Стальная полоса из стали 10: конструкционный прокат для холодной штамповки и машиностроения
Стальная полоса из стали 10 — горячекатаный или холоднокатаный сортовой прокат прямоугольного сечения, изготовленный из низкоуглеродистой качественной конструкционной стали марки 10 по ГОСТ 1050. Содержание углерода в пределах 0,07–0,14 %, что обеспечивает высокую пластичность, глубокую вытяжку без образования трещин и хорошую свариваемость всеми видами сварки без предварительного подогрева. Полоса поставляется в термически обработанном или без термообработки состоянии, с обрезной или необрезной кромкой.
Сортамент и технические параметры
Геометрические размеры и предельные отклонения регламентируются ГОСТ 103 (полоса горячекатаная) и ГОСТ 82 (полоса широкополосная). Толщина варьируется от 4 до 60 мм, ширина — от 12 до 200 мм. Кривизна на 1 м длины не превышает 5 мм для горячекатаной полосы. Серповидность — не более 5 мм на 1 м. Скручивание для полос толщиной свыше 10 мм ограничено 1,5 на погонный метр.
| Параметр | Значение | Параметр | Значение | Стандарт |
|---|---|---|---|---|
| Марка стали | Сталь 10 | Предел текучести т | 205 МПа | ГОСТ 1050 |
| Толщина | 4–60 мм | Временное сопротивление в | 330 МПа | ГОСТ 103 |
| Ширина | 12–200 мм | Относительное удлинение 5 | 31 % | ГОСТ 1497 |
| Углерод C | 0,07–0,14 % | Ударная вязкость KCU | 88 Дж/см | ГОСТ 9454 |
| Кремний Si | 0,17–0,37 % | Твёрдость (отожжённая) | 143 HB | ГОСТ 9012 |
| Марганец Mn | 0,35–0,65 % | Свариваемость | без ограничений | ГОСТ 1050 |
Технологические свойства и обработка
Сталь 10 относится к группе спокойных или полуспокойных сталей. Температура начала интенсивного окалинообразования — 700 C. Горячая пластическая деформация выполняется в диапазоне 1200–850 C. Полоса из стали 10 хорошо поддаётся гибке в холодном состоянии: минимальный радиус гиба при толщине до 10 мм составляет 0,5 толщины без трещин на растянутой стороне. Обрабатываемость резанием — удовлетворительная, склонность к наклёпу умеренная.
Термообработка включает нормализацию при 900–920 C, отжиг при 860–880 C с охлаждением в печи, цементацию при 900–930 C с последующей закалкой и низким отпуском для получения поверхностной твёрдости до 56–62 HRC при вязкой сердцевине. Закалка самой полосы из стали 10 нецелесообразна из-за низкой прокаливаемости — критический диаметр не превышает 8–10 мм в воде.
Области применения
- Холодная штамповка и глубокая вытяжка деталей кузовной арматуры, кронштейнов, хомутов на прессах усилием 63–250 тс.
- Изготовление сварных металлоконструкций, рамных элементов, обвязок в строительных металлоконструкциях.
- Производство крепёжных изделий: шайб, прокладок, хомутов методом вырубки и гибки.
- Заготовки для цементуемых деталей: втулок, осей, пальцев, работающих при контактных нагрузках.
- Элементы трубопроводной арматуры, фланцевые прокладки, дистанционные кольца в нефтегазовом оборудовании.
- Детали сельскохозяйственной техники: сегменты, планки, соединительные элементы почвообрабатывающих орудий.
Свариваемость и механическая обработка
Сталь 10 сваривается ручной дуговой, автоматической под флюсом, в среде защитных газов и контактной сваркой. Эквивалент углерода Cэкв 0,22 %, что исключает необходимость подогрева при толщине до 30 мм. Рекомендуемые сварочные материалы: электроды Э42, Э46 по ГОСТ 9467, сварочная проволока Св-08, Св-08А по ГОСТ 2246. После сварки механические свойства зоны термического влияния сохраняются на уровне не ниже 0,9 от свойств основного металла.
Механическая обработка включает строжку, фрезерование, сверление, токарную обработку. Скорость резания твердосплавным инструментом — 120–180 м/мин при подаче 0,15–0,3 мм/об. Для получения точных размеров применяется холодная правка на правильных машинах и последующая резка на гильотинных ножницах или ленточнопильных станках.
Вопросы и ответы
Какие предельные отклонения по толщине допускаются для полосы из стали 10?
Для горячекатаной полосы по ГОСТ 103 при толщине 4–10 мм отклонения составляют +0,3/–0,5 мм, при толщине 10–30 мм — 0,8 мм, свыше 30 мм — 1,2 мм. Для холоднокатаной полосы допуски ужесточаются до 0,1–0,3 мм в зависимости от точности прокатки.
Возможна ли закалка полосы из стали 10?
Сквозная закалка малоэффективна из-за низкого содержания углерода и критического диаметра прокаливаемости 8–10 мм. Применяется поверхностное упрочнение: цементация на глубину 0,5–1,5 мм с закалкой и низким отпуском, что даёт поверхностную твёрдость 56–62 HRC при вязкой сердцевине.
Какой минимальный радиус гиба допустим без трещин?
При холодной гибке полосы толщиной до 10 мм минимальный внутренний радиус составляет 0,5 толщины. Для толщин свыше 10 мм рекомендуется радиус не менее 1,0 толщины либо гибка с предварительным нагревом до 600–700 C.
Чем сталь 10 отличается от стали 20 применительно к полосовому прокату?
Сталь 10 содержит 0,07–0,14 % углерода против 0,17–0,24 % у стали 20. Это даёт более высокую пластичность (5 31 % против 25 %) и лучшую вытяжку, но меньшую прочность после термообработки. Сталь 10 предпочтительна для глубокой штамповки, сталь 20 — для цементуемых деталей с повышенной нагрузкой.
