Стальные листы Ст4кп: конструкционный прокат для несущих металлоконструкций
Стальные листы Ст4кп — горячекатаный листовой прокат из углеродистой стали обыкновенного качества, выплавляемой по ГОСТ 380-2005. Марка Ст4кп относится к полуспокойным сталям: раскисление выполняется алюминием и кремнием в ограниченном количестве, что обеспечивает промежуточные свойства между спокойной и кипящей сталью. Индекс «кп» в обозначении указывает на категорию раскисления, а не на химический состав. Листы поставляются по ГОСТ 14637-89 (толщина 4–160 мм) и ГОСТ 19903-2015 (сортамент).
Химический состав и механические свойства
Сталь Ст4кп содержит 0,18–0,27 % углерода, 0,40–0,70 % марганца, до 0,30 % кремния. Массовая доля серы не превышает 0,050 %, фосфора — 0,040 %. Предел текучести составляет не менее 245 МПа при толщине до 20 мм, временное сопротивление — 410–530 МПа. Относительное удлинение — не менее 21 %. Ударная вязкость при температуре –20 C — не менее 29 Дж/см.
Полуспокойная сталь демонстрирует меньшую ликвационную неоднородность по сравнению с кипящей, что снижает вероятность образования внутренних дефектов при гибке и сварке. Листы Ст4кп поставляются в горячекатаном состоянии без термической обработки, допускается нормализация по согласованию сторон.
Сортамент и допуски
Листовой прокат Ст4кп выпускается толщиной 4–160 мм, шириной 500–3600 мм, длиной 1000–12000 мм. Предельные отклонения по толщине для листов повышенной точности (А) составляют +0,2/–0,4 мм при толщине 4–6 мм. Для нормальной точности (Б) допуски расширяются до +0,4/–0,6 мм. Косина реза не превышает 1 мм на 1 м длины.
| Толщина, мм | Предел текучести, МПа | Временное сопротивление, МПа | Относительное удлинение, % | Ударная вязкость KCU, Дж/см |
|---|---|---|---|---|
| 4–10 | 245 | 410–530 | 21 | 29 при –20 C |
| 11–20 | 235 | 410–530 | 21 | 29 при –20 C |
| 21–40 | 225 | 410–530 | 19 | 29 при –20 C |
| 41–100 | 215 | 410–530 | 19 | 29 при –20 C |
Технологические свойства
Свариваемость стали Ст4кп — ограниченно свариваемая. Из-за содержания углерода до 0,27 % требуется предварительный подогрев до 100–150 C при толщине свыше 20 мм и применение электродов с основным покрытием. Ручная дуговая сварка выполняется электродами типа Э46, автоматическая — под флюсом АН-348А. После сварки рекомендуется местная термообработка при 600–650 C для снятия остаточных напряжений.
Гибка листов Ст4кп возможна в холодном состоянии при минимальном радиусе, равном 1,5–2 толщинам листа. Для толщин свыше 12 мм применяется горячая гибка при 850–900 C. Обрабатываемость резанием удовлетворительная, но требует применения СОЖ из-за склонности к налипанию.
Области применения
- Несущие элементы мостовых кранов и подкрановых балок пролётом до 24 м.
- Опорные плиты и фланцы металлоконструкций промышленных зданий.
- Корпуса бункеров и течек дробильно-сортировочного оборудования.
- Рамы и основания прокатных станов, работающие при знакопеременных нагрузках.
- Элементы грузозахватных приспособлений и траверс грузоподъёмностью до 10 т.
- Заготовки для штампованных деталей сельскохозяйственной техники.
Условия эксплуатации и ограничения
Листы Ст4кп работоспособны в диапазоне температур от –40 C до +425 C. При температурах ниже –20 C наблюдается склонность к хрупкому разрушению, что ограничивает применение в конструкциях, эксплуатируемых в условиях Крайнего Севера. Сталь не предназначена для работы в агрессивных средах без защитных покрытий: скорость коррозии в атмосфере промышленного района достигает 0,05 мм/год.
Для повышения коррозионной стойкости применяются горячее цинкование (толщина покрытия 60–120 мкм) или лакокрасочные системы на эпоксидной основе. В сварных конструкциях, работающих при вибрационных нагрузках, листы Ст4кп уступают низколегированным сталям 09Г2С по сопротивлению усталости.
Вопросы и ответы
Чем Ст4кп отличается от Ст4сп?
Ст4кп — полуспокойная сталь с неполным раскислением, содержит меньше кремния (до 0,30 %). Ст4сп — спокойная сталь с содержанием кремния 0,15–0,30 % и полным раскислением алюминием. Спокойная сталь имеет более однородную структуру и лучшую ударную вязкость при отрицательных температурах.
Допускается ли сварка листов Ст4кп без подогрева?
При толщине до 12 мм сварка возможна без подогрева с использованием электродов Э46. При толщине свыше 20 мм обязателен предварительный подогрев до 100–150 C и последующая термообработка при 600–650 C для предотвращения холодных трещин.
Какая категория точности проката оптимальна для гибки?
Для гибки рекомендуется лист повышенной точности (А) по ГОСТ 19903-2015 с минимальными отклонениями по толщине. Это обеспечивает стабильный радиус гиба и исключает локальные утонения в зоне растяжения.
Применяется ли Ст4кп для сосудов под давлением?
Нет. Для сосудов, работающих под давлением, применяются стали по ГОСТ 5520 (например, 20К, 09Г2С). Ст4кп не нормируется по сопротивлению длительной прочности и не допускается к эксплуатации в качестве материала обечаек и днищ.
