении из неё изготавливают кронштейны, стяжки, хомуты, рычаги сельскохозяйственной техники, рамы прицепного оборудования. В кузнечно-прессовом производстве полоса служит заготовкой для штампованных поковок. В ремонтно-механических цехах — для изготовления накладок, планок, упоров и подкладок под технологическую оснастку.
Не допускается применение полосы Ст4кп в сварных конструкциях, эксплуатируемых при температуре ниже –20 C, в сосудах под давлением, в несущих элементах мостовых кранов и в ответственных узлах, где нормируется ударная вязкость при отрицательных температурах.
Вопросы и ответы
Чем полоса Ст4кп отличается от полосы Ст4сп?
Ст4кп — кипящая сталь с кремнием не более 0,07 %, Ст4сп — спокойная с кремнием 0,15–0,30 %. Спокойная сталь имеет однородную структуру, гарантированную ударную вязкость и допускается к применению при отрицательных температурах до –40 C.
Какие стандарты регламентируют поставку полосы Ст4кп?
Сортамент — ГОСТ 103, технические условия — ГОСТ 535, химический состав — ГОСТ 380. Возможна поставка по ТУ производителя с расширенным перечнем контролируемых параметров.
Допускается ли сварка полосы Ст4кп?
Да, ручная дуговая и полуавтоматическая сварка в среде CO допустима при толщине до 20 мм. При большей толщине требуется предварительный подогрев 100–150 C для предотвращения холодных трещин.
Какой минимальный радиус гибки полосы Ст4кп в холодном состоянии?
При поперечной гибке — 2,5 толщины, при продольной — 3,5 толщины. Меньшие радиусы приводят к образованию трещин из-за ликвационной неоднородности кипящей стали.
