Обзор стали марки С245

Любой стальной сплав является соединением железа с углеродом. В стали С245 доля последнего не превышает 2,14%. Этот компонент обеспечивает материалу высокие твердость и прочность, но при этом параметры вязкости и пластичности ухудшаются.

Название С245 расшифровывается как конструкционная углеродистая сталь, качество сплава здесь обыкновенное. Ее химический состав нормируется действующими стандартами ГОСТа 27772-88. Маркировка включает в себя набор буквенно-цифровых символов:

• символ «С» обозначает принадлежность к строительным сплавам;
• число «245» говорит о величине предела текучести.

Помимо углерода и железа, в состав включаются некоторые другие элементы:

• хром — повышает коррозионную стойкость материала;
• никель — обладает аналогичным действием, повышает способность противостоять окислению;
• медь — улучшает теплопроводность, повышает параметры вязкости металла.

В структуре сплава 98% приходится на долю железа. Содержание углерода не превышает отметки в 0,2%, марганца — 0,65%, на долю кремния приходится около 0,5%. Содержание хрома, никеля, а также меди в суммарном объеме не превышает 0,3%.

Сера и фосфор входят практически во все стальные сплавы. Это неизбежные примеси, которые по своей природе встречаются в железной руде и в ходе производства переходят в стальной сплав. Они ухудшают качество металла, именно поэтому основная задача производства — свести их количество к минимуму, чтобы они не оказывали выраженного воздействия на технические параметры стали. В сплаве С245 концентрация серы – не более 0,05%, фосфора — 0,04%, также может присутствовать мышьяк в дозировке до 0,08%.

Как и всякий другой сплав, С245 обладает своими параметрами: классом, массой, объемным весом, временным и нормативным сопротивлением, модулем упругости и деформации, линейной плотностью, сопротивлению сдвигу, сжатию и смятию. Условно их можно разделить на три группы: физические, технологические и механические.

Физические параметры сплавов нашли своё отражение в измеряемых параметрах:

• твердость — 130 мПа;
• удельный вес — в диапазоне от 7700 до 7950 кгс/м2.

При достижении расплавом температуры в 20 градусов, материал в листах толщиной от 2 до 4 мм имеет следующие свойства:

• временное сопротивление на разрыв — 370 мПа;
• расчетное сопротивление сплава — 245 мПа;
• показатель удлинения на разрыв — 20%;
• ударная вязкость – варьируется от 29 до 39 Дж/см2 в зависимости от температуры внешней среды;
• твёрдость по шкале Бринелля — 130 мПа.

Почти такие же свойства демонстрируют листы стали толщиной от 4 до 10 мм. Отличия связаны только с параметром удлинения после разрыва — он соответствует 25%. Плотность материала составляет 7,85 г/см3. Это стандартное значение для любой низколегированной и низкоуглеродистой стали.

Механические характеристики материала определяют его способность применяться в изготовлении тех или иных приборов, инструментов, а также металлоконструкций. Также эти характеристики указывают на эксплуатационный ресурс материала, то есть возможность использования изделий из него без необходимости проведения ремонта. Сплав С245 отличают исключительные механические показатели, благодаря которым металл повсеместно используют для изготовления производственных и строительных конструкций со сварными швами. Металл проявляет пластические характеристики, то есть в холодном виде может деформироваться без признаков внешнего и внутреннего разрушения.

Показатель протяжённости текучести указывает на возможность штамповки и гибки стальных листов малой толщины. Для толстых приходится прибегать к местному нагреву, в противном случае велик риск появления трещин. Чтобы понять основную разницу в деформационных свойствах листов разной толщины, нужно вспомнить теорию сопротивляемости материалов. При загибе стального листа разница в изменении величины параметров внешней и внутренней стороны окажется тем выше, чем толще лист. Это означает, что у толстой листовой стали уровень относительной деформации будет гораздо выше. Соответственно, риск ломкости и разрушения возрастает.

Сплав С245 характеризуется средней устойчивостью к окислительным процессам. Чаще всего её применяют для изготовления изделий, эксплуатируемых внутри помещений с низкой влажностью, она подходит для межоперационного хранения металлических деталей без создания дополнительной защиты. Во всех остальных ситуациях лучше нанести на поверхность слой лакокрасочного материала. Эквивалентный углерод в сплаве умеренный, на уровне 0,025%. Это указывает на исключительную свариваемость материала: сварной шов выходит прочным и долговечным, он не предрасположен к растрескиванию. Причём металлические заготовки можно сваривать любыми доступными способами, не прибегая к предварительному прогреву околошовного участка и другим дополнительным мероприятиям. Температурный диапазон применения стали высок: она сохраняет свои свойства при температурах от -51 градуса и выше.

Это низкоуглеродистый состав. Малая доля углерода затрудняет точную обработку, так как поверхность получается шероховатой. Однако высокие параметры пластичности и вязкости делают возможным изготовление деталей и заготовок для последующей цементации. Цементация обеспечивает существенное улучшение эксплуатационных характеристик: она насыщает поверхностные слои стали углеродом, благодаря чему верхние слои закаляются и приобретают необходимую для дальнейшего использования прочность.

Сталь марки С245 пользуется большой популярностью. На металлургических комбинатах она выпускается в форме следующего горячекатаного сортамента:

• уголки равно- и неравнополочные;
• балки двутавровые;
• швеллер;
• листы, в том числе рифленые;
• полосы;
• профиль гнутый.

Существует несколько допустимых заменителей С245 иностранного производства. Наиболее близки к ней по своей структуре и рабочим показателям следующие маркировки:

• А284 и А570 (США);
• 1.0038 (Германия);
• 1.0114 (ЕС);
• SS330 (Япония);
• Q235 (Китай).

Общемировое потребление перечисленных материалов в строительстве превышает половину от общего объема задействованного металлопроката.

Из отечественных аналогов можно указать:

• листовую сталь E235-C, Fe 360-B/С (ГОСТ 380-2005);
• 18пс (стандарт ГОСТ 23570-79);
• ВСт3пс6 (стандарт ГОСТ 380-71);
• ВСт3пс6-1 (стандарт ТУ 14-1-3023-80).

Сплав С245 получил широкое распространение при выпуске фасонного и листового проката. Из него изготавливают тавры, двутавры, уголки, а также швеллеры. Этот металл может применяться при изготовлении металлоконструкций самого широкого предназначения. За счёт повышенной свариваемости в процессе производства прибегают к соединениям сварного типа.

При использовании таких изделий для возведения высокоответственных конструкций, эксплуатируемых в условиях высоких вибрационных колебаний, требуется дополнительная фиксация заклепками. Это сводит к минимуму риск растрескиваний и распространения трещин. Прочность и предел текучести сплава позволяют ему выдерживать самые тяжелые нагрузки, именно поэтому сплав востребован при монтаже вспомогательных металлоконструкций. При этом отсутствие ограничений по вариантам механической обработки, техникам соединения и свариваемости позволяет изготавливать конструкции любых размеров и форм, даже самых экзотических.

Отсутствие кипения в процессе застывания приводит к снижению себестоимости производства. Это позволяет выпускать металлоизделия как в больших объемах, так и в малых партиях. Прокат, выполненный из этого сплава, незаменим при монтаже:

• зданий и сооружений жилого и производственного назначения;
• крупнопролётных покрытий;
• арок автотрасс, эстакад и мостов;
• металлоконструкций из листового проката;
• деталей башенных сооружений и мачт;
• каркасов многоярусных высотных сооружений;
• зданий энергетической серы;
• рабочих платформ нефтеразведки и газодобычи;
• научно-исследовательских приборов, к примеру, радиотелескопов.

Самым распространенным аналогом сплава С245 в нашей стране являются стали Ст3 (Ст. 3пс и Ст. 3сп, стандарты ГОСТ 380 и 535). Эти металлы имеют похожий физико-химический состав, близкую структуру и технико-эксплуатационные характеристики. И в том, и в другом случае непременным условием становится частичное либо окончательное завершение раскисления сталей: на это указывают символы «сп» и «пс» в маркировке. Этот сплав относят к категории полуспокойных сталей с низкоуглеродистым составом. Он входит в группу металлов с нормальными прочностными параметрами. С245 относится к полуспокойным составам. Это означает, что сплав является раскисленным и способен к кристаллизации без сопутствующего кипения. При этом выделяется достаточный объем газа, но количество пузырьков на порядок меньше, чем при производстве кипящих сплавов. Соответственно, и качественные характеристики такого материала средние.

С245 максимально приближена к спокойным сплавам и поэтому может выступать в качестве их замены. К этому же классу относят стали С255, С345 и другие сплавы в диапазоне от С235 до С285, наибольшее же соответствие достигается со сплавом 235. Они имеют схожие показатели и области применения. Резюмируя все вышеизложенное, отметим, что конструкционная низколегированная сталь марки С245 проявляет все основные технико-эксплуатационные характеристики, которые предъявляются к металлическим конструкциям общего использования. Она подвержена свариванию всеми типами сварки без мероприятий, направленных на понижение сине- и красноломкости.

Эта сталь отличается средней степенью коррозионной устойчивости. При эксплуатации конструкций, изготовленных из неё, им потребуется дополнительное лакокрасочное покрытие. Материал отличается исключительными технологическими характеристиками: он хорошо поддается сверлению и применению любых метизных крепежей. К тому же здесь отсутствует расслоение прокатных изделий, что в полной степени мере соответствуют действующим нормативам ГОСТа.