BST 500 Сталь: Свойства и основные применения
Поделиться
Table Of Content
Table Of Content
Сталь BST 500, обычно называемая арматурой, является высокопрочной сталью, которая используется в основном в армированных бетонных конструкциях. Классифицируется как низкоуглеродная, высокопрочная деформированная сталь, BST 500 разработана для обеспечения превосходной прочности на растяжение и пластичности, что делает ее идеальным выбором для строительных и гражданских инженерных проектов. Основными легирующими элементами в BST 500 являются углерод, марганец и кремний, которые значительно влияют на механические свойства и характеристики в структурных приложениях.
Полный обзор
Сталь BST 500 характеризуется отличными механическими свойствами, включая высокую предельную прочность и удлинение, которые имеют важное значение для структурной целостности в строительстве. Сталь производится с использованием контролируемых прокатных процессов, которые улучшают ее механические свойства и обеспечивают однородность в производительности.
Ключевые характеристики:
- Высокая предельная прочность: Обычно около 500 МПа, что позволяет уменьшить поперечные сечения в структурных приложениях.
- Пластичность: Сталь демонстрирует хорошие свойства удлинения, позволяя ей выдерживать деформацию без растрескивания.
- Свариваемость: BST 500 можно сваривать с использованием соответствующих техник, хотя может потребоваться предварительный подогрев, чтобы избежать растрескивания.
Преимущества:
- Экономичность: Высокое отношение прочности к весу позволяет использовать меньше материала, снижая общие затраты на проект.
- Универсальность: Подходит для различных приложений, включая жилые, коммерческие и инфраструктурные проекты.
- Доступность: Широко производится и доступна во многих регионах, что делает ее обычным выбором среди инженеров.
Ограничения:
- Подверженность коррозии: Хотя она хорошо работает во многих условиях, BST 500 может требовать защитных покрытий в высококоррозийных условиях.
- Проблемы с сваркой: Требует тщательного рассмотрения во время сварки, чтобы предотвратить дефекты.
Исторически, BST 500 приобрела популярность в регионах с высокой сейсмической активностью благодаря своей способности поглощать энергию и сопротивляться растрескиванию под нагрузкой. Ее рыночная позиция сильна, особенно в развивающихся странах, где инфраструктурные проекты находятся на подъеме.
Альтернативные названия, стандарты и эквиваленты
| Стандартная организация | Обозначение/Группа | Страна/Регион происхождения | Заметки/Комментарии |
|---|---|---|---|
| UNS | S50000 | Международный | Ближайший эквивалент BST 500 |
| ASTM | A615 | США | Незначительные составные различия |
| EN | 10080 | Европа | Похожие свойства, но разные стандарты |
| JIS | G3112 | Япония | Эквивалент для деформированных прутков |
| ISO | 6935-2 | Международный | Общий стандарт для арматурной стали |
Хотя BST 500 сопоставима с другими марками, тонкие различия в химическом составе и механических свойствах могут повлиять на производительность в конкретных приложениях. Например, ASTM A615 может иметь вариации в содержании углерода, что может повлиять на свариваемость и пластичность.
Ключевые свойства
Химический состав
| Элемент (Символ и Название) | Диапазон содержания (%) |
|---|---|
| C (Углерод) | 0.20 - 0.25 |
| Mn (Марганец) | 0.50 - 0.80 |
| Si (Кремний) | 0.10 - 0.30 |
| P (Фосфор) | ≤ 0.04 |
| S (Сера) | ≤ 0.04 |
Основные легирующие элементы в BST 500 играют решающую роль:
- Углерод (C): Увеличивает прочность и твердость, но может уменьшить пластичность, если присутствует в избытке.
- Марганец (Mn): Улучшает закаляемость и прочность на растяжение, способствуя общей производительности стали.
- Кремний (Si): Выступает в качестве деоксиданта во время производства стали и может улучшить прочность.
Механические свойства
| Свойство | Состояние/Температура | Температура испытания | Типичное значение/Диапазон (метрическая система) | Типичное значение/Диапазон (имперская система) | Справочный стандарт для испытательного метода |
|---|---|---|---|---|---|
| Прочность на растяжение | Как прокатано | Комнатная температура | 500 - 600 МПа | 72.5 - 87.0 ksi | ASTM E8 |
| Предельная прочность (0.2% смещение) | Как прокатано | Комнатная температура | ≥ 500 МПа | ≥ 72.5 ksi | ASTM E8 |
| Удлинение | Как прокатано | Комнатная температура | ≥ 12% | ≥ 12% | ASTM E8 |
| Снижение площади | Как прокатано | Комнатная температура | ≥ 50% | ≥ 50% | ASTM E8 |
| Твердость | Как прокатано | Комнатная температура | 200 - 250 HB | 200 - 250 HB | ASTM E10 |
Сочетание высокой прочности на растяжение и предельной прочности, наряду с хорошим удлинением, делает BST 500 подходящей для приложений, требующих значительных механических нагрузок, таких как в сейсмических зонах или в сооружениях с тяжелыми нагрузками.
Физические свойства
| Свойство | Состояние/Температура | Значение (метрическая система) | Значение (имперская система) |
|---|---|---|---|
| Плотность | Комнатная температура | 7850 кг/м³ | 490 фунтов/фут³ |
| Температура плавления | - | 1425 - 1540 °C | 2600 - 2800 °F |
| Теплопроводность | Комнатная температура | 50 Вт/м·К | 34.5 BTU·дюйм/ч·фут²·°F |
| Удельная теплоемкость | Комнатная температура | 0.49 кДж/кг·К | 0.12 BTU/фунт·°F |
| Электрическое сопротивление | Комнатная температура | 0.000001 Ом·м | 0.0000006 Ом·фут |
Плотность BST 500 делает ее прочным выбором для конструктивных приложений, в то время как ее теплопроводность и удельная теплоемкость важны для приложений, связанных с колебаниями температуры.
Устойчивость к коррозии
| Коррозионный агент | Концентрация (%) | Температура (°C) | Рейтинг устойчивости | Заметки |
|---|---|---|---|---|
| Хлориды | Различается | Окружение | Умеренная | Риск образования ямок |
| Серная кислота | Низкая | Окружение | Плохая | Не рекомендуется |
| Щелочные растворы | Различается | Окружение | Хорошая | Умеренная устойчивость |
BST 500 обладает умеренной устойчивостью к хлоридам, что делает ее подходящей для прибрежных приложений, но подвержена коррозии в кислых условиях. По сравнению с другими марками стали, такими как A615, BST 500 может требовать дополнительных защитных мер в высококоррозийных условиях.
Устойчивость к перепадам температур
| Свойство/Предел | Температура (°C) | Температура (°F) | Заметки |
|---|---|---|---|
| Максимальная температура непрерывной эксплуатации | 400 °C | 752 °F | Подходит для конструктивного использования |
| Максимальная температура прерывистой эксплуатации | 500 °C | 932 °F | Только краткосрочное воздействие |
| Температура отслаивания | 600 °C | 1112 °F | Риск окисления |
При повышенных температурах BST 500 сохраняет свою структурную целостность до 400 °C, что делает ее подходящей для приложений, где важен тепловой стресс. Однако необходимо избегать длительного воздействия температур выше этого предела, так как это может привести к окислению и потере механических свойств.
Свойства обработки
Свариваемость
| Процесс сварки | Рекомендуемый наполнитель (классификация AWS) | Типичный защитный газ/флюс | Заметки |
|---|---|---|---|
| SMAW | E7018 | Аргон/CO2 | Рекомендуется подогрев |
| GMAW | ER70S-6 | Аргон/CO2 | Хорошая проникаемость |
BST 500 можно сваривать с использованием различных методов, включая сварку защищенной металлической дугой (SMAW) и сварку газовой металлической дугой (GMAW). Часто рекомендуется предварительный подогрев, чтобы минимизировать риск растрескивания, особенно в более толстых секциях.
Обрабатываемость
| Параметр обработки | BST 500 | AISI 1212 | Заметки/Советы |
|---|---|---|---|
| Относительный индекс обрабатываемости | 60% | 100% | Умеренная обрабатываемость |
| Типичная скорость резания | 20 м/мин | 30 м/мин | Используйте карбидные инструменты для достижения наилучших результатов |
BST 500 имеет умеренную обрабатываемость, которую можно улучшить с помощью правильного инструмента и скорости резания. Тщательный выбор параметров обработки необходим для достижения желаемой отделки поверхности.
Формуемость
BST 500 демонстрирует хорошую формуемость, позволяя как холодные, так и горячие процессы формовки. Сталь может быть изгибаема и формируемая без значительного риска растрескивания, хотя следует учитывать минимальный радиус изгиба, чтобы избежать упрочнения.
Термическая обработка
| Процесс обработки | Диапазон температуры (°C/°F) | Типичное время выдержки | Метод охлаждения | Основная цель / Ожидаемый результат |
|---|---|---|---|---|
| Отжиг | 600 - 700 °C / 1112 - 1292 °F | 1 - 2 часа | Воздух или вода | Улучшение пластичности и снижение твердости |
| Закалка и отпуск | 800 - 900 °C / 1472 - 1652 °F | 1 час | Масло или воздух | Увеличение прочности и прочности |
Процессы термической обработки, такие как отжиг и закалка, могут значительно изменить микроструктуру BST 500, улучшая ее механические свойства. Во время отжига сталь становится более пластичной, в то время как закалка увеличивает ее прочность.
Типичные применения и конечные использования
| Отрасль/Сектор | Пример конкретного применения | Ключевые свойства стали, использованные в этом приложении | Причина выбора |
|---|---|---|---|
| Строительство | Армированные бетонные балки | Высокая предельная прочность, пластичность | Структурная целостность |
| Инфраструктура | Мосты | Высокая прочность на растяжение, коррозионная стойкость | Нагрузочная способность |
| Жилая застройка | Фундаменты | Экономическая эффективность, доступность | Экономическая жизнеспособность |
Другие применения включают:
- Многоэтажные здания: Предоставление структурной поддержки.
- Дороги и автомагистрали: Увеличение прочности и распределения нагрузки.
- Установки по очистке воды: Обеспечение устойчивости к различным экологическим факторам.
BST 500 выбирается для этих приложений благодаря высокому отношению прочности к весу и способности выдерживать значительные нагрузки, что делает ее идеальной для критически важных структурных компонентов.
Важные моменты, критерии выбора и дальнейшие сведения
| Особенность/Свойство | BST 500 | A615 | S50000 | Краткая записка о плюсах/минусах или компромиссе |
|---|---|---|---|---|
| Ключевое механическое свойство | Высокая предельная прочность | Умеренная предельная прочность | Высокая предельная прочность | BST 500 предлагает превосходную прочность |
| Ключевой аспект коррозии | Умеренная устойчивость | Умеренная устойчивость | Умеренная устойчивость | Схожая производительность в коррозионных средах |
| Свариваемость | Хорошая | Умеренная | Хорошая | Предварительный подогрев может быть необходим для BST 500 |
| Обрабатываемость | Умеренная | Высокая | Умеренная | A615 легче обрабатывать |
| Формуемость | Хорошая | Умеренная | Хорошая | BST 500 легко формуется |
| Приблизительная относительная стоимость | Умеренная | Низкая | Умеренная | Экономически эффективно для высокопрочных приложений |
| Типичная доступность | Высокая | Высокая | Умеренная | Широко доступна во многих регионах |
При выборе BST 500 следует учитывать ее механические свойства, экономическую эффективность и доступность. Хотя она предлагает отличные характеристики для структурных приложений, инженеры также должны учитывать специфические условия среды и потенциальные коррозионные риски, связанные с предполагаемым использованием.
В заключение, сталь BST 500 является универсальным и прочным материалом, который соответствует требованиям современного строительства и инженерии. Уникальное сочетание ее свойств делает ее предпочтительным выбором для широкого спектра приложений, обеспечивая безопасность и долговечность в структурных проектах.