Главная  >  Справочник  >  Сталь конструкционная углеродистая качественная ст18кп

Сталь конструкционная углеродистая качественная марки 18кп: описание, свойства и применение

Сталь 18кп относится к группе конструкционных углеродистых качественных сталей и широко используется в различных отраслях промышленности благодаря своим хорошим технологическим свойствам, высокой пластичности и относительно низкой стоимости. Эта сталь хорошо поддается сварке, ковке, штамповке и другим видам обработки, что делает ее универсальным материалом для изготовления деталей и конструкций, не подвергающихся высоким нагрузкам и требующих хорошей формуемости.

 

Обозначение стали 18кп расшифровывается следующим образом:

• 18: Указывает на среднее содержание углерода в сотых долях процента, то есть ≈0,18%.
• кп: Обозначает кипящую сталь, характеризующуюся повышенным содержанием кислорода и, следовательно, большей склонностью к образованию газовых пузырей в слитке. Это, в свою очередь, удешевляет процесс производства.

 

Общие характеристики стали 18кп:

• Хорошая свариваемость: Легко соединяется различными способами сварки без предварительного подогрева и последующей термообработки.
• Высокая пластичность: Прекрасно деформируется в холодном состоянии, что позволяет изготавливать сложные детали методом штамповки, вытяжки и гибки.
• Низкая прокаливаемость: Не предназначена для деталей, требующих высокой твердости и износостойкости после термической обработки.
• Невысокая стоимость: Относительно низкая себестоимость производства делает ее экономически выгодной для массового применения.
• Ограниченная прочность: Не рекомендуется для использования в конструкциях, подвергающихся высоким статическим и динамическим нагрузкам.

 

Химический состав стали 18кп (ГОСТ 1050-2013):

Элемент	Содержание, %
Углерод (C)	0,14 - 0,22
Марганец (Mn)	0,30 - 0,60
Кремний (Si)	≤ 0,05
Сера (S)	≤ 0,04
Фосфор (P)	≤ 0,035
Хром (Cr)	≤ 0,30
Никель (Ni)	≤ 0,30
Медь (Cu)	≤ 0,30
Мышьяк (As)	≤ 0,08
Железо (Fe)	Остальное

 

Механические свойства стали 18кп (ГОСТ 16523-97 для тонколистового проката толщиной до 3,9 мм):

Параметр	Значение	Единица измерения
Предел текучести (σт)	≥ 195	МПа
Предел прочности (σв)	310 - 410	МПа
Относительное удлинение (δ5)	≥ 25	%
Относительное сужение (ψ)	-	%
Твердость по Бринеллю (HB)	-	HB
Ударная вязкость (KCU при 20°С)	-	Дж/см²
Глубина нормальной закалки	не нормируется	мм
Критическая точка Ac1	735	°С
Критическая точка Ac3	845	°C
Склонность к отпускной хрупкости	не склонна	-
Обрабатываемость резанием	хорошая	-

• σт (Предел текучести): Напряжение, при котором начинается пластическая деформация материала.
• σв (Предел прочности): Максимальное напряжение, которое может выдержать материал до разрушения.
• δ5 (Относительное удлинение): Процентное увеличение длины образца после разрыва по отношению к его первоначальной длине. Характеризует пластичность материала.
• ψ (Относительное сужение): Процентное уменьшение площади поперечного сечения образца после разрыва по отношению к его первоначальной площади. Также характеризует пластичность материала.
• HB (Твердость по Бринеллю): Мера сопротивления материала вдавливанию индентора (шарика) при определенной нагрузке.
• KCU (Ударная вязкость): Способность материала сопротивляться хрупкому разрушению под воздействием ударных нагрузок.

 

Физические свойства стали 18кп:

Параметр	Значение	Единица измерения
Плотность	7850	кг/м³
Модуль упругости первого рода (E)	200 - 210	ГПа
Коэффициент Пуассона	0.28	-
Коэффициент линейного теплового расширения (α)	11.7 x 10⁻⁶	1/°С (при 20-100°С)
Теплопроводность (λ)	46 - 59	Вт/(м·°С)
Удельная теплоемкость (c)	460	Дж/(кг·°С)
Электрическое сопротивление (ρ)	0,14 - 0,17	мкОм·м
Магнитные свойства	Ферромагнетик	-

• Плотность: Масса единицы объема материала.
• Модуль упругости (E): Характеризует жесткость материала, его способность сопротивляться упругой деформации.
• Коэффициент Пуассона: Отношение относительной поперечной деформации к относительной продольной деформации при одноосном растяжении или сжатии.
• Коэффициент линейного теплового расширения (α): Относительное изменение длины материала при изменении температуры на 1°С.
• Теплопроводность (λ): Способность материала проводить тепло.
• Удельная теплоемкость (c): Количество тепла, необходимое для нагрева 1 кг вещества на 1°С.
• Электрическое сопротивление (ρ): Способность материала сопротивляться прохождению электрического тока.

 

Сферы применения стали 18кп:

Благодаря своим технологическим свойствам и невысокой стоимости, сталь 18кп широко применяется для изготовления:

• Деталей, получаемых холодной штамповкой: корпуса, крышки, кожухи, шайбы, фланцы, крепежные элементы.
• Неответственных сварных конструкций: элементы строительных конструкций, сельскохозяйственной техники, вагоностроения.
• Профилей: уголки, швеллеры, полосы. (редко)
• Труб: водогазопроводные трубы (не для ответственных систем).
• Проволоки: для изготовления гвоздей, сетки, электродов.
• Полосы: для гибки и штамповки различных деталей.
• Заготовок: для дальнейшей механической обработки.
• Элементов бытовой техники: корпуса, панели, детали.
• Упаковки: жестяная тара, банки, крышки.

 

Виды металлопроката из стали 18кп:

• Лист: Тонколистовой и толстолистовой прокат.
• Сортовой прокат: Круг, квадрат, полоса, уголок (менее распространен, чем другие марки углеродистой стали).
• Фасонный прокат: Швеллеры, двутавры (менее распространен, чем другие марки углеродистой стали).
• Трубы: Сварные и бесшовные.
• Проволока: Общего назначения и сварочная.
• Лента: для штамповки.

 

ГОСТы, регламентирующие сталь 18кп и металлопрокат из неё:

• ГОСТ 1050-2013: Сталь углеродистая качественная конструкционная. Общие технические условия. (Определяет химический состав, механические свойства и другие требования к стали 18кп).
• ГОСТ 14637-89: Прокат толстолистовой из углеродистой стали обыкновенного качества. Технические условия.(Для листов из стали Ст3кп(аналог).)
• ГОСТ 16523-97: Прокат тонколистовой из углеродистой стали качественной и обыкновенного качества общего назначения. Технические условия. (Регламентирует требования к тонколистовому прокату из стали 18кп).
• ГОСТ 380-2005: Сталь углеродистая обыкновенного качества. Марки. (Не относится напрямую к качественной стали, но может использоваться для сравнения и понимания свойств).
• ГОCT 3262-75: Трубы стальные водогазопроводные. Технические условия. (В качестве материала для изготовления труб).
• ГОСТ 27772-2015: Прокат для строительных стальных конструкций. Общие технические условия. (Может использоваться для элементов строительных конструкций, но с ограничениями).
• (В зависимости от конкретного вида металлопроката): Другие ГОСТы на конкретные виды труб, проволоки, ленты и т.д.

 

Операции в цехах, производящиеся с использованием материалов из стали 18кп:

• Механическая обработка:
  • Токарные работы: Изготовление валов, осей, втулок и других деталей вращения.
  • Фрезерные работы: Обработка плоскостей, пазов, канавок и других сложных поверхностей.
  • Шлифовальные работы: Получение высокой точности и шероховатости поверхности.
  • Сверление: Создание отверстий различного диаметра.
  • Резка: Раскрой листового и сортового проката на заготовки.
• Штамповочное производство:
  • Холодная штамповка: Изготовление деталей сложной формы из листового проката без нагрева (вырубка, гибка, вытяжка).
  • Формовка: Изменение формы заготовки (выдавливание, обжимка).
• Сварочное производство:
  • Дуговая сварка: Соединение деталей с использованием электрической дуги.
  • Контактная сварка: Соединение деталей посредством нагрева током и последующей пластической деформацией.
  • Газовая сварка: Соединение деталей с использованием пламени, создаваемого сжиганием горючего газа.
• Трубное производство:
  • Сварка труб: Соединение кромок стальной полосы для образования трубы.
  • Профилирование труб: Придание трубам необходимой формы и размеров.
• Производство металлоконструкций:
  • Сборка: Соединение отдельных элементов в единую конструкцию (сварка, болтовое соединение).
  • Монтаж: Установка металлоконструкций на строительной площадке.
• Производство крепежных изделий:
  • Высадка головки: Формирование головки болта, винта или другого крепежного элемента.
  • Накатка резьбы: Формирование резьбы на стержне крепежного элемента.

 

Заключение:

Сталь 18кп является универсальным и экономически выгодным материалом для широкого круга применений, где не требуются высокие прочностные характеристики и износостойкость. Правильный выбор и применение стали 18кп, с учетом ее свойств и ограничений, позволит обеспечить надежность и долговечность изготавливаемых изделий и конструкций. При выборе стали и проектировании конструкций необходимо руководствоваться требованиями соответствующих ГОСТов и учитывать условия эксплуатации.