Сталь Fe 360 (S235JR): свойства и ключевые применения

Сталь Fe 360, также известная как S235JR, является низкоуглеродной конструкционной сталью, широко используемой в строительстве и инженерных приложениях. Она относится к категории неметаллических конструкционных сталей, специально классифицированных как мягкая сталь. Основным легирующим элементом в Fe 360 является углерод, содержание которого обычно составляет около 0.2% или менее, что способствует хорошей свариваемости и формуемости. Эта марка стали известна своими отличными механическими свойствами, включая хорошую прочность на растяжение и пластичность, что делает ее подходящей для различных конструктивных приложений.

Всеобъемлющий обзор

Сталь Fe 360 характеризуется балансом прочности и пластичности, что делает ее популярным выбором для конструктивных элементов в зданиях, мостах и других инфраструктурных проектах. Низкое содержание углерода улучшает ее свариваемость, что позволяет легко выполнять обработку и сборку. Сталь обладает хорошей устойчивостью к ударам и способна выдерживать умеренные нагрузки, что является важным для строительных приложений.

Преимущества стали Fe 360:
- Свариваемость: Отличная для сварки, что упрощает строительные процессы.
- Пластичность: Высокий процент удлинения позволяет деформироваться без разрушения.
- Экономичность: Обычно имеет более низкую стоимость по сравнению с высоколегированными сталями, что делает ее доступным вариантом для крупных проектов.

Ограничения стали Fe 360:
- Устойчивость к коррозии: Ограниченная устойчивость к коррозионным средам без защитных покрытий.
- Ограничения прочности: Не подходит для приложений, требующих высокой прочности или твердости по сравнению с высококачественными сталями.

Исторически сталь Fe 360 была основой строительной отрасли благодаря своим благоприятным свойствам и экономичности. Ее широкое использование сделало ее стандартным материалом во многих инженерных приложениях.

Альтернативные названия, стандарты и эквиваленты

Стандартная организация	Обозначение/Группа	Страна/Регион происхождения	Примечания/Комментарии
EN	S235JR	Европа	Ближайший эквивалент Fe 360
ASTM	A36	США	Незначительные составные различия
JIS	SS400	Япония	Аналогичные свойства, но более низкая прочность на сдачу
ISO	S235	Международный	Общий эквивалент, аналогичные приложения
DIN	St37-2	Германия	Историческое обозначение, аналогичные свойства

Хотя S235JR часто рассматривается как эквивалент других марок, таких как A36 и SS400, важно отметить, что тонкие различия в прочности на сдачу и ударной вязкости могут повлиять на производительность в конкретных приложениях. Например, A36 может иметь слегка более высокую прочность на сдачу, что делает ее предпочтительной для несущих приложений.

Ключевые свойства

Химический состав

Элемент (Символ и Название)	Процентный диапазон (%)
C (Углерод)	0.12 - 0.20
Si (Силикон)	0.10 - 0.40
Mn (Марганец)	0.40 - 1.20
P (Фосфор)	≤ 0.045
S (Сера)	≤ 0.045
Fe (Железо)	Остальное

Основные легирующие элементы в стали Fe 360 играют решающую роль в ее свойствах:
- Углерод (C): Повышает прочность и твердость, но может снижать пластичность при большом содержании.
- Марганец (Mn): Улучшает закаливаемость и прочность на растяжение, способствуя общей прочности стали.
- Силикон (Si): Действует как восстановитель во время производства стали и может повышать прочность.

Механические свойства

Свойство	Состояние/Температура	Типичное значение/Диапазон (Метрическая)	Типичное значение/Диапазон (Имперская)	Справочный стандарт для метода испытания
Прочность на растяжение	Как прокатано	360 - 510 Мпа	52 - 74 ksi	ASTM E8
Прочность на сдачу (0.2% смещение)	Как прокатано	235 МПа	34 ksi	ASTM E8
Удлинение	Как прокатано	20%	20%	ASTM E8
Снижение площади	Как прокатано	30%	30%	ASTM E8
Твердость (Бринелля)	Как прокатано	120 - 160 HB	120 - 160 HB	ASTM E10
Ударная прочность	Удар на шарпи с V-образным вырезом, -20°C	≥ 27 Дж	≥ 20 фунт-фут	ASTM E23

Механические свойства стали Fe 360 делают ее подходящей для различных конструктивных применений. Ее прочность на сдачу позволяет поддерживать значительные нагрузки, тогда как удлинение и снижение площади указывают на хорошую пластичность, что является важным для конструкций, которые могут испытывать динамические нагрузки или деформацию.

Физические свойства

Свойство	Состояние/Температура	Значение (Метрическая)	Значение (Имперская)
Плотность	Температура помещения	7850 кг/м³	490 фунт/фут³
Температура плавления	-	1425 - 1540 °C	2600 - 2800 °F
Теплопроводность	Температура помещения	50 Вт/м·К	34.5 BTU·дюйм/ч·фт²·°F
Удельная теплоемкость	Температура помещения	460 Дж/кг·К	0.11 BTU/фунт·°F
Электрическая проводимость	Температура помещения	0.0000017 Ω·м	0.0000017 Ω·фут

Плотность стали Fe 360 делает ее надежным выбором для конструктивных применений, тогда как ее теплопроводность и удельная теплоемкость важны для приложений, связанных с теплопередачей. Температура плавления указывает на то, что она может выдерживать высокие температуры во время процессов обработки.

Устойчивость к коррозии

Коррозионный агент	Концентрация (%)	Температура (°C)	Оценка стойкости	Примечания
Атмосферное	-	-	удовлетворительно	Уязвимость к ржавчине
Хлориды	3-5	20-60	Плохая	Риск питтинга коррозии
Кислоты	10-20	20-40	Не рекомендуется	Быстрое разрушение
Щелочи	5-10	20-60	Удовлетворительно	Умеренная устойчивость

Сталь Fe 360 демонстрирует умеренную устойчивость к атмосферной коррозии, но подвержена ржавлению без защитных покрытий. В хлоридных средах, таких как прибрежные зоны, риск питтинга коррозии возрастает значительно. По сравнению с нержавеющими сталями, устойчивость стали Fe 360 к коррозии ограничена, что делает ее менее подходящей для применения в сложных условиях.

Устойчивость к теплу

Свойство/Ограничение	Температура (°C)	Температура (°F)	Комментарии
Максимальная температура эксплуатации	400 °C	752 °F	Подходит для конструктивного использования
Максимальная прерывистая температура эксплуатации	500 °C	932 °F	Ограниченное воздействие
Температура окалинообразования	600 °C	1112 °F	Риск окисления

Сталь Fe 360 может выдерживать умеренные температуры, что делает ее подходящей для различных приложений. Однако, при повышенных температурах, она может испытывать окисление, что может повлиять на ее механические свойства. Следует быть осторожным в приложениях, связанных с высокой температурой, чтобы предотвратить деградацию.

Свойства соединения

Свариваемость

Процесс сварки	Рекомендуемый наполнитель (Классификация AWS)	Типичный защитный газ/флюс	Комментарии
Маг	ER70S-6	Аргон/CO2	Хорошо для тонких секций
ТИГ	ER70S-2	Аргон	Чистые сварки, низкая деформация
SMAW	E7018	-	Подходит для толстых секций

Сталь Fe 360 очень хорошо сваривается, что делает ее идеальной для строительных приложений. Для более толстых участков может потребоваться предварительный подогрев, чтобы избежать трещин. Послесварочная термообработка может улучшить свойства области сварного соединения, обеспечивая структурную целостность.

Обрабатываемость

Параметр обработки	Сталь Fe 360	Сталь AISI 1212	Комментарии/Советы
Индекс относительной обрабатываемости	70%	100%	Хорошая обрабатываемость, но медленнее
Типичная скорость резания (Т turning)	30 м/мин	50 м/мин	Используйте инструменты из быстрорежущей стали

Сталь Fe 360 предлагает разумную обрабатываемость, хотя она не так легко обрабатывается, как некоторые более легированные стали. Оптимальные скорости резания и инструменты могут улучшить производительность в процессе обработки.

Формуемость

Сталь Fe 360 демонстрирует отличную формуемость, позволяя выполнять холодные и горячие формовочные процессы. Ее пластичность позволяет сгибать и формовать ее без трещин, что делает ее подходящей для различных конструктивных компонентов. Минимальный радиус изгиба следует учитывать во время обработки, чтобы избежать уплотнения.

Термальная обработка

Процесс обработки	Температурный диапазон (°C)	Типичное время выдержки	Метод охлаждения	Основная цель / Ожидаемый результат
Отжиг	600 - 700	1 - 2 часа	Воздух	Улучшение пластичности и снижение твердости
Нормализация	850 - 900	1 - 2 часа	Воздух	Уточнение зерновой структуры
Закалка	800 - 900	30 мин	Вода/Масло	Увеличение твердости

Процессы термической обработки, такие как отжиг и нормализация, могут значительно повлиять на микроструктуру стали Fe 360, улучшая ее механические свойства. Отжиг повышает пластичность, в то время как нормализация уточняет зерновую структуру, что приводит к улучшению вязкости.

Типичные применения и конечные использования

Отрасль/Сектор	Конкретный пример применения	Ключевые свойства стали, используемые в этом применении	Причина выбора (Кратко)
Строительство	Балка и колонны	Высокая прочность, хорошая свариваемость	Структурная целостность
Автомобильная	Компоненты шасси	Пластичность, формуемость	Легкость и прочность
Машиностроение	Каркасы и опоры	Устойчивость к ударам, обрабатываемость	Долговечность под нагрузкой
Судостроение	Корпусные конструкции	Устойчивость к коррозии, свариваемость	Экономичный и надежный

Сталь Fe 360 обычно используется в строительстве для балок и колонн благодаря своей высокой прочности и хорошей свариваемости. В автомобильной промышленности она используется для компонентов шасси, где баланс веса и прочности имеет решающее значение.

Важные соображения, критерии выбора и дальнейшие сведения

Особенность/Свойство	Сталь Fe 360	Сталь A36	Сталь S235J2	Краткое примечание о плюсах/минусах или компромиссе
Прочность на сдачу	235 МПа	250 МПа	235 МПа	A36 имеет слегка более высокую прочность на сдачу
Устойчивость к коррозии	Удовлетворительная	Удовлетворительная	Хорошая	S235J2 предлагает лучшую устойчивость к коррозии
Свариваемость	Отличная	Хорошая	Отличная	Все марки свариваемы, но Fe 360 предпочтительнее
Обрабатываемость	Умеренная	Хорошая	Умеренная	A36 легче обрабатывается
Формуемость	Отличная	Хорошая	Отличная	Все марки имеют хорошую формуемость
Приблизительная относительная стоимость	Низкая	Низкая	Умеренная	Fe 360 обычно более экономична
Типичное наличие	Высокое	Высокое	Умеренное	Fe 360 широко доступна

При выборе стали Fe 360 для проекта важно учитывать такие факторы, как стоимость, доступность и конкретные механические свойства. Ее отличная свариваемость и формуемость делают ее предпочтительным выбором для многих конструктивных приложений. Однако для сред с более высоким риском коррозии альтернативные марки, такие как S235J2, могут быть более подходящими, несмотря на потенциально более высокие затраты.

В заключение, сталь Fe 360 (S235JR) является универсальной и широко используемой маркой конструкционной стали, которая предлагает баланс прочности, пластичности и экономичности, что делает ее надежным выбором для различных инженерных приложений.