Деформация (ползучесть) элементов сосудов из стали Ст3 при эксплуатации на предельных температурах

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:

Химический состав в % стали Ст3сп .

C Si Mn Ni S P Cr N Cu As
0.14-0.22 0.15-0.3 0.4-0.65 до 0.3 до 0.05 до 0.04 до 0.3 до 0.008 до 0.3 до 0.08

Химический состав в % стали 20.

C Si Mn Ni S P Cr N Cu As
0.17-0.24 0.17-0.37 0.35-0.65 до 0.25 до 0.04 до 0.04 до 0.25 до 0.008 до 0.25 до 0.08

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.

История стали

Самые ранние известные образцы были обнаружены при раскопках в Анатолии (Турция). Им около 3800 лет, они датируются 1800 годом до нашей эры.[3][4] Высокой репутацией в древности пользовалась индийская сталь. От индийской стали происходит средневековый булат, широко известный в Средней Азии и Восточной Европе[5]. Сталь научились производить в конце эпохи Античности и в Западной Европе. По определённым показателям (упругость) именно из стали изготавливался испанский копис. Сталь позволила сделать акцент с колющего момента на режущий и перейти к сабле (через палаш). В эпоху Средневековья сталь широко применялась для изготовления холодного оружия (романский меч, мечи Ульфберта). На Ближнем Востоке была известна дамасская сталь, из которой ковался шамшир. В средневековой Японии из стали-тамахаганэ изготавливались знаменитые катана, вакидзаси и танто. Существует версия, что японские мечи XI—XIII веков создавались из легированной стали с примесью молибдена[6]. В Европе сталь позволила удлинить мечи, которые впоследствии эволюционировали в шпагу (в XV веке) и рапиру.

Технологию литой стали изобрел английский инженер Гентсман, однако в континентальную Европу она проникла лишь в начале XIX века (благодаря Круппу). Нарезная артиллерия с 1854 года изготовлялась из стали (Пушка Армстронга). В XX веке из стали начали изготовлять танковую броню[7]. В армии Кайзеровской Германии времен Первой мировой войны появились стальные шлемы (штальхельм).

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий