Предел текучести стали с245

Сталь С245 низкоуглеродистая

Сталь марки С245, представляет класс низкоуглеродистых металлов. Она предназначена для изготовления широкого ассортимента строительных конструкций. Иногда можно встретить и иную маркировку этого металла Ст3пс5. Не зависимо от приведенной маркировки эта сталь относится к категории так называемой полуспокойной стали. Являясь низкоуглеродистой, она относится к классу металлов нормальной прочности. К этому классу относятся весь интервал сталей от С235 до С285.

Сортамент и область применения

Сталь 245 выпускается горячекатаным способом и имеет следующий сортамент:

• уголок равнополочный;
• уголок не равнополочный;
• балки двутавровые;
• швеллер;
• балки двутавровые и швеллер специальные;
• листовой прокат (лист С245);
• широкополосный универсальный прокат;
• лист с различным рифлением (в основном с ромбическим или чечевичным рифлением);
• профили гнутые.

Вся продукция выпускается в соответствии с утверждёнными государственными стандартами.

Основные характеристики строительной стали марки С245

По химическому составу в неё входит следующий набор основных химических элементов:

• железо – близко к 98%;
• углерод не превышает 0,22% (поэтому и относится к классу низкоуглеродистых сталей);
• марганца не более 0,65%;
• никеля около 0,3%;
• хрома и меди, также около 0.3%.

Остальные элементы, такие как кремний, сера, фосфор не превышают одной сотой процента. Сталь С245 соответствует ГОСТ 27772-88.

Скачать ГОСТ 27772-82

В соответствии с установленными стандартами расшифровку марки стали производят следующим образом. Она имеет общую буквенную и индивидуальную цифровую маркировку. Например, С245 буква «С» означает, что это строительный металл, а трёхзначное число 245 указывает на предел текучести.

Расшифровка обозначений проката

Добавление отдельных химических элементов улучшают определённые характеристики металла. Например, добавление хрома или никеля повышает твердость и улучшает антикоррозийные свойства. Присутствие меди в сплаве повышает вязкость и улучшает теплопроводность. Присутствие в составе таких элементов, как марганец и кремний, предотвращают образование закиси железа. Марганец устраняет негативное влияние серы, которая делаем металл хрупким. Добавление легирующих элементов значительно повышает твёрдость изделия и улучшает его антикоррозийные свойства.

В соответствии с таким химическим составом вся продукция имеет следующие физические характеристики:

• коэффициент температурного расширения;
• коэффициент теплопроводности или теплоёмкость материала;
• удельная теплоёмкость;
• плотность практически для всех образцов одинакова и составляет 7850 кг/м 3 ;
• модуль упругости первого рода;
• удельное электрическое сопротивление;

Все перечисленные характеристики определяются температурой, при которой происходили испытания. Это необходимо для оценки возможностей будущей эксплуатации изделий.

Механические свойства стали 245

Поскольку её выпускают в виде листового или фасонного проката, то и механические свойства рассматриваются для каждого вида отдельно. К основным механическим свойствам относятся:

• предел кратковременной прочности (для листового проката от 2 до 10 миллиметров равен 370 МПа);
• предел текучести или пропорциональности (для листа имеет значение 245 МПа);
• относительное удлинение на разрыв (листа от 2 до 4 миллиметров составляет 20%, для листов до 10 миллиметров 25%);
• величина изгиба до достижения параллельности сторон (определяется как диаметр возможного закругления и зависит от толщины металла);
• ударная вязкость – изменяется от 29 до 39 дж/см 2 в зависимости от окружающей температуры;
• твёрдость (сравнение производится по различным критериям, например по Бринеллю, Виккерсу или Шору) по Бринеллю составляет 131 МПа.

Сталь 245 в листах

Преимущества и область применения

Все перечисленные свойства позволяют успешно применять С245 для производства металлопроката, который используется для возведения различных строительных конструкций. Основные требования, которые налагаются на С235 и С275, аналогичны требованиям, предъявляемым к С245. Присущая ей прочность, главным показателем является так называемый предел текучести, вполне достаточна для формирования элементов, способных выдерживать тяжёлые нагрузки. Основным отличием горячекатаного проката С235 является его использование для производства вспомогательных строительных конструкций.

Промышленные конструкции из стали 245

Отсутствие ограничений по свариваемости и механических способов соединения, позволяют создавать практически любые, даже довольно экзотические конструкции.

