Стальные листы из стали 10: характеристики, сортамент и применение
Сталь 10 — низкоуглеродистая качественная конструкционная сталь по ГОСТ 1050-2013, содержащая 0,07–0,14 % углерода. Листовой прокат из неё поставляется горячекатаным и холоднокатаным, в нормализованном или отожжённом состоянии. Низкое содержание углерода обеспечивает высокую пластичность, ударную вязкость при отрицательных температурах и технологичность при штамповке, гибке и сварке. Предел текучести — не менее 195 МПа, временное сопротивление — 320–430 МПа, относительное удлинение — 29–33 %. Сталь 10 не склонна к закалке, что исключает образование холодных трещин в зоне термического влияния сварного шва.
Сортамент и нормативная база
Листовой прокат из стали 10 выпускается по нескольким стандартам, каждый из которых регламентирует свою группу размеров и допусков:
- ГОСТ 19903-2015 — горячекатаный лист толщиной 0,5–160 мм, шириной до 3800 мм
- ГОСТ 19904-90 — холоднокатаный лист толщиной 0,35–5,0 мм с повышенной точностью по толщине
- ГОСТ 1577-93 — толстолистовой прокат толщиной 4–160 мм для несущих конструкций
- ГОСТ 16523-97 — тонколистовая углеродистая сталь общего назначения
- ГОСТ 380-2005 — для рядового проката из стали марки Ст10 (ограниченное применение)
Химический состав по ГОСТ 1050-2013: кремний — 0,17–0,37 %, марганец — 0,35–0,65 %, фосфор — не более 0,030 %, сера — не более 0,035 %, хром — не более 0,25 %, никель — не более 0,30 %, медь — не более 0,30 %. Остаточные примеси нормируются, что отличает качественную сталь 10 от рядовой стали обыкновенного качества.
Механические свойства листа
| Толщина листа, мм | Предел текучести, МПа | Временное сопротивление, МПа | Относительное удлинение, % | Ударная вязкость KCU, Дж/см |
|---|---|---|---|---|
| 0,5–1,0 | 215 | 340–480 | 28 | — |
| 1,0–4,0 | 205 | 330–460 | 30 | 64 |
| 4,0–20,0 | 195 | 320–430 | 31 | 88 |
| 20,0–60,0 | 185 | 310–420 | 29 | 59 |
| 60,0–160,0 | 175 | 300–410 | 27 | 49 |
Ударная вязкость KCU при температуре –40 C для листа толщиной 4–20 мм сохраняется на уровне не ниже 39 Дж/см, что допускает эксплуатацию металлоконструкций в климатических зонах с холодным климатом. После нормализации при 900–920 C структура становится феррито-перлитной с размером зерна 6–8 баллов по ГОСТ 5639.
Технологические свойства и обработка
Листовая сталь 10 сваривается всеми видами сварки без предварительного подогрева: ручной дуговой электродами Э42А, автоматической под флюсом, в среде CO и аргона. Температура окружающего воздуха при сварке — не ниже –15 C. Гибка в холодном состоянии выполняется с минимальным радиусом 1,5–2,0 толщины листа при поперечном направлении прокатки. Горячая штамповка проводится при 1200–850 C с последующим охлаждением на воздухе. Цементация на глубину 0,5–1,5 мм с закалкой при 780–800 C повышает поверхностную твёрдость до 56–62 HRC при вязкой сердцевине.
Области применения
- Обечайки и днища ёмкостного оборудования, работающего под давлением до 1,6 МПа
- Корпуса аппаратов воздушного охлаждения и теплообменников нефтегазопереработки
- Несущие элементы металлоконструкций мостовых кранов и конвейерных галерей
- Штампованные детали автомобильной промышленности: кронштейны, усилители, панели
- Трубные решётки и коллекторы систем отопления и водоснабжения
- Заготовки для холодной вытяжки и глубокой вытяжки в производстве посуды и тары
В нефтехимии лист из стали 10 применяется для изготовления промежуточных ёмкостей и сепараторов при рабочей температуре от –40 до +425 C. В строительстве — для фасонных элементов вентилируемых фасадов и кровельных узлов. Ограничение: сталь не предназначена для работы в агрессивных средах без защитных покрытий и для высоконагруженных деталей, требующих объёмной закалки.
Вопросы и ответы
Чем сталь 10 отличается от стали 20 при одинаковой толщине листа?
Сталь 10 содержит 0,07–0,14 % углерода против 0,17–0,24 % у стали 20. Это даёт более высокую пластичность и ударную вязкость, но меньшую прочность: предел текучести ниже на 30–50 МПа. Лист из стали 10 предпочтителен для холодной штамповки и сварных конструкций, где требуется максимальная деформируемость.
При какой минимальной температуре допустима эксплуатация листа из стали 10?
Для листа толщиной 4–20 мм в нормализованном состоянии ударная вязкость KCU остаётся не ниже 39 Дж/см при –40 C. Для ответственных конструкций в условиях Крайнего Севера рекомендуется ограничение до –45 C с проведением испытаний на ударный изгиб при рабочей температуре.
Требуется ли термообработка листа из стали 10 после сварки?
Нет. Низкое содержание углерода исключает образование закалочных структур в зоне термического влияния. При толщине листа свыше 36 мм и сварке под флюсом может назначаться отпуск при 600–650 C для снятия остаточных напряжений, но это определяется требованиями конкретного технического регламента.
Какой допуск по толщине у холоднокатаного листа из стали 10?
По ГОСТ 19904-90 для толщины 1,0 мм нормальной точности допуск составляет 0,08 мм, повышенной точности — 0,05 мм. Для горячекатаного листа по ГОСТ 19903-2015 при толщине 4 мм допуск — +0,4/–0,3 мм.
