Сталь St 35: Обзор свойств и основных применений

Сталь St 35, классифицируемая как низкоуглеродистая мягкая сталь, в основном используется в производстве труб и трубок, особенно в немецком машиностроении. Этот сорт стали отличается отличной свариваемостью, умеренной прочностью и хорошей пластичностью, что делает его подходящим для различных применений, где эти свойства имеют решающее значение. Основным легирующим элементом в St 35 является углерод, его типичное содержание углерода составляет примерно от 0,05% до 0,15%. Это низкое содержание углерода способствует его ковкости и легкости обработки, а также обеспечивает достаточную прочность для конструкционных применений.

Обширный обзор

Сталь St 35 широко известна своей сбалансированностью прочности и пластичности, что важно в приложениях, требующих как жесткости, так и способности противостоять деформации. Низкое содержание углерода приводит к получению материала, который легко сварить и сформировать, что делает его предпочтительным выбором в строительстве трубопроводов и конструктивных компонентов.

Преимущества:
- Свариваемость: St 35 можно легко сваривать с использованием обычных методов, что является значительным преимуществом в производстве труб.
- Пластичность: Сталь демонстрирует хорошие свойства вытяжки, позволяя формировать ее в сложные формы без растрескивания.
- Согласие с затратами: Как низкоуглеродистая сталь, она, как правило, более доступна, чем стали с высоким содержанием легирующих элементов.

Ограничения:
- Прочность: Хотя она Adequate для многих приложений, St 35 не обладает высокопрочными характеристиками средне- или высокоуглеродистых сталей.
- Коррозионная стойкость: Она более подвержена коррозии по сравнению с нержавеющими сталями или легированными марками, что требует защитных покрытий в определенных условиях.

Исторически сталь St 35 была важной в развитии немецкой сталелитейной промышленности, особенно в производстве бесшовных труб и трубок для различных инженерных приложений. Ее рыночная позиция остается сильной благодаря своей универсальности и надежности в конструкционных приложениях.

Альтернативные названия, стандарты и эквиваленты

Стандартная организация	Обозначение/Сорт	Страна/Регион происхождения	Заметки/Примечания
DIN	St 35	Германия	Ближайший эквивалент AISI 1020
EN	S235JR	Европа	Похожие свойства, но выше предел прочности
UNS	G10350	США	Незначительные различия в составе
ASTM	A106 Gr. B	США	Используется для работы при высоких температурах
JIS	STK 400	Япония	Сравнимы по механическим свойствам

В приведенной выше таблице выделены несколько стандартов и эквивалентов для стали St 35. Примечательно, что хотя S235JR предлагает более высокую предельную прочность, более низкое содержание углерода в St 35 обеспечивает лучшую пластичность, что делает его более подходящим для приложений, требующих значительной формовки.

Ключевые свойства

Химический состав

Элемент (символ и название)	Процентный диапазон (%)
C (Углерод)	0.05 - 0.15
Mn (Марганец)	0.30 - 0.60
Si (Кремний)	0.10 - 0.40
P (Фосфор)	≤ 0.035
S (Сера)	≤ 0.025

Основные легирующие элементы в стали St 35 включают углерод, марганец и кремний. Углерод важен для увеличения прочности и твердости, в то время как марганец улучшает закаливаемость и прочность на растяжение. Кремний служит декоррозионным средством в процессе производства стали и способствует общей прочности.

Механические свойства

Свойство	Условие/Состояние	Типичное значение/Диапазон (метрическая - СИ единицы)	Типичное значение/Диапазон (имперские единицы)	Справочный стандарт для метода испытания
Прочность на растяжение	Отожженная	350 - 450 МПа	51 - 65 ksi	ASTM E8
Предел прочности (0.2% сдвиг)	Отожженная	200 - 250 МПа	29 - 36 ksi	ASTM E8
Удлинение	Отожженная	20 - 25%	20 - 25%	ASTM E8
Твердость (Бринелля)	Отожженная	120 - 160 HB	120 - 160 HB	ASTM E10
Ударная прочность	-40°C (-40°F)	27 Дж	20 ft-lbf	ASTM E23

Механические свойства стали St 35 говорят о ее пригодности для приложений, требующих умеренной прочности и хорошей пластичности. Комбинация прочности на растяжение и предела прочности делает ее идеальной для конструктивных компонентов, которые подвергаются динамическим нагрузкам.

Физические свойства

Свойство	Условие/Температура	Значение (метрическая - СИ единицы)	Значение (имперские единицы)
Плотность	Комнатная температура	7.85 г/см³	0.284 lb/in³
Температура плавления	-	1425 - 1540 °C	2600 - 2800 °F
Теплоп conductivity	Комнатная температура	50 Вт/м·К	34.5 BTU·in/(ч·ф²·°F)
Удельная теплоемкость	Комнатная температура	0.49 кДж/кг·К	0.12 BTU/фунт·°F
Коэффициент теплового расширения	Комнатная температура	11.5 x 10⁻⁶ /К	6.4 x 10⁻⁶ /°F

Плотность и температура плавления стали St 35 указывают на ее прочность, в то время как теплопроводность и удельная теплоемкость имеют значение для приложений, связанных с тепловой обработкой. Коэффициент теплового расширения критичен в приложениях, где происходят температурные колебания.

