Строительные низколегированные стали

Строительные стали (building steel) содержат относительно низкие количества углерода: 0,1-0,25 %. По сравнению с углеродистыми сталями они обладают более высокой прочностью. Такая прочность  строительных низколегированных сталей достигается упрочнением феррита за счет легирования сравнительно малыми количествами кремния и марганца, а также хрома, никеля, меди и других элементов.

Строительные стали используются в горячекатаном или нормализованном состоянии:

  • для армирования железобетона;
  • для изготовления сварных конструкций в строительстве;
  • мостостроении;
  • вагоностроении;
  • сельскохозяйственном машиностроении;
  • корпусов судов в судостроении;
  • для изготовления магистральных нефтепроводов и газопроводов.


Детали строительных конструкций как правило соединяют сваркой, поэтому основным требованием к строительным сталям является хорошая свариваемость. Сталь при сварке не должна давать горячих и холодных трещин и свойства сварного соединения (металла, шва и зоны термического влияния) не должны существенно отличаться от свойств основного металла.
Склонность стали к образованию горячих и холодных трещин зависит от содержания углерода. Горячие трещины появляются в сварном шве во время кристаллизации. Появлению горячих трещин способствует расширение интервала кристаллизации металла шва. Интервал кристаллизации увеличивается с ростом содержания углерода. Металл шва и околошовной зоны нагревается выше критических точек. При охлаждении будет протекать процесс распада аустенита, сопровождающийся объемными изменениями. Чем выше содержание углерода, тем значительнее объемные изменения и соответственно выше опасность образования холодных трещин. Именно поэтому стали, используемые в производстве строительных конструкций, не должны содержать более 0,25 % С.

Строительные углеродистые стали обыкновенного качества марок Ст 2, Ст 3 обладают пределом текучести 240 МПа. При содержании 1,5 % Mn и 0,7 % Si предел текучести возрастает до 360 МПа, т. е. в 1,5 раза.

К низколегированным строительным сталям для строительных конструкций относятся стали марок 14Г2, 17ГС, 14ХГС, 15ХСНД. Сталь 15ХСНД, содержащая никель и медь, способна работать в конструкциях при температурах до -60 °С без перехода в хрупкое состояние. Кроме того, благодаря введению этих элементов увеличивается коррозионная стойкость стали в атмосферных условиях. Введение в стали небольших добавок ванадия и ниобия (до 0,1 %) совместно с азотом (0,015-0,025 %) обеспечивает дополнительное упрочнение. Это достигается за счет образования карбонитридов этих элементов и измельчения зерна. К сталям такого типа относят низколегированные стали марок 14Г2АФ, 17Г2АФБ и другие с пределом текучести 450 МПа после нормализаци.

Такие стали используют в строительстве и машиностроении в виде листов и сортового фасонного проката. Они используются для изготовления сварных конструкций без дополнительной термической обработки.
Использование в строительных конструкциях более прочных низколегированных сталей вместо углеродистых дает возможность снижать расход металла примерно на 12 %. Несмотря на несколько более высокую стоимость применение низколегированных сталей экономически целесообразно.