Термически обработанные стали повышенной и высокой прочности

Повышение прочности стали возможно за счет легирования, или термической обработки, или применения обоих методов. Наиболее эффективным приемом является термическая обработка.

Термическая обработка малоуглеродистой стали заключается в том, что ее закаливают в воде или под водяным душем при температуре 900—920° С с последующим отпуском при температуре 600° С, что увеличивает предел текучести стали Ст.3 с 24 до 30 кГ/мм2. Как показали технологические исследования, кипящая термообработанная сталь MT Ст.Зкп имеет недостаточно стабильные механические характеристики и не всегда удовлетворяет требованиям технологии {холодная гибка, пробивка отверстий й т. д.}, поэтому рекомендуется применять термообработанной только спокойную или полуспокойную сталь.

Термическая обработка низколегированной стали {типа 14ХГС} состоит в закалке при той же температуре, что и малоуглеродистой стали, но с более низким отпуском — 300—350° С. Термообработанная низколегированная сталь подвержена разупрочнению при сварке, снижающей прочность околошовной зоны на 10—20%, что требует специальных мероприятий при конструировании.

Для получения высокопрочных и малоразупрочняемых при сварке сталей термообработке подвергают так называемые бейнитные стали, содержащие в небольших количествах бор и молибден. Технология их термообработки аналогична термообработке низколегированной стали с несколько более высоким отпуском — 650° С. В целом термообработанные стали характеризуются более однородной структурой и меньшей склонностью к хрупкому разрушению, чем горячекатаные, особенно при низких температурах.

Институтами ЦНИИЧМ, УралНИИЧМ, ЦНИИСК и ЦНИИПроектстальконструкция разработан ряд марок низколегированных сталей высокой прочности с пределом текучести 45—75 кГ/мм2. По классификации ЦНИИПроектстальконструкции термически обработанные стали представляются в виде ряда Т30, Т45, Т60, Т75. По предложению ЦНИИСК все стали {включая горячекатаные} разбиты на классы С24, С30, С45, С50, С60, С75. В обоих случаях цифры обозначают предел текучести в кГ/мм2.

В результате исследований разработаны следующие марки высокопрочной стали: класса С50—15ГФ термообработанная и 15Г2СФ горячекатаная; класса С60—14ХГС термообработанная, 12ХГ2СМФ и 15ХГ2СФМР горячекатаные; класса С75—12ХГ2СМФ и 15ХГ2СФМР термообработанные.

Термообработанная сталь повышенной прочности класса С30 может эффективно применяться в конструкциях промышленных зданий при обычных пролетах и нагрузках.

Термообработанные стали высокой прочности {классов С45, С50, С60, С75} могут применяться в тяжелых конструкциях в сочетании с второстепенными элементами из менее прочных сталей и в решетчатых конструкциях в виде тонкостенных замкнутых профилей или труб. Исследования свойств этих сталей еще не закончены, и поэтому область их применения пока регламентирована недостаточно четко.