Основные механические характеристики сталей повышенного качества

СТАТЬЯ

4. Основные механические характеристики сталей повышенного качества

Из сталей (повышенного качества у нас «в Союзе в настоящее время наибольшим распространением пользуется хромо-марганцево-медистая сталь, выбранная для металлоконструкций Дворца Советов и потому названная сталью ДС. Из этой стали сооружены большие московские мосты: Крымский, Краснохолмский и Устьинский.

Механические характеристики этой стали: временное сопротивление — 52—62 кг/мм2, предел текучести — не менее 36 кг/мм2 и удлинение — 20%. Сталь эта малоуглеродистая. С ≈ 0,2%, с достаточным содержанием марганца (~0,8%) и небольшим кремния (~0,3%); присадка хрома до 0,6% и меди до 0,5% делает ее очень устойчивой против ржавления в строительстве промышленных объектов и в то же время благодаря небольшому содержанию углерода — мягкой и сравнительно легко обрабатываемой. Химический состав стали вместе с заграничными сталями повышенного качества указан в табл. 7. Сравнение стали ДС с другими сталями в отношении сопротивлений ржавлению дано в § 11.
Все это делает сталь ДС удобной в производстве. Нужно думать, что она будет нашей основной сталью повышенного качества [11].

В настоящее время сталь ДС осваивается и еще не является столь стандартной, как Ст. 3 [11]Статистические данные показывают, что среднее значение временного сопротивления стали ДС равняется 54 кг/мм2, а предела текучести (в период освоения до 1938 г.) только σТ=37 кг/мм2. При изготовлении стали на заводе металлоконструкций с высоким пределом текучести получается довольно много отходов стали. Проектом ТУ 1939 г., чтобы использовать эти отходы, введена вторая марка СПК—сталь СПК II с пределом текучести 32 кг/мм2. Сталь эта будет прекрасным материалом для тяжелых металлоконструкций, значительно более дешевым, чем сталь ДС.

В настоящее время сталь ДС вследствие большого количества отходов является сравнительно дорогой; цена стали ДС первой марки в настоящее время (1939 г.) выше стоимости Ст. 3 на 40—60% . Однако явление это должно рассматриваться как временное и зависящее от освоения металлургического процесса при производстве металлоконструкций. Коэффициент вздорожания изготовления металлоконструкций из стали ДС очень невелик, составляя в среднем по исследованиями Центрального института сооружений 15% [11].

Применение стали ДС и повышенных сталей вообще во многих случаях является весьма рациональным и даже неизбежным, поскольку многие тяжелые металлоконструкции могут получить рациональное конструктивное оформление только при стали повышенного качества. Примером могут служить металлоконструкции Дворца Советов (фиг. 88), которые по своим размерам могут быть выполнены только из повышенной стали. Кроме того сталь повышенного качества, уменьшая вес металлоконструкций, уменьшает загрузку транспорта, разгружает цехи, увеличивая их производительность и завода металлоконструкций в целом.

Кроме стали ДС в качестве стали повышенного качества выдвигается марганцовисто-медистая сталь [12,5] с более высокими механическими-характеристиками, имеющими химический состав; С — 0,25%; Mn—1,20+ 1,45%; Si —-0,3%; Сu — 0,47%.

Сталь МС имеет примерно те же характеристики, что сталь ДС, но, обладая большим содержанием марганца, более тверда и трудна в изготовлении металлоконструкций. Сталь МС имеет склонность к перегреву, т. е. повышенному росту зерна при нагревании. Она в Союзе еще не освоена и представлена только в виде первых плавок. Сказать что-либо определенное о ее практическом применении пока трудно. Сталь этого типа применяется в США, и из нее сооружен наибольший в мире арочный мост пролетом 547 м около Нью-Йорка через пролив Кил-ван Колл (Kill van Kull) (1928 г.).

За последнее время стал разрабатываться вопрос о получении стали повышенного качества из природных халиловскнх (Южный Урал) руд, имеющих достаточно большие добавки хрома и никеля [8,13].

При производстве металлоконструкций судя по опытным плавкам и испытаниям, получаемая сталь является очень мало углеродистой и имеет химический состав: С~0,14%; Mn~0,5%; Si ~ 0,25%; Сr ~ 0,56%; Ni ~ 0,33%; Cu ~ 0,34%.

Кроме этой стали приготовляется еще фосфористая сталь; добавка фосфора, как было указано выше, при малом содержании углерода не является опасной, повышает механические характеристики стали и делает ее более коррозийно-устойчивой. Состав этой стали: С—0,08—0,10%; М~0,6%; Si ~ 0,35%; Р ~ 0,12%; Сr —до 0,9%; Ni ~ 0,4%; Си ~ 0,5%.

Механические характеристики этих сталей оказались близкими и даже несколько превосходящими  характеристики стали ДС, а именно R = 55—50 кг/мм2; σT= 40—35 кг/ммг, удлинение более 20%. Вполне удовлетворительной (> 12 кгм/см2) оказалась и ударная вязкость. Таким образом имеются основания считать, что халиловские руды могут стать источником дешевых высококачественных сталей.

За границей для строительства промышленных объектов имеется много сталей повышенного качества. В Германии все они объединены названием «сталь 52»—по величине наименьшего значения временного сопротивления; механические ее характеристики такие же, как стали ДС,- химический состав крайне разнообразен; как правило, это марганцовисто-медистые хромистые, а иногда молибденовые стали. Сталь 52 в настоящее время в Германии является основным материалом тяжелых конструкций, вытеснившим остальные стали. В Америке распространены никелевые, марганцево-медистые и хромистые стали примерно того же состава, а также марганцево-кремнистая, содержащая марганец и кремний при довольно большом количестве углерода. Сталь эта имеет характеристики, отвечающие нашей стали СПК 11, и является основным материалом американских тяжелых конструкций.Она сравнительно дешевая (коэффициент вздорожания 1,10) и потому экономична [14].

В Америке на заводах металлоконструкций применяются также фосфористые стали с малым содержанием углерода, аналогичные указанной выше фосфористой стали из халиловских руд (стали Сог Теп), считающиеся в настоящее время одними из наиболее совершенных [14].

В конце 20-х годов у нас в Союзе применялась многокремнистая сталь [15, 5]; однако она оказалась достаточно трудной по металлургическому процессу и для изготовления металлоконструкций и менее стойка против ржавления. Поэтому сейчас она не потребляется.

Сопоставление советских и основных современных заграничных сталей повышенного качества дано в табл. 7.

Если нашли ошибку то выделите 2-3 слова и нажмите Ctrl+Enter

Отправить ответ

avatar

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: