GR350 Сталь: Обзор свойств и ключевых приложений

Сталь GR350 представляет собой марку строительной стали, широко используемую в Австралии, классифицируемую как сталь углеродная средней прочности. Она прежде всего характеризуется хорошей свариваемостью, формуемостью и механическими свойствами, что делает ее подходящей для различных инженерных приложений. Основными легирующими элементами стали GR350 являются углерод, марганец и кремний, которые значительно влияют на прочность, пластичность и ударную вязкость.

Общая информация

Сталь GR350 классифицируется как сталь строительная средней углеродности, обычно содержащая примерно от 0,20% до 0,25% углерода, вместе с другими легирующими элементами, такими как марганец (до 1,5%) и кремний (до 0,5%). Содержание углерода обеспечивает прочность и твердость, в то время как марганец улучшает закаляемость и ударную вязкость. Кремний способствует обезуглероживанию при производстве стали и улучшает прочность.

Наиболее значительными характеристиками стали GR350 являются высокая предельная прочность (около 350 МПа), хорошая пластичность и отличная свариваемость. Эти свойства делают ее идеальным выбором для строительных приложений, включая балки, колонны и конструкции в зданиях и мостах.

Преимущества и недостатки

Преимущества	Недостатки
Высокое соотношение прочности к массе	Подвержена коррозии без надлежащей обработки
Отличная свариваемость	Ограниченная эффективность при высокой температуре
Хорошая пластичность и ударная вязкость	Может потребовать предварительного нагрева для толстостенных секций
Экономически эффективна для строительных приложений	Не подходит для сильно коррозийных сред

Сталь GR350 занимает значительное место на австралийском рынке, широко используется в строительстве и производстве. Ее историческое значение заключается в ее роли в развитии надежной инфраструктуры по всей Австралии.

Альтернативные названия, стандарты и эквиваленты

Стандартная организация	Обозначение/Класс	Страна/Регион происхождения	Примечания
UNS	G350	Австралия	Ближайший эквивалент S235 в Европе
AS/NZS	3678-250	Австралия	Широко используется в строительных приложениях
ASTM	A36	США	Сходные механические свойства, но другая химическая состав
EN	S235JR	Европа	Сравнимо, но с другими требованиями к предельной прочности

Хотя GR350 часто сравнивается с марками, такими как S235 и A36, важно отметить, что GR350 обычно имеет более высокую предельную прочность и лучшую ударную вязкость, что делает ее более подходящей для нагружаемых строительных приложений.

Ключевые свойства

Химический состав

Элемент (Символ и название)	Процентный диапазон (%)
C (Углерод)	0,20 - 0,25
Mn (Марганец)	1,0 - 1,5
Si (Кремний)	0,1 - 0,5
P (Фосфор)	≤ 0,04
S (Сера)	≤ 0,04

Основные легирующие элементы в стали GR350 играют важные роли:
- Углерод: Увеличивает прочность и твердость.
- Марганец: Улучшает ударную вязкость и закаляемость.
- Кремний: Повышает прочность и действует как обезуглероживатель.

Механические свойства

Свойство	Условие/Температура	Температура испытания	Типичное значение/Диапазон (метрические)	Типичное значение/Диапазон (имперские)	Справочный стандарт для метода тестирования
Предельная прочность (сдвиг 0,2%)	Отожженная	Комнатная температура	350 МПа	50,8 ksi	ASTM E8
Удлинение	Отожженная	Комнатная температура	20%	20%	ASTM E8
Твердость (Бринелля)	Отожженная	Комнатная температура	130 - 160 HB	130 - 160 HB	ASTM E10
Ударная вязкость	Шарпей с V-образным вырезом	-20°C	27 Дж	20 ft-lbf	ASTM E23

Сочетание этих механических свойств делает сталь GR350 подходящей для приложений, требующих высокой прочности и хорошей пластичности, таких как конструктивные элементы, подвергающиеся динамическим нагрузкам.

Физические свойства

Свойство	Условие/Температура	Значение (метрическое)	Значение (имперское)
Плотность	Комнатная температура	7850 кг/м³	490 фунтов/фт³
Температура плавления	-	1425 - 1540 °C	2600 - 2800 °F
Теплопроводность	Комнатная температура	50 Вт/м·K	34,5 BTU·in/h·ft²·°F
Удельная теплоемкость	Комнатная температура	460 Дж/кг·K	0,11 BTU/фунт·°F

Ключевые физические свойства, такие как плотность и теплопроводность, имеют значение для приложений, где вес и теплоотвод являются критическими факторами, такими как в конструктивных элементах, подвергающихся различным температурам.

Коррозионная стойкость

Коррозионный агент	Концентрация (%)	Температура (°C/°F)	Рейтинг стойкости	Примечания
Хлориды	Разные	Окружающая	Умеренная	Риск точечной коррозии
Кислоты	Разные	Окружающая	Плохая	Не рекомендуется
Щелочные растворы	Разные	Окружающая	Хорошая	Умеренная стойкость

Сталь GR350 демонстрирует умеренную коррозионную стойкость, особенно в атмосферных условиях. Однако она подвержена точечной коррозии в хлоридных средах и должна быть защищена покрытиями или галвинированием в коррозионных приложениях. По сравнению с нержавеющими сталям, такими как 304 или 316, коррозионная стойкость GR350 значительно ниже, что делает ее менее подходящей для морских или сильно коррозионных условий.

Тепловая стойкость

Свойство/Предел	Температура (°C)	Температура (°F)	Примечания
Максимальная температура непрерывной эксплуатации	400 °C	752 °F	Подходит для строительных приложений
Максимальная температура прерывистой эксплуатации	500 °C	932 °F	Только кратковременное воздействие
Температура окисления	600 °C	1112 °F	Риск окисления выше этой температуры

При повышенных температурах сталь GR350 сохраняет свою прочность, но может подвергаться окислению. Не рекомендуется для приложений, требующих длительного воздействия высоких температур, поскольку ее механические свойства могут ухудшаться.

Свойства обработки

Свариваемость

Процесс сварки	Рекомендуемый наполнитель (классификация AWS)	Типичный защитный газ/флюс	Примечания
MIG	ER70S-6	Аргон + CO2	Хорошие результаты при правильной технике
TIG	ER70S-2	Аргон	Отлично подходит для тонких секций
SMAW	E7018	-	Рекомендуется предварительный нагрев для толстостенных секций

Сталь GR350 хорошо сваривается, что делает ее подходящей для различных процессов сварки. Для толстостенных секций может потребоваться предварительный нагрев, чтобы избежать трещин. Тепловая обработка после сварки может улучшить ударную вязкость швов.

Обрабатываемость

Параметр обработки	Сталь GR350	AISI 1212	Примечания/Советы
Индекс относительной обрабатываемости	70	100	Умеренная обрабатываемость
Типичная скорость резания	30 м/мин	50 м/мин	Настраивайте в зависимости от инструмента

Сталь GR350 имеет умеренную обрабатываемость, требуя соответствующих скоростей резания и инструментов для достижения оптимальных результатов. Износ инструмента может быть проблемой, поэтому рекомендуется использовать инструменты из быстрорежущей стали или карбидные инструменты.

Формуемость

Сталь GR350 демонстрирует хорошую формируемость, позволяя выполнять холодные и горячие формовочные процессы. Ее можно изгибать и формировать без значительного риска трещин, что делает ее подходящей для различных строительных приложений. Тем не менее, следует соблюдать осторожность с радиусами изгиба, чтобы избежать упрочнения.

Тепловая 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	Охлаждение воздухом	Увеличить пластичность и снизить твердость
Закалка	800 - 900 °C / 1472 - 1652 °F	30 минут	Вода/Масло	Увеличить твердость и прочность
Закалка	400 - 600 °C / 752 - 1112 °F	1 час	Охлаждение воздухом	Снизить хрупкость и улучшить ударную вязкость

Процессы термообработки, такие как отжиг и закалка, могут значительно изменить микроструктуру стали GR350, улучшая ее механические свойства. Отжиг улучшает пластичность, в то время как закалка снижает хрупкость после закалки.

Типичные применения и конечные использования

Отрасль/Сектор	Пример конкретного применения	Ключевые свойства стали, используемые в этом приложении	Причина выбора (кратко)
Строительство	Структурные балки	Высокая предельная прочность, хорошая свариваемость	Необходимо для несущих конструкций
Производство	Каркасы машин	Ударная вязкость, пластичность	Долговечность при динамических нагрузках
Автомобильная	Компоненты шасси	Высокое соотношение прочности к массе	Легкий, но прочный дизайн

Другие применения включают:
* Мосты и надземные переходы
* Промышленное оборудование
* Резервуары для хранения

Сталь GR350 выбирается для этих приложений благодаря своему сочетанию прочности, пластичности и экономической эффективности, что делает ее идеальной для структурной целостности и безопасности.

Важные соображения, критерии выбора и дополнительные сведения

Особенность/Свойство	Сталь GR350	Сталь S235	Сталь A36	Краткое примечание о плюсах/минусах или компромиссах
Предельная прочность	350 МПа	235 МПа	250 МПа	Высокая прочность у GR350
Коррозионная стойкость	Умеренная	Хорошая	Плохая	GR350 требует защитного покрытия
Свариваемость	Отличная	Хорошая	Умеренная	GR350 легче сваривать
Обрабатываемость	Умеренная	Хорошая	Отличная	GR350 менее обрабатываема
Формуемость	Хорошая	Хорошая	Умеренная	GR350 имеет лучшую формуемость
Приблизительная относительная стоимость	Умеренная	Низкая	Низкая	GR350 экономически эффективна для прочности
Типичная доступность	Высокая	Высокая	Высокая	Все марки доступны

При выборе стали GR350 важно учитывать ее механические свойства, экономическую эффективность и доступность. Необходимо оценить конкретные требования приложения, включая экологические факторы и условия нагрузки. Сталь GR350 особенно выгодна в приложениях, где прочность и свариваемость критически важны, в то время как ее ограничения по коррозионной стойкости должны быть устранены за счет защитных мер.