Главная  >  Справочник  >  Сталь конструкционная углеродистая обыкновенного качества Ст5Гпс

Сталь конструкционная углеродистая обыкновенного качества Ст5Гпс: описание, свойства, применение

Сталь Ст5Гпс – это конструкционная углеродистая сталь обыкновенного качества, широко применяемая в различных отраслях промышленности. Она отличается хорошей свариваемостью, достаточной прочностью и относительно невысокой стоимостью. Эта марка стали используется для изготовления деталей и конструкций, не подвергающихся высоким нагрузкам и температурам.

Свойства стали Ст5Гпс:

• Свариваемость: Отличная. Сталь Ст5Гпс хорошо сваривается различными способами сварки без предварительного подогрева и последующей термообработки. Это делает ее предпочтительным материалом для изготовления сварных конструкций.
• Прочность: Обладает достаточной прочностью для применения в конструкциях, не испытывающих значительных динамических или статических нагрузок.
• Обрабатываемость: Хорошо поддается механической обработке – резке, сверлению, фрезерованию и т.д.
• Коррозионная стойкость: Низкая. Сталь Ст5Гпс подвержена коррозии во влажной среде, поэтому требует защиты в виде покраски, оцинковки или других антикоррозионных покрытий.
• Хладноломкость: При низких температурах может проявлять хладноломкость, поэтому не рекомендуется ее применение в конструкциях, работающих при отрицательных температурах без дополнительных мер предосторожности.

Расшифровка обозначения стали Ст5Гпс:

• Ст: Обозначает сталь конструкционную углеродистую обыкновенного качества.
• 5: Условный номер марки стали, определяющий ее механические свойства (предел прочности). Чем выше номер, тем выше прочность.
• Гпс:
  • Г: Указывает на повышенное содержание марганца (Mn) в стали, улучшающее ее прокаливаемость и свариваемость.
  • пс: Обозначает полуспокойную сталь, то есть сталь, частично раскисленную в процессе плавки. Это обеспечивает более плотную структуру слитка и улучшенные механические свойства по сравнению с кипящей сталью (кп).

Химический состав стали Ст5Гпс (ГОСТ 380-2005):

Элемент	Содержание (%)
Углерод (C)	0.28 - 0.37
Марганец (Mn)	0.50 - 0.80
Кремний (Si)	0.05 - 0.17
Сера (S)	≤ 0.05
Фосфор (P)	≤ 0.04
Хром (Cr)	≤ 0.30
Никель (Ni)	≤ 0.30
Медь (Cu)	≤ 0.30
Мышьяк (As)	≤ 0.08

Механические свойства стали Ст5Гпс (ГОСТ 380-2005):

Характеристика	Значение
Предел прочности (временное сопротивление разрыву), σв, МПа	490 - 600
Предел текучести, σт, МПа	≥ 255
Относительное удлинение при разрыве, δ5, %	≥ 22
Ударная вязкость, KCU, Дж/см²	≥ 20

Расшифровка обозначений механических свойств:

• σ_в (Предел прочности): Максимальное напряжение, которое материал может выдержать до начала разрушения. Характеризует сопротивление материала разрушению под действием статической нагрузки.
• σ_т (Предел текучести): Напряжение, при котором материал начинает деформироваться без заметного увеличения нагрузки. Характеризует способность материала сопротивляться пластической деформации.
• δ₅ (Относительное удлинение при разрыве): Относительное изменение длины образца после разрыва по сравнению с его первоначальной длиной. Характеризует пластичность материала.
• KCU (Ударная вязкость): Способность материала сопротивляться хрупкому разрушению при ударных нагрузках. Измеряется в Дж/см².

Физические свойства стали Ст5Гпс:

Характеристика	Значение
Плотность, ρ, кг/м³	7850
Модуль упругости, E, ГПа	200 - 210
Коэффициент линейного термического расширения, α, 10-6/°C	11.8 (20-100 °C)
Теплопроводность, λ, Вт/(м·°C)	46
Удельная теплоемкость, c, Дж/(кг·°C)	480
Электрическое сопротивление, ρ, мкОм·м	0.14 - 0.16

Расшифровка обозначений физических свойств:

• ρ (Плотность): Масса вещества в единице объема.
• E (Модуль упругости): Мера жесткости материала, характеризующая его сопротивление деформации под действием упругих нагрузок.
• α (Коэффициент линейного термического расширения): Относительное изменение линейных размеров материала при изменении температуры на 1 градус Цельсия.
• λ (Теплопроводность): Способность материала проводить тепло.
• c (Удельная теплоемкость): Количество тепла, необходимое для нагревания 1 кг вещества на 1 градус Цельсия.
• ρ (Электрическое сопротивление): Способность материала сопротивляться прохождению электрического тока.

Сферы применения стали Ст5Гпс:

Сталь Ст5Гпс широко используется в различных отраслях промышленности благодаря своей свариваемости, достаточной прочности и доступной цене. Основные области применения:

• Строительство:
  • Изготовление сварных строительных конструкций (фермы, балки, колонны, связи).
  • Производство арматуры для железобетонных конструкций (в качестве ненапрягаемой арматуры).
  • Изготовление ограждений, ворот, заборов.
• Машиностроение:
  • Производство деталей и узлов, не подвергающихся высоким нагрузкам (корпуса, кронштейны, опоры, рычаги).
  • Изготовление элементов сельскохозяйственной техники.
  • Производство деталей вагонов и полувагонов (ненагруженные элементы).
• Судостроение:
  • Изготовление корпусных конструкций речных судов и барж.
  • Производство элементов судового оборудования.
• Производство металлоконструкций общего назначения:
  • Изготовление стеллажей, полок, рам.
  • Производство емкостей и резервуаров для хранения неагрессивных сред.
  • Изготовление элементов станков и оборудования.

Виды металлопроката из стали Ст5Гпс:

Сталь Ст5Гпс поставляется в виде различных видов металлопроката, что позволяет использовать ее для изготовления широкого спектра изделий:

• Листовой прокат: Горячекатаный лист (толстый и тонкий лист), полоса. Используется для изготовления сварных конструкций, корпусов, обшивок.
• Сортовой прокат: Круг, квадрат, шестигранник, уголок, швеллер, балка (двутавр). Используется для изготовления различных деталей, элементов конструкций, рам, опор.
• Фасонный прокат: Специальные профили, используемые в строительстве и машиностроении.
• Трубы: Бесшовные и сварные трубы. Используются для транспортировки жидкостей и газов, а также в качестве конструкционных элементов.
• Поковки и штамповки: Используются для изготовления деталей сложной формы.

ГОСТы, регламентирующие сталь Ст5Гпс и металлопрокат из нее:

• ГОСТ 380-2005: Сталь углеродистая обыкновенного качества. Марки. (Определяет химический состав и механические свойства стали Ст5Гпс).
• ГОСТ 535-2005: Прокат сортовой и фасонный из стали углеродистой обыкновенного качества. Общие технические условия. (Определяет требования к качеству сортового и фасонного проката из стали Ст5Гпс).
• ГОСТ 14637-89: Прокат толстолистовой из углеродистой стали обыкновенного качества. Технические условия. (Определяет требования к качеству толстолистового проката из стали Ст5Гпс).
• ГОСТ 16523-97: Прокат тонколистовой из углеродистой стали качественной и обыкновенного качества общего назначения. Технические условия. (Определяет требования к качеству тонколистового проката из стали Ст5Гпс).
• ГОСТ 2590-2006: Прокат стальной горячекатаный круглый. Сортамент. (Определяет сортамент круглого проката из стали Ст5Гпс).
• ГОСТ 2591-2006: Прокат стальной горячекатаный квадратный. Сортамент. (Определяет сортамент квадратного проката из стали Ст5Гпс).
• ГОСТ 8239-89: Двутавры стальные горячекатаные. Сортамент. (Определяет сортамент двутавровых балок из стали Ст5Гпс).
• ГОСТ 8240-97: Швеллеры стальные горячекатаные. Сортамент. (Определяет сортамент швеллеров из стали Ст5Гпс).
• ГОСТ 8509-93: Уголки стальные горячекатаные равнополочные. Сортамент. (Определяет сортамент равнополочных уголков из стали Ст5Гпс).
• ГОСТ 8510-86: Уголки стальные горячекатаные неравнополочные. Сортамент. (Определяет сортамент неравнополочных уголков из стали Ст5Гпс).

Операции в цехах, производимые с использованием материалов из стали Ст5Гпс:

В различных цехах промышленных предприятий сталь Ст5Гпс используется в различных технологических процессах:

• Металлургические цеха:
  • Производство стали: В металлургических цехах сталь Ст5Гпс выплавляется в мартеновских печах, конвертерах или электропечах. В процессе выплавки происходит раскисление стали и легирование марганцем.
  • Разливка стали: Расплавленная сталь разливается в изложницы или на машины непрерывного литья заготовок (МНЛЗ) для получения слитков или заготовок.
  • Прокатное производство: Заготовки из стали Ст5Гпс подвергаются горячей прокатке на прокатных станах для получения листового, сортового и фасонного проката.
• Заготовительные цеха:
  • Резка металла: Листовой и сортовой прокат из стали Ст5Гпс режется на заготовки необходимых размеров с использованием газовой резки, плазменной резки, лазерной резки или механических пил.
  • Гибка металла: Листовые заготовки подвергаются гибке на листогибочных прессах для придания им необходимой формы.
  • Правка металла: Прокат и заготовки правятся на правильных машинах для устранения деформаций.
• Механические цеха:
  • Токарная обработка: Из сортового проката (круг, квадрат, шестигранник) на токарных станках изготавливаются детали вращения (валы, оси, втулки, болты).
  • Фрезерная обработка: На фрезерных станках изготавливаются детали сложной формы с использованием различных фрез.
  • Сверление: В заготовках сверлятся отверстия различного диаметра с использованием сверлильных станков.
  • Шлифовка: Поверхность деталей шлифуется для достижения необходимой шероховатости и точности размеров.
• Сварочные цеха:
  • Сварка конструкций: Из заготовок и проката свариваются различные металлоконструкции (рамы, фермы, балки, емкости) с использованием различных способов сварки (ручная дуговая сварка, полуавтоматическая сварка, автоматическая сварка).
  • Приварка деталей: К основным деталям привариваются дополнительные элементы (кронштейны, ребра жесткости, опоры).
  • Зачистка сварных швов: Сварные швы зачищаются от шлака и брызг металла.
• Кузнечные цеха:
  • Ковка: Заготовки из стали Ст5Гпс подвергаются ковке для придания им необходимой формы и размеров.
  • Штамповка: Из заготовок изготавливаются детали сложной формы с использованием штампов.
• Термические цеха:
  • Отжиг: Проводится для снятия внутренних напряжений в металле после механической обработки или сварки.
  • Нормализация: Улучшает структуру стали и повышает ее прочность.
• Малярные цеха:
  • Подготовка поверхности: Поверхность металлических изделий очищается от ржавчины, окалины и других загрязнений.
  • Грунтовка: На поверхность наносится слой грунтовки для улучшения адгезии краски.
  • Покраска: Металлические изделия окрашиваются для защиты от коррозии и придания им эстетичного внешнего вида.

В заключение, сталь Ст5Гпс является универсальным материалом, широко используемым в различных отраслях промышленности. Благодаря своим свойствам, она находит применение в изготовлении широкого спектра изделий и конструкций. Правильный выбор марки стали и соблюдение технологических процессов обеспечивают надежность и долговечность готовых изделий.