Обзор свойств стали A373 и основных применений

Сталь A373, классифицируемая как устаревший сорт конструкционной стали, в основном использовалась в строительстве зданий и мостов. Она относится к категории низкоуглеродистой мягкой стали, характеризующейся относительно низким содержанием легирующих элементов и отличной свариваемостью. Основными легирующими элементами в стали A373 являются углерод (C), марганец (Mn) и небольшие количества фосфора (P) и серы (S). Эти элементы способствуют основным свойствам стали, таким как прочность, пластичность и ударная вязкость.

Обширный обзор

Сталь A373 известна своими хорошими механическими свойствами, которые включают умеренную прочность на разрыв и предельную прочность, что делает ее подходящей для различных конструкционных применений. Внутренние характеристики стали A373 включают:

• Свариваемость: A373 демонстрирует отличную свариваемость, что позволяет легко изготавливать и собирать конструкции.
• Пластичность: Низкое содержание углерода обеспечивает хорошую пластичность, позволяя материалу деформироваться под напряжением без разрушения.
• Ударная вязкость: Сталь A373 сохраняет ударную вязкость при низких температурах, что критически важно для применения в холодном климате.

Преимущества:
- Экономичность: Сталь A373, как правило, дешевле, чем стали с высоким содержанием легирующих элементов, что делает ее экономически целесообразным вариантом для строительных проектов.
- Простота в обработке: Ее отличная свариваемость и обрабатываемость облегчают процессы изготовления.

Ограничения:
- Коррозионная стойкость: Сталь A373 имеет ограниченную коррозионную стойкость по сравнению со стальными сортами с высоким содержанием легирующих элементов, что требует применения защитных покрытий в коррозионных средах.
- Устаревание: Как устаревший сорт, A373 может не соответствовать современным инженерным стандартам или спецификациям, что ограничивает ее доступность и применение в новых проектах.

Исторически сталь A373 широко использовалась в середине 20 века для конструкционных применений. Однако с развитием технологий стали и введением новых сортов ее использование существенно сократилось.

Альтернативные названия, стандарты и эквиваленты

Стандартная организация	Обозначение/Сорт	Страна/Регион происхождения	Примечания/Комментарии
UNS	K02401	США	Ближайший эквивалент A36
ASTM	A373	США	Устаревший; заменен A992
AISI/SAE	-	-	-
EN	S235JR	Европа	Схожие свойства, более широко используется
DIN	St37-2	Германия	Сравнимо с A373 с незначительными отличиями

В таблице выше представлены некоторые стандарты и эквиваленты, связанные со сталью A373. Примечательно, что, хотя S235JR и St37-2 часто рассматриваются как эквиваленты, у них могут быть различные механические свойства и химические составы, которые могут повлиять на производительность в определенных применениях.

Ключевые свойства

Химический состав

Элемент (Символ и название)	Процентный диапазон (%)
C (Углерод)	0.10 - 0.20
Mn (Марганец)	0.60 - 0.90
P (Фосфор)	≤ 0.04
S (Сера)	≤ 0.05

Основные легирующие элементы в стали A373 играют решающую роль в определении ее свойств. Углерод увеличивает прочность и твердость, в то время как марганец улучшает закаляемость и ударную вязкость. Фосфор и сера, хотя и присутствуют в небольших количествах, могут негативно влиять на пластичность и ударную вязкость, если не контролировать.

Механические свойства

Свойство	Условие/Тепловая обработка	Типичное значение/Диапазон (Метрические - СИ единицы)	Типичное значение/Диапазон (Имперские единицы)	Справочный стандарт для метода испытаний
Прочность на разрыв	Отожженая	310 - 450 МПа	45 - 65 ksi	ASTM E8
Предельная прочность (смещение 0.2%)	Отожженая	205 - 275 МПа	30 - 40 ksi	ASTM E8
Удлинение	Отожженая	20 - 25%	20 - 25%	ASTM E8
Твердость (Бринелля)	Отожженая	120 - 160 HB	120 - 160 HB	ASTM E10
Ударная прочность	Charpy с V-образным вырезом, -20°C	27 Дж	20 ft-lbf	ASTM E23

Механические свойства стали A373 делают ее подходящей для конструкционных приложений, где требуются умеренная прочность и пластичность. Ее комбинация прочности на разрыв и предельной прочности позволяет выдерживать различные механические нагрузки, в то время как процент удлинения указывает на хорошую пластичность, необходимую для структурной целостности.

Физические свойства

Свойство	Условие/Температура	Значение (Метрические - СИ единицы)	Значение (Имперские единицы)
Плотность	Комнатная температура	7850 кг/м³	490 lb/ft³
Температура/Диапазон плавления	-	1425 - 1540 °C	2600 - 2800 °F
Температуропроводность	Комнатная температура	50 Вт/м·К	34.5 BTU·in/h·ft²·°F
Удельная теплоемкость	Комнатная температура	460 Дж/кг·К	0.11 BTU/lb·°F

Физические свойства стали A373, такие как плотность и температура плавления, критически важны для применения в условиях высокой температуры. Теплопроводность указывает на то, как хорошо материал может рассеивать тепло, что важно для конструкционных приложений, подвергающихся различным температурам.

Коррозионная стойкость

Коррозионный агент	Концентрация (%)	Температура (°C/°F)	Рейтинг стойкости	Примечания
Атмосферные	-	-	Удовлетворительная	Подвержена ржавчине
Хлориды	Низкая	20 - 60 °C	Poor	Риск коррозии проникновения
Кислоты	Умеренная	20 - 40 °C	Не рекомендуется	Высокая подверженность

Сталь A373 демонстрирует удовлетворительную стойкость к атмосферной коррозии, но подвержена ржавчине в условиях высокой влажности. Ее производительность в окружающей среде с высоким содержанием хлоридов плохая, что ведет к коррозии проникновения. По сравнению с нержавеющими сталями или более легированными сортами, коррозионная стойкость A373 ограничена, что требует применения защитных покрытий или обработок в коррозионных применениях.

Жаропрочность

Свойство/Предел	Температура (°C)	Температура (°F)	Примечания
Максимальная температура непрерывной эксплуатации	400 °C	752 °F	При превышении прочность может ухудшиться
Максимальная температура прерывистой эксплуатации	500 °C	932 °F	Только кратковременное воздействие
Температура корки	600 °C	1112 °F	Риск окисления при этой температуре

Сталь A373 может выдерживать умеренные температуры, но продолжительное воздействие высоких температур может привести к снижению механических свойств. Ее окислительная стойкость ограничена, что делает ее непригодной для применения при высоких температурах без защитных мер.

Свойства обработки

Свариваемость

Процесс сварки	Рекомендуемый наполнитель (классификация AWS)	Типовой защитный газ/флюс	Примечания
SMAW	E60XX	Аргон/CO2	Рекомендуется подогрев
GMAW	ER70S-6	Аргон/CO2	Хорошие характеристики слияния

Сталь A373 хорошо сваривается, что делает ее подходящей для различных процессов сварки. Рекомендуется предварительный подогрев для минимизации риска трещин при сварке. Выбор наполнителя может существенно повлиять на качество сварного соединения, и использование совместимого наполнителя является решающим для поддержания целостности сварного шва.

Обрабатываемость

Параметр обработки	[Сталь A373]	AISI 1212	Примечания/Советы
Индекс относительной обрабатываемости	70	100	A373 менее обрабатываема, чем 1212
Типовая скорость резания (торцевание)	30 м/мин	50 м/мин	Используйте острые инструменты для лучшей отделки

Сталь A373 обладает умеренной обрабатываемостью, которую можно улучшить с помощью правильного инструмента и условий резания. Важно использовать острые инструменты и соответствующие скорости резания для достижения оптимальных результатов.

Формуемость

Сталь A373 демонстрирует хорошую формуемость, позволяя проводить холодные и горячие формовочные процессы. Ее низкое содержание углерода способствует её способности формироваться без трещин. Однако необходимо следить за избытком упрочнения обработкой при холодном формовании, что может привести к увеличенной хрупкости.

Термическая обработка

Процесс обработки	Температурный диапазон (°C/°F)	Типичное время выдержки	Метод охлаждения	Основная цель / Ожидаемый результат
Отжиг	600 - 700 °C / 1112 - 1292 °F	1 - 2 часа	Воздух	Улучшение пластичности и снижение твердости
Нормализация	850 - 900 °C / 1562 - 1652 °F	1 - 2 часа	Воздух	Уточнение зернистой структуры

Процессы термической обработки, такие как отжиг и нормализация, могут значительно изменить микроструктуру стали A373, улучшая ее пластичность и ударную вязкость. Эти процессы помогают снять внутренние напряжения и улучшить общую производительность материала в конструкционных приложениях.

Типичные применения и конечные использования

Отрасль/Сектор	Конкретный пример применения	Ключевые свойства стали, используемые в этом приложении	Причина выбора (кратко)
Строительство	Каркас зданий	Хорошая свариваемость, умеренная прочность	Экономически целесообразный и простой в изготовлении
Инфраструктура	Мосты	Пластичность, ударная вязкость	Подходит для динамических нагрузок
Производство	Компоненты машин	Обрабатываемость, формуемость	Легко обрабатывается и формируется

Сталь A373 часто используется в строительстве и инфраструктурных проектах благодаря своей экономичности и простоте в изготовлении. Ее умеренная прочность и хорошая пластичность делают ее подходящей для применений, где важна структурная целостность.

Важные соображения, критерии выбора и дальнейшие подсказки

Особенность/Свойство	Сталь A373	Сталь A36	Сталь S235JR	Краткое примечание о плюсах/минусах или компромиссах
Ключевое механическое свойство	Умеренное	Умеренное	Умеренное	Похожие свойства между сортами
Ключевой аспект коррозии	Удовлетворительная	Удовлетворительная	Хорошая	S235JR предлагает лучшую коррозионную стойкость
Свариваемость	Отличная	Отличная	Хорошая	Все сорта свариваемы, но A373 превосходит
Обрабатываемость	Умеренная	Хорошая	Хорошая	A36 и S235JR могут быть легче обрабатываемы
Формуемость	Хорошая	Хорошая	Хорошая	Все сорта демонстрируют хорошую формуемость
Приблизительная относительная стоимость	Низкая	Низкая	Низкая	Стоимость сопоставима между сортами
Типичная доступность	Ограниченная	Широко доступна	Широко доступна	A373 менее распространена из-за устаревания

При выборе стали A373 для проекта важно учитывать ее механические свойства, коррозионную стойкость и доступность. Хотя она предлагает хорошую свариваемость и формуемость, ее ограниченная коррозионная стойкость может потребовать защитных мер в определенных средах. Кроме того, устаревание стали A373 может ограничить ее доступность по сравнению с более современными альтернативами, такими как A36 или S235JR, которые широко используются в современных инженерных приложениях.

В заключение, хотя сталь A373 имеет историческое значение и определенные преимущества, ее ограничения в коррозионной стойкости и доступности могут привести инженеров к рассмотрению более современных альтернатив для новых проектов.