Коррозионная стойкость

Коррозионный агент	Концентрация (%)	Температура (°C/°F)	Рейтинг устойчивости	Заметки
Хлориды	3-5%	20-60°C (68-140°F)	Удовлетворительная	Риск кавитации
Кислоты	10%	20-40°C (68-104°F)	Плохая	Подвержена общей коррозии
Щелочные растворы	5-10%	20-60°C (68-140°F)	Удовлетворительная	Риск трещин от напряжения

Сталь St 35 демонстрирует умеренную коррозионную стойкость, особенно в средах с хлоридами и щелочными растворами. Она подвержена кавитации и трещинам от напряжения, особенно в условиях высокого напряжения. По сравнению с нержавеющими сталями, такими как AISI 304, которые предлагают отличную коррозионную стойкость, St 35 требует защитных покрытий или обработок в коррозионных средах.

Тепловая стойкость

Свойство/ограничение	Температура (°C)	Температура (°F)	Замечания
Макс. температура непрерывного обслуживания	400 °C	752 °F	Подходит для умеренных температур
Макс. температура прерывистого обслуживания	500 °C	932 °F	Только кратковременное воздействие
Температура растрескивания	600 °C	1112 °F	Риск окисления выше этой температуры

Сталь St 35 сохраняет свои механические свойства при повышенных температурах, но длительное воздействие выше 400 °C может привести к окислению и растрескиванию. Важно учитывать эти ограничения в приложениях, связанных с теплом.

Свойства обработки

Свариваемость

Процесс сварки	Рекомендуемый наполнитель (классификация AWS)	Типичный защитный газ/флюс	Заметки
MIG	ER70S-6	Смесь аргона и CO2	Хорошая проникаемость
TIG	ER70S-2	Аргон	Чистые сварочные швы, низкие деформации
SMAW	E7018	-	Подходит для более толстых секций

Сталь St 35 обладает высокой свариваемостью, что делает ее подходящей для различных процессов сварки. Предварительный подогрев может быть необходим для более толстых секций, чтобы избежать растрескивания. Термальная обработка после сварки может улучшить свойства зоны сварки.

Обрабатываемость

Параметр обработки	Сталь St 35	AISI 1212	Заметки/Советы
Индекс относительной обрабатываемости	70	100	Хорошая обрабатываемость, но требуется осторожность, чтобы избежать упрочнения
Типичная скорость резания (Торцевание)	80 м/мин	120 м/мин	Используйте острые инструменты для лучших результатов

Сталь St 35 предлагает хорошую обрабатываемость, хотя она может упрочняться, если не обращаться с ней должным образом. Оптимальные скорости резания и выбор инструмента критичны для достижения желаемой отделки поверхности.

Формуемость

Сталь St 35 подходит для процессов холодной и горячей формовки. Низкое содержание углерода позволяет значительно деформироваться без растрескивания, что делает ее идеальной для приложений, требующих сложных форм. Однако нужно быть осторожным, чтобы избежать чрезмерного упрочнения при холодной формовке.

Термическая обработка

Процесс обработки	Температурный диапазон (°C/°F)	Типичное время настаивания	Метод охлаждения	Основная цель / Ожидаемый результат
Отжиг	600 - 700 °C / 1112 - 1292 °F	1 - 2 часа	Воздух или вода	Омягчение, улучшенная пластичность
Нормализация	850 - 900 °C / 1562 - 1652 °F	1 - 2 часа	Воздух	Улучшение структуры зерна
Закалка	800 - 850 °C / 1472 - 1562 °F	30 минут	Масло или вода	Увеличение твердости

Процессы термической обработки, такие как отжиг и нормализация, необходимы для улучшения механических свойств стали St 35. Эти обработки улучшают микроструктуру, повышая прочность и пластичность.

Типичные применения и конечные назначения

Отрасль/Сектор	Пример конкретного применения	Ключевые свойства стали, используемые в этом приложении	Причина выбора (кратко)
Нефть и газ	Строительство трубопроводов	Хорошая свариваемость, умеренная прочность	Необходимо для безопасного транспортирования
Автомобильная	Компоненты шасси	Пластичность, формуемость	Позволяет создавать сложные формы
Строительство	Конструктивные балки	Прочность, согласие с затратами	Экономичность и надежность

Сталь St 35 широко используется в различных отраслях, включая нефтегазовую, автомобильную и строительную. Ее комбинация свойств делает ее универсальным выбором для приложений, требующих прочности, пластичности и легкости обработки.

Важные аспекты, критерии выбора и дополнительные сведения

Особенность/Свойство	Сталь St 35	S235JR	AISI 1020	Краткая информация о плюсах/минусах или компромиссах
Ключевое механическое свойство	Умеренная прочность	Выше предел прочности	Низкая прочность	S235JR предлагает лучшую несущую способность
Ключевой аспект коррозии	Удовлетворительная	Хорошая	Плохая	S235JR лучше противостоит коррозии
Свариваемость	Отличная	Хорошая	Хорошая	Все сорта свариваемые, но St 35 предпочтителен для удобства
Обрабатываемость	Хорошая	Удовлетворительная	Отличная	AISI 1020 легче обрабатывается
Формуемость	Отличная	Хорошая	Удовлетворительная	St 35 лучше подходит для формовки
Примерная относительная стоимость	Умеренная	Умеренная	Низкая	Стоимость варьируется в зависимости от рыночных условий
Типичная доступность	Высокая	Высокая	Высокая	Все сорта обычно доступны

При выборе стали St 35 учитываются ее механические свойства, коррозионная стойкость и характеристики обработки. Хотя она экономически выгодна и широко доступна, ее ограничения в прочности и коррозионной стойкости по сравнению с альтернативными сортами должны оцениваться в зависимости от конкретных требований приложений.

В заключение, сталь St 35 является надежным выбором для различных инженерных приложений, особенно в тех случаях, когда требуются умеренная прочность и отличная свариваемость. Ее историческое значение и продолжающаяся актуальность в современном производстве подчеркивают ее ценность в области материаловедения.