Стальные листы 15пс: конструкционный прокат для сварных металлоконструкций
Листы из стали марки 15пс — горячекатаный конструкционный прокат из спокойной углеродистой стали, выплавляемой по ГОСТ 1050 и поставляемой по ГОСТ 14637 и ГОСТ 19903. Марка 15пс относится к низкоуглеродистым спокойным сталям с нормированным содержанием углерода 0,12–0,19 % и кремния 0,17–0,37 %; индекс «пс» обозначает спокойную (полностью раскисленную) сталь, что обеспечивает плотную макроструктуру, минимальную ликвацию серы и фосфора и стабильные характеристики по толщине листа. Именно спокойная разливка отличает 15пс от кипящих аналогов и делает её пригодной для ответственных сварных конструкций, работающих при знакопеременных и ударных нагрузках.
Сортамент и механические свойства
Прокат поставляется в горячекатаном и нормализованном состоянии, с обрезной и необрезной кромкой, толщиной 4–60 мм, шириной до 2000 мм и длиной до 6000 мм. Предел текучести составляет не менее 225 МПа, временное сопротивление — 370–490 МПа, относительное удлинение — не менее 26 %. Ударная вязкость KCU при –20 C сохраняется на уровне не ниже 34 Дж/см, что подтверждает работоспособность металла в климатических зонах с отрицательными температурами.
| Толщина, мм | Предел текучести, МПа | Временное сопротивление, МПа | Относительное удлинение, % | Ударная вязкость KCU, Дж/см |
|---|---|---|---|---|
| 4–10 | 235 | 380–490 | 27 | 39 |
| 11–20 | 225 | 370–480 | 26 | 34 |
| 21–40 | 215 | 360–470 | 24 | 29 |
| 41–60 | 205 | 350–460 | 23 | 29 |
Химический состав и свариваемость
Углеродный эквивалент стали 15пс не превышает 0,35 %, что гарантирует отсутствие холодных трещин при дуговой сварке без предварительного подогрева. Ручная дуговая сварка электродами типа Э42А, механизированная в среде CO и аргонодуговая сварка обеспечивают равнопрочное соединение с основным металлом. Ограничение по сере — не более 0,040 % и по фосфору — не более 0,035 % снижает риск образования горячих трещин и расслоений в зоне термического влияния.
- Углерод (C) — 0,12–0,19 %
- Кремний (Si) — 0,17–0,37 %
- Марганец (Mn) — 0,35–0,65 %
- Сера (S) — не более 0,040 %
- Фосфор (P) — не более 0,035 %
- Хром (Cr) — не более 0,25 %
Технологические операции
Листовая сталь 15пс удовлетворительно обрабатывается резанием, гибкой и штамповкой в холодном состоянии при толщине до 12 мм; для thicker-проката применяют гибку с подогревом до 750–850 C. Термическая обработка — нормализация при 880–900 C с охлаждением на воздухе — восстанавливает структуру после сварки и снимает внутренние напряжения. Обрабатываемость резанием оценивается как удовлетворительная; для получения чистовых поверхностей применяют тонкое точение и фрезерование твердосплавным инструментом.
Области применения
Листы 15пс востребованы в тех узлах, где требуется сочетание пластичности, свариваемости и стойкости к ударным нагрузкам при умеренных температурах. Конкретные направления:
- Несущие элементы мостовых и крановых металлоконструкций, включая балки пролётных строений и опорные узлы
- Корпуса ёмкостного оборудования, резервуаров и аппаратов колонного типа, работающих под давлением до 1,6 МПа
- Рамы, лонжероны и платформы грузового подвижного состава, сельскохозяйственной и строительной техники
- Трубопроводы систем отопления, водоснабжения и технологических обвязок с температурой среды от –40 до +300 C
- Закладные детали и анкерные группы фундаментов промышленных зданий и эстакад
- Кожухи, бункеры и течки дробильно-сортировочного и обогатительного оборудования
Вопросы и ответы
Чем сталь 15пс отличается от 15кп?
15пс — спокойная сталь, полностью раскисленная кремнием и алюминием, с плотной структурой и стабильными свойствами по толщине. 15кп — кипящая сталь, склонная к ликвации и образованию дефектов в осевой зоне, поэтому не применяется в ответственных сварных конструкциях.
При какой минимальной температуре допустима эксплуатация листов 15пс?
Расчётная работоспособность сохраняется до –40 C при условии, что ударная вязкость KCU при –20 C не ниже 34 Дж/см. Для более низких температур требуется применение сталей с нормированной хладостойкостью, например 09Г2С.
Нужен ли подогрев при сварке листов толщиной 30 мм?
При углеродном эквиваленте до 0,35 % и толщине до 30 мм подогрев не требуется. Для толщин свыше 30 мм и при температуре окружающего воздуха ниже 0 C рекомендуется предварительный подогрев до 100–150 C.
Поставляется ли сталь 15пс в нормализованном состоянии?
Да, ГОСТ 19903 и ГОСТ 14637 допускают поставку в горячекатаном и нормализованном состоянии. Нормализация при 880–900 C применяется для снятия напряжений и повышения однородности структуры после прокатки.