Конструкции, изготовленные из этой марки металла. Применяются при строительстве следующих объектов:

• промышленные и жилые здания;
• большепролётные покрытия;
• арки мостов и эстакад;
• конструкции из листовой стали;
• элементы башен и мачт;
• каркасы высотных и многоэтажных зданий;
• здания энергетики (тепловые, атомные станции);
• стационарные платформы нефтеразведки и добычи;
• научные объекты, например радиотелескопы.

К основным достоинствам марки С245 относится:

• высокая пластичность (экспериментально доказано, что протяжённость площадки текучести равно 2,5%);
• хорошая свариваемость, за счёт низкого содержания углерода (отдельные элементы конструкций могут свариваться любыми способами без проведения подготовительных операций: таких, как предварительный подогрев, проковка зоны сварки. Сварной шов получается ровным, и не образует ни горячих, ни холодных трещин);
• достаточно неплохая коррозийная стойкость (однако целесообразно применение лакокрасочных антикоррозийных покрытий);
• хорошие технологические свойства (резка, сверление, сварка, клёпка, применение метизных креплений);
• отсутствует расслоение прокатных изделий (требование ГОСТ);
• невысокая стоимость.

Барная вилка из стали 245

Из серьёзных недостатков выделяют:

• склонность стали и конструкций из неё к хрупкому разрушению при низких температурах;
• не высокая огнестойкость.

Существующие аналоги

Благодаря своей хорошей востребованности, этот металл имеет как отечественные, так и зарубежные аналоги. Низкоуглеродистая сталь С245 и её аналоги: с235, с275, Ст3пс5, выплавлены на основе установленных государственных стандартов. В этих стандартах, технических условиях и ведомственных нормативах определены следующие маркировки аналогов С245:

• Ст3пс5 или Ст3сп5;
• E235-C, Fe 360-C, согласно ISO 630:1995;

Механические свойства Ст3пс

Из зарубежных марок наиболее близкими можно считать материалы, имеющие следующую маркировку:

• в США это марки A284 или A570;
• в Германии она имеет маркировку 1.0038;
• в странах Евросоюза она маркируется 1.0114
• по стандартам Японии – это SS330;
• в Китае Q235.

Потребление таких марок стали в строительной индустрии превышает 50% от всего объёма используемого строительного металла.

Сталь марки С245 – расшифровка и характеристики

В производстве металлоконструкций – сталь С245 относится к низкоуглеродистым маркам, применяемая для строительных конструкций.

Химический состав

Сталь состоит из приблизительно:

• 98 % железа,
• 0,2 % углерода,
• 0,65 % марганца,
• от 0,05 до 0,015 % кремния,
• до 0,3 % хрома, никеля и меди вместе взятых.

Допускается наличие до 0,05 % серы, 0,04 % фосфора и 0,08% мышьяка.

Расшифровка стали С245

В обозначении стали буква С означает «строительная, цифры 245 – предел текучести (Т) в мегапаскалях (МПа). В более привычных единицах σ_Т=24,5 кг/кв. мм.

Из других параметров, характеризующих механические свойства стали отметим предел прочности при растяжении в=370 МПа (37 кг/кв. мм).

Свариваемость

Для оценки свариваемости используют критерий эквивалента углерода, рассчитываемого по формуле

Сэ=С+Г/6+Х/5+(Н+Д)/15, где С, Г, Х, Н, Д – количество углерода, марганца, хрома, никеля и меди в процентах в составе стали или сплава.

Для С245 эквивалентный углерод ниже 0,25 %, что означает хорошую свариваемость. Сварной шов не склонен к образованию горячих и холодных трещин. Детали можно сваривать любыми способами без проведения дополнительных мероприятий – предварительного подогрева, проковки околошовной зоны и т. д.

Пластичность

Пластические качества, т. е. способность к деформации в холодном состоянии без признаков разрушения, характеризуется относительным удлинением образца при разрыве и размером площадки текучести.

Сталь С245 имеет показатель относительного удлинения при разрыве, т. е. удлинение образца по отношению к начальному размеру после разрушения, 25 %.

Протяженность площадки текучести, т. е. изменение относительного удлинения, при котором не меняется напряжение, составляет не менее 2,5%.

Это говорит о возможности гибки и штамповки тонких листов стали. Для толстых во избежание появления трещин следует применять местный нагрев.

Чтобы понять различие в деформационной способности тонких и толстых листов, следует обратиться к курсу сопротивления материалов. При сгибе листа разница в изменении размеров наружной и внутренней стороны будет тем больше, чем больше толщина. Значит, у толстого листа относительная деформация будет больше и вероятность разрушения – появления трещин – выше.

С повышением температуры предел текучести металла снижается, а площадка текучести увеличивается. Поэтому для деформации стального листа большой толщины его необходимо нагреть или увеличить радиус сгиба.

Коррозионная стойкость

Легирующие компоненты – кремний, медь и др. – несколько повышают коррозионную стойкость сталей.

С245 обладает средней стойкостью к окислению. Её достаточно для межоперационного хранения заготовок, а также для эксплуатации внутри сухих помещений без дополнительной защиты. В остальных случаях следует наносить лакокрасочные покрытия соответствующие условиям эксплуатации конструкции.

Аналоги

По ГОСТ 27772-88, марке С245 соответствуют стали:

• Ст3пс5 и Ст3сп5 по ГОСТ 380 и ГОСТ 535 (прил. 1 ГОСТ 27772-88)
• ВСт3пс6 по ГОСТ 380-71 (табл. 51б прил. 1 СНиП II -23-81)
• ВСт3пс6-1 по ТУ 14-1-3023–80 (табл. 51б прил. 1 СНиП II -23-81)
• 18пс по ГОСТ 23570–79 (табл. 51б прил. 1 СНиП II -23-81)
• E235-B, E235-C, Fe 360-B и Fe 360-C по ISO 630:1995 (прил. А ГОСТ 380-2005)

Применение

Марка С245 используется для изготовления листового и фасонного проката – равнополочные и неравнополочные уголки, швеллеры, тавры, двутавры. Прокат применяется в производстве металлоконструкций различного назначения. Благодаря хорошей свариваемости в их производстве широко используются сварные соединения.

Особо ответственные конструкции, работающие в условиях постоянных повышенных вибрационных нагрузок обязательны соединения заклёпками или иными способами, препятствующими распространению возможных трещин.

В качестве аналогов стали марки С245 можно назвать сталь Ст.3пс, сталь Ст.3сп, близкие по механическим свойствам и химическому составу. Следует отметить, что обязательным требованием является полное и или частичное окончание раскисления сталей до процесса разливки в изложницы. Об этом говорят буквы пс и сп в обозначении марок.

Заключение

Низколегированная конструкционная сталь С245 обладает свойствами, удовлетворяющими требованиям, предъявляемым к металлоконструкциям общего применения.

Она хорошо сваривается всеми видами сварки без дополнительных мероприятий, снижающих красно- и синеломкость.

Сталь обладает средней коррозионной стойкостью. Это требует использования защитных лакокрасочных покрытий металлоконструкций, изготовленных из описанных сталей, эксплуатируемых на открытом воздухе.

Технические характеристики углеродистой стали С245

Сталь марки С245 относится к семейству низкоуглеродистых полуспокойных сплавов, и предназначена для изготовления широкого ассортимента конструкций. Особенно востребована сталь в строительной отрасли, и полностью соответствует установленным в ней стандартам.

Состав сплава

В соответствии с ГОСТом 27772-88, расшифровка марки стали С245 производится следующим образом:

• знак «С» указывает на предназначение стали – «строительная»;
• число «245» обозначает значение предела текучести – важной прочностной характеристики.

ГОСТ 27772-88 регулирует химический состав сплава и содержание каждого элемента в процентном отношении:

• углерод придает металлу твердость, одновременно повышая его хрупкость, поэтому его концентрация ограничена – 0,22%;
• марганец повышает прочностные характеристики – до 0,65%;
• кремний улучшает структуру сплава и увеличивает ее пластичность – 0,15%;
• хром, никель и медь повышают устойчивость к коррозии, концентрация каждого из них не превышает 0,3%;
• содержание мышьяка не выше допустимых значений для строительных сталей – 0,08%;
• фосфора – не более 0,04%;
• серы – до 0,05%.

Фосфор и сера относятся к неизбежным примесям, которые содержатся в железных рудах, и в процессе производства переходят в сталь. Однако их количества минимальны, и не оказывают сколь-нибудь заметного влияния на качество сплава. Путем изменения процентного соотношения компонентов стали можно добиться улучшения некоторых характеристик, например:

• увеличение концентрации никеля и хрома приводит к повышению твердости и стойкости к коррозии;
• добавление меди увеличивает показатели теплопроводности и вязкости;
• марганец позволяет уменьшить окисляемость железа и снизить хрупкость стали.

Заменители стали

Существует несколько аналогов стали марки С245, близких по составу и свойствам:

К зарубежным аналогам относятся:

• А284 и А570 – Соединенные Штаты;
• 1.0038 – Германия;
• 1.0114 –Евросоюз;
• SS330 – Япония;
• Q235 – Китай.

Номенклатура выпускаемой продукции включает:

• фасонный горячекатаный прокат;
• листовую сталь;
• гнутые профили;
• балки и швеллеры;
• рифленый лист;
• уголки различного типа.

Механические свойства

Химический состав стали определяет ее физические и механические свойства:

• плотность – 7850 кг/м 3 ;
• предельную величина кратковременной прочности – 370 МПа;
• значение относительного удлинения на разрыв – 20-25%, в зависимости от толщины листа;
• предел текучести – по стандарту 245 МПа;
• показатель ударной вязкости – от 29 до 39 Дж/см 2 в зависимости от температуры окружающей среды;
• твердость по Бринеллю – 131 МПа.

Технологические свойства

Степень свариваемости стали измеряется содержанием эквивалентного углерода и рассчитывается по специальной формуле. Для С245 эта величина составляет менее 0,25%, что является хорошим показателем. Сварку можно выполнять любым способом, без предварительных мероприятий. Немаловажным преимуществом является возможность соединять детали сразу на строительной площадке.

Пластичность – важное технологическое свойство металла, позволяющее изготавливать разнообразные детали способом холодной штамповки или сгибания. Расшифровка марки стали С245 показывает величину предельной нагрузки, которая приводит к пластической деформации конструкции. При ее превышении начинается процесс разрушения кристаллической решетки сплава. Для тонколистовой стали показатель равен 25%. Однако при необходимости деформации листов большой толщины нужно применять нагрев в месте сгиба.

Сплав демонстрирует среднюю степень коррозионной устойчивости. Присутствие легирующих присадок делает этот показатель достаточным для хранения или использования стальных конструкций без защитного покрытия внутри сухих помещений. Однако эксплуатация в иных условиях требует нанесения на изделия лакокрасочного покрытия.

Термическая обработка

Улучшение механических и технологических свойств сплава 245 или его аналогов достигается разными способами термообработки. Все они состоят из операций:

• по нагреванию металла до определенной температуры;
• выдержке в данном температурном режиме в течение некоторого времени;
• охлаждении деталей в специальной среде и с заданной скоростью.

После сварки стальных конструкций толщиной более 36 мм рекомендуется выполнять нормализацию. Она устранит внутренние напряжения, возникшие вблизи области сварочных швов при действии высокой температуры. Нормализация сплава проводится при температуре 850-880 градусов, с последующим охлаждением на воздухе.

Улучшения свойств листового проката или поковок сечением от 100 до 300 мм также добиваются нормализацией в температурном режиме 900-950 градусов при воздушном охлаждении.

Преимущества и недостатки

Главные достоинства стали марки С245 заключаются:

• в высокой пластичности, обеспечивающей легкость обработки;
• отличной свариваемости с получением ровного шва без образования трещин;
• степени коррозионной устойчивости, достаточной для эксплуатации изделий в сухих условиях;
• высоких технологических свойствах, облегчающих операции резки, клепки, сверления;
• отсутствии расслоения при производстве листового проката;
• доступной стоимости металла;
• высоких показателях твердости;
• отсутствии флокеночувствительности и склонности к отпускной хрупкости;
• высокой несущей способности, то есть возможности выдерживать большие нагрузки при небольшой плотности;
• высокой надежности конструкций, которая обеспечивается техническими свойствами стали и точностью расчета.

Сталь обладает, наряду с плюсами, и минусами. К основным недостаткам можно отнести:

• низкие антикоррозийные свойства, которые требуют использования специальных лакокрасочных покрытий;
• недостаточную огнестойкость и необходимость применения жаропрочной защиты;
• хладноломкость, то есть уменьшение ударной вязкости при низких температурах.

Область применения

Характеристики стали 245 удовлетворяют требованиям, которые предъявляются к строительным металлоконструкциям. Они оптимальны для применения в производстве:

• конструкций, которые подвергаются перманентным вибрационным нагрузкам;
• прокатных изделий, необходимых для возведения различных сооружений;
• уголков и швеллеров;
• вспомогательных элементов.

Металлические конструкции из сплава используются при сооружении:

• широкопролетных покрытий;
• эстакадных арок;
• составных элементов для мачт и башен;
• промышленных и жилых объектов;
• каркасных частей высотных зданий;
• энергетических объектов – тепловых и атомных станций;
• стационарных платформ для процессов нефтедобычи;
• радиотелескопов и телевышек.

Благодаря высоким механическим свойствам сталь получила широкое распространение и в производстве научных приборов и инструментов различного назначения.

Низкоуглеродистая сталь марки С245

Сталь получается в результате соединения железа с углеродом, а также другими химическими элементами. Доля в сплаве углерода должна быть не более 2,14%, он придает готовой стали прочности и твердости, снижая вязкость и пластичность. К основным признакам классификации относится — назначение, качество, химический состав, структура и степень раскисления.

Все остальные элементы также улучшают характеристики стали и в зависимости от их количества, определяется классификация марок стали по качеству. Легированные присадки улучшают антикоррозийные свойства стали и придают другие немаловажные характеристики готовому сплаву. Набором таких добавок обладает низкоуглеродистая марка С245, поэтому хотелось бы подробней узнать, какие у нее свойства и характеристики.

Сталь С245 и ее свойства

Она является сталью специального назначения. В данной марке присутствуют кремний и магний, которые раскисляют металл и освобождают его от закиси железа. Это свойство способно ухудшить состав стали. Механические свойства сплава от этого не меняются, кроме этого, марганец положительно влияет на серу, которая может сделать металл хрупким.

Аналогами данной марки стали можно назвать — Ст3пс5 и Ст3сп5, химический состав у них регулируется определенными стандартами. Каждая марка стали имеет свою буквенную расшифровку, так в марки С245 буква «С» означает — строительная, а 245 — предел текучести.

Хром придает стали С245 твердость и антикоррозийные свойства, почти таким же действием обладает никель. Медь в составе сплава повышает теплопроводность и вязкость. Все эти свойства дают возможность успешно применять сталь. Все низкоуглеродистые марки металлургической продукции отличаются хорошей свариваемостью.

Назначение и применение

Сталь данной марки предназначена для строительных конструкций, ее специально выпускают для применения в строительстве стальных конструкций со сварными, а также другими соединениями. В этой марке есть все необходимые добавки для длительной эксплуатации сооружений.

Данная марка также применяется в производстве горячекатаных изделий — швеллера, в том числе и специальные, двутавровые балки, уголки, листового, широкополосного универсального проката и гнутых профилей. Металл применяется и в других отраслях промышленности.

По качеству все марки стали могут быть — обыкновенного качества, качественные, с повышенным качеством и высококачественные. По химическому составу они разделяются на углеродистые и легированные. Под качеством подразумевается сочетание свойств, которые создаются в процессе изготовления стали. К ним относятся — химический состав, однородность строения металла, механические свойства и технологичность.

Физические и механические свойства

Все характеристики и физические свойства в различном температурном режиме и других условиях:

• твердость — НВ 10 -1 = 131МПа;
• удельный вес — 7700-7900 кгс/м 2

При температуре 20 о С сталь марки С245, сортамент лист размерами 2-3,9 мм обладает следующими механическими свойствами при температуре =20 о С:

• временное сопротивление разрыву прочности (прочностной предел при растяжении) — 370 МПа;
• предел пропорциональности (предел текучести при остаточной деформации) — 245 МПа;
• относительное удлинение материала после разрыва — 20%;
• стальной лист размерами 4-10 мм имеет почти схожие механические характеристики, отличается только одним показателем — относительным удлинением после разрыва, оно составляет 25%.

Химические и технологические свойства стали С245

Состав химический стали марки С245 приведен в процентном отношении согласно ГОСТ 27772 -88

• Углерод — до 0,22%.
• Марганец — не более 0,65%.
• Кремний — в пределах 0,05-0,15%.
• Сера — до 0,050%.
• Фосфор — в пределах 0,040%.
• Хром, никель и медь — до 0,30%.
• Мышьяк — до 0,08%.

Химический состав готового сплава гарантируется изготовителем, обработка стали допускается синтетическими шлаками, продувка аргоном, вакуумирование, модифицирование металла редкоземельными элементами и кальцием. Их вводят в него расчетным методом — до 0,05% редкоземельных элементов и в пределах 0,02% кальция.

• Свариваемость — ограничения отсутствуют.
• Флокеночувствительность — не чувствительна.
• Склонность к отпускной хрупкости — не установлена.

Все технологические свойства стали точно отображают склонность данной марки к определенной деформации, которые будут испытывать готовые изделия в тех или иных условиях. Это связано с технологической обработкой или условиями эксплуатации металла.

Относительно невысокая стоимость продукции позволяет выпускать различные марки стали большими и незначительными партиями. Целый ряд свойств, таких как технологичность, химический состав, механические показатели помогли стать этому материалу основным в производстве инструментов, приборов, в машиностроении и в строительстве металлоконструкций. Такие ценные свойства и качества металла обеспечивают безаварийную эксплуатацию готовых изделий.