Технические характеристики углеродистой стали 35

Характеристики стали 35 позволяют классифицировать ее как конструкционный сплав, широко применяющийся в промышленности для производства крепежных элементов. Хотя отсутствие в составе дорогих добавок снижает прочностные свойства материала, однако делает его одним из самых доступных для применения.

Химический состав

Регламентировавший ранее состав и характеристики стали 35 ГОСТ 1050-88 заменен на другой стандарт. Особенности ее производства и обработки сегодня определяются ГОСТом 1050-2013. Расшифровка маркировки указывает на содержание в металле главного элемента – углерода – 0,35%. Доля других добавок также невелика:

• никеля – 0,25%;
• марганца – 0,5-0,8%;
• кремния – 0,17-0,37%;
• меди и хрома – до 0,25%;
• серы и фосфора – не более 0,3-0,35%;
• мышьяка – 0,08%.

Заменители стали 35 отличаются, в основном, массовой долей углерода:

• 30;
• 35Г;
• 40.

Несмотря на эти отличия, свойства аналогов практически идентичны. Сплав имеет множество аналогов и за рубежом:

• 1034, 1038 – в Соединенных Штатах;
• 1.0501, С35, Сk35 – Германии;
• 1С35, RF36 – Франции;
• 080А32, 080А35 – Великобритании;
• С35 – Италии;
• С36 – Бельгии;
• 1572 – Швеции;
• 1.1181, С35Е – Евросоюзе;
• S35C, SWRCH35K – Японии;
• ML35 – Китае.

Номенклатура выпускаемой продукции регламентируется множеством стандартов и поставляется на рынок в виде:

• сортового проката;
• калиброванного и шлифованного прутка;
• толсто- и тонколистовой стали;
• серебрянки;
• ленты и полосы;
• проволоки;
• поковок;
• разнообразных труб.

Физические свойства

От химического состава зависят основные характеристики и применение стали 35.

Плотность металла с повышением температуры уменьшается. В диапазоне от 20 до 800 градусов она изменяется с 7826 до 7600 кг/м3. Одновременно увеличивается пластичность стали. Показатель плотности необходим при расчете величины нагрузки на несущие элементы конструкции.

С увеличением температуры изменяются и другие физические свойства материала:

• удельное электросопротивление – от 251 до 1156*109 Ом*м при 900 градусах;
• удельная теплоемкость – 469-699 Дж/кг*град;
• коэффициент линейного расширения – с 12 до 13,9 1/град;
• коэффициент теплопроводности уменьшается с 49 до 28 Вт/м*град;
• уменьшается и модуль упругости в интервале 20-400 градусов с 2,06*10-5 до 1,68*10-5 МПа.

Механические параметры

Твердость сплава равна 163 МПа. Показатель можно увеличить с помощью термической обработки. Чаще всего для этой цели используется режим нормализации, который упорядочивает структуру металла и увеличивает поверхностную твердость.

Свариваемость стали марки 35 ограниченная. Поэтому для заготовок чаще выбирают механические способы обработки. Но предварительный подогрев заготовки дает возможность применения разных технологий сварки:

• аргонодуговой;
• электродуговой ручной;
• электрошлаковой.

Для упрочнения и зачистки сварного шва рекомендуется последующая термообработка.

Склонность к отпускной хрупкости отсутствует, что снижает вероятность образования структурных трещин при динамических нагрузках. Операция отпуска, которая сопутствует термообработке, в значительной степени снимает внутренние напряжения.

Способность к обработке резанием достаточно высокая, что позволяет с особой точностью придавать нужную форму деталям даже с помощью обычных инструментов. А применение резцов с твердосплавными элементами дает возможность увеличить скорость и точность обработки в несколько раз.

Флокеночувствительность металл не проявляет.

Коррозионная устойчивость сплава невысока, несмотря на присутствие в составе никеля. Но она достаточна для использования изделий в средах с низкой агрессивностью

Термическая обработка

Для улучшения механических свойств стали 35 используют термообработку. После закалки и отпуска происходит:

• снижение внутренних напряжений;
• улучшение структуры мартенсита;
• повышение прочности и вязкости без заметной потери твердости.

Различают термообработку двух видов:

• поверхностную, когда затрагивается небольшая глубина заготовки;
• объемную, при которой тепловое воздействие достигает всей глубины металла.

Закалка проводится в температурном диапазоне 860-900 градусов, в зависимости от толщины или диаметра заготовки. Рекомендуемое время выдержки составляет 2-2,5 часа, после чего применяется воздушное охлаждение.

После закалки производится отпуск стали путем нагрева до 600-650 градусов и постепенном остывании на воздухе с заданной скоростью. Отпуск уменьшает хрупкость и повышает вязкость материала. В некоторых случаях используется закалка с низким отпуском при 160-200 градусов.

В процессе резания на поверхности заготовки образуется слой с деформированной структурой и внутренними напряжениями. Со временем он может привести к изменению размеров изделия, что особенно актуально для сложных конструкций. Повысить стабильность структуры поверхностного слоя и сопротивление деформации поможет рациональный режим отжига при температуре 400 градусов.

Металл подвергается ковке в интервале 1280-750 градусов. Способ охлаждения выбирается в зависимости от толщины или сечения изделия. Для деталей толщиной до 800 мм используют воздушное охлаждение.

Преимущества и недостатки

Плюсы и минусы сплава обусловлены его механическими свойствами. Среди его достоинств:

• высокая устойчивость к ударным нагрузкам позволяет использовать его в производстве крепежных деталей;
• твердость в сочетании с низкой пластичностью востребованы в строительстве для изготовления несущих элементов;
• сталь не подвержена образованию трещин;
• доступная стоимость является одним из важных факторов высокого спроса на сталь 35;
• диапазон температур применения стали – от минус 40 до плюс 425 градусов.

Недостатки стали выражаются:

• в ограниченной свариваемости, которая ограничивает сферу ее применения;
• низкой антикоррозийной устойчивости;
• проявлении признаков «усталости» при долговременных механических нагрузках.

Область применения

Характеристики стали 35 определяют область ее применения. В машиностроении сталь используют для изготовления механизмов, не предназначенных для работы на износ:

• производства различного крепежа – болтов, гаек, фланцевых элементов;
• деталей, не требующих высокой прочности – коленчатых валов, цилиндров, дисков, ободов, шатунов.

В строительной отрасли сталь применяется:

• для сооружения трубопроводов;
• производства железобетонных плит;
• сантехнических изделий – эмалированных ванн, раковин;
• уголков и арматуры.

В быту используются изготовленные из стали 35:

• трубы разного диаметра;
• сетки и листы;
• прутья.

Хотя сталь 35 не демонстрирует высокие технологические характеристики, она находит широкое применение практически во всех отраслях промышленности. Свойства практичности и доступной стоимости обеспечивают ей востребованность на рынке металлопроката.