Самые распространенные марки сталей. Что выбрать?

Основные марки сталей, представленные на рынке стальной б/у трубы, это углеродистая сталь обыкновенного качества ГОСТ 380-94, углеродистая качественная сталь ГОСТ 1050-88 и низколегированная конструкционная сталь повышенной прочности ГОСТ 19281-89. Замечание: качество стали - это комплекс свойств, обеспечиваемых металлургическим процессом, таких, как однородность химического состава, строения и свойств стали, ее технологичность. Эти свойства зависят от содержания газов (кислород, азот, водород) и вредных примесей - серы и фосфора.

ГОСТ 380-94

Углеродистую сталь обыкновенного качества изготавливают следующих марок: Ст0, Ст1кп, Ст1пс, Ст1сп, Ст2кп, Ст2пс, Ст2сп, Ст3кп, Ст3пс, Ст3сп, Ст3Гпс, Ст3Гсп, Ст4кп, Ст4пс, Ст4сп, Ст5пс, Ст5сп, Ст5Гпс, Ст6пс, Ст6сп и др. Буквы Ст обозначают сталь. Цифры 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6 - условный номер марки в зависимости от химического состава. Увеличение номера означает повышение содержания углерода и временного сопротивления. Степень раскисления стали обозначается буквами после цифр: кп - кипящая (самая дешевая по способу производства); пс - полуспокойная; сп - спокойная. Эти буковки особо смущать не должны (это тонкости процесса выплавки стали), а вот первая цифра характеризует механическую прочность. Если речь идет о трубах, иногда после буковок появляются цифры от 1 до 6 (например: Ст3сп5), которые означают категорию проката, из которого изготовлена труба (чем выше цифра, тем больше параметров нормируется и тем лучше). Чаще всего встречается Ст3. Когда указывается марка стали для труб перед Ст появляются буквы А, Б, В или Д (чаще всего В). Эти буквы характеризуют группу качества трубы (ГОСТ 10705-80, ГОСТ 10706-76). Трубу делят на группы в зависимости от того, какие свойства нормируются (А - механические свойства материала, Б - химический состав стали, В - и то и другое, Д - нормируется только гидравлическое испытательное давление). Примеры: ВСт3сп5, БСт2сп3 и др.

ГОСТ 1050-88

Марка качественной стали обозначается двумя цифрами: 08, 10, 15, 20 и т. д. до 60. Они показывают среднее содержание углерода в сотых долях процента. Иногда добавляют разные буковки и числа, например: буквы кп и пс после цифр соответствуют кипящей или полуспокойной стали. Главное не спутать с низколегированной сталью, обозначения для которой очень похожи.

ГОСТ 19281-89

Низколегированная конструкционная сталь. Первые две цифры указывают среднее содержание углерода в сотых долях процента. Буквы за цифрами указывают присутствие легирующих элементов, а цифры после букв обозначают содержание легирующих элементов в процентах (17Г1С, 09Г2С, 14ХГС). Г - это марганец, С - это кремний, Ф - ванадий, Х - хром и т.п. Буква А означает азот, но если А стоит в конце (30ХГСА), то это обозначает не азот, а высококачественную сталь ("Ш" в конце еще круче: 30ХГС-Ш).Если содержание легирующих элементов менее 1,5%, то цифра отсутствует ( 50Х, 17ГС ). Для легированных сталей вводят понятие углеродного эквивалента, подсчитываемого с учетом химического состава по несложной формуле. Углеродный эквивалент характеризует прочность и хрупкость стали. При большом углеродном эквиваленте сталь становится очень хрупкой и ее использование как конструкционного материала становится опасным. На рынке б/у трубы наиболее часто встречается сталь 17ГС, 17Г1С, 17Г1С-у. Марки перечислены в порядке улучшения свойств (по химическому составу в порядке снижения содержания вредных для стали примесей фосфора и серы).

Наиболее распространенные марки сталей на рынке б/у трубы это - Ст3, 10, 20 и 17Г1С. По свариваемости они все одинаковы - без ограничений. По коррозийной стойкости: чем качественнее сталь, тем лучше. Однако, некоторые исследования по коррозии (в 3% растворе поваренной соли NaCl) показывают, что с увеличением содержания углерода в сталях 10, 20 и легирующих элементов в стали 17Г1С скорость коррозии основного металла увеличивается и составляет соответственно 0,17, 0,25 и 0,33 мм/год.

Стали марок Ст3,  20 очень мало отличаются по химическому составу:

Из-за допускаемого разброса по составу химический анализ не всегда позволяет однозначно отличить Ст3 и 20. Качество стали 20 лучше, чем у Ст3. У нее выше прочность и меньше разброс свойств. У стали 10 содержание углерода ниже, чем у Ст3 или 20.

Иногда трубы по механическим свойствам материала делят на классы прочности. Обозначения К 34, К 38, 42, К 50, К 52, К 55 и  К 60 (цифры означают временное сопротивление разрыву в кгс/мм2).  Чем больше цифра, тем выше прочность. Такую классификацию применяет ГОСТ 20295-85 для магистральных труб. Трубы из стали Ст3 с учетом разброса свойств теоретически могут относится к классам прочности К 38 - К 42 (фактически К 36), из стали 10 - К38, из стали 20 - К 42. Сталь 17Г1С более прочная - К 52.

Применение сталей:

• Ст3сп - несущие элементы сварных и несварных конструкций и деталей, работающих при положительных температурах; фасонный и листовой прокат (5-й категории) - для несущих элементов сварных конструкций, работающих при переменных нагрузках: при толщине проката до 25 мм в интервале температур от -40 до +425°С; при толщине проката свыше 25 мм в интервале от -40 до +425°С при условии поставки с гарантируемой свариваемостью.

• Сталь 10 и 20 - детали, работающие в интервале температур от -40 до 450°С, к которым предъявляются требования высокой пластичности, и детали, работающие при температуре от -40 до 425°С под давлением соответственно.

• Сталь 17Г1С, 17ГС, 17Г1С-У  - сварные детали, работающие под давлением при температурах от -40 до +475°С.

Различие труб из разной марки сталей можно проиллюстрировать на примере применения труб для трубопроводов пара и горячей воды. Правила безопасности ПБ 10-573-03 допускают применение прямошовных труб при следующих условиях (сведения неполные):

Более подробные сведения о марках стали и стальных ГОСТах легко найти в Интернет. Марочников стали предостаточно.