Свойства стали St 37 и ключевые области применения

Сталь St 37, также известная как S235JR, является низкоуглеродной конструкционной сталью, широко используемой в строительстве и инженерных приложениях. Классифицируемая как неконтрастная конструкционная сталь, она в основном состоит из железа с небольшим процентом углерода, обычно около 0,17% до 0,20%. Низкое содержание углерода способствует отличной свариваемости и обрабатываемости, что делает её предпочтительным выбором для различных конструкционных компонентов.

Обширный обзор

Сталь St 37 отличается хорошими механическими свойствами, включая умеренную прочность на растяжение и предел текучести, что делает её подходящей для различных конструкционных приложений. Основные легирующие элементы в стали St 37 включают марганец, который улучшает закаливаемость и прочность, и кремний, который повышает устойчивость к окислению. Природные свойства стали включают хорошую пластичность, стойкость и свариваемость, что позволяет легко формировать и обрабатывать её в различные конструкционные элементы.

Преимущества (плюсы)	Недостатки (минусы)
Отличная свариваемость	Ограниченная устойчивость к коррозии
Хорошая обрабатываемость	Низкая прочность по сравнению с сталями более высокого класса
Экономичная	Не подходит для высокотемпературных приложений
Разнообразные применения	Подвержена питтингу в коррозионных средах

Исторически сталь St 37 была основным материалом в строительной промышленности, особенно в Европе, благодаря своему балансу прочности и пластичности. Её обычные применения варьируются от балок и колонн в зданиях до рам для машин и транспортных средств. Рыночная позиция стали остается сильной благодаря её широкому присутствию и экономичности.

Альтернативные названия, стандарты и эквиваленты

Стандартная организация	Обозначение/Группа	Страна/Регион происхождения	Примечания/Заметки
EN	S235JR	Европа	Ближайший эквивалент St 37
DIN	St 37	Германия	Историческое обозначение
ASTM	A36	США	Похожие свойства, но с другой химической композицией
JIS	SS400	Япония	Сопоставимо, но может иметь другую предельную прочность
ISO	S235	Международный	Общий эквивалент, аналогичