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:

• Ст3пс5;
• Ст3сп5;
• С235;
• С275;
• Е235-С;
• Е235-В;
• Fe 360-B;
• Fe 360-C.

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/м³;
• 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/см² 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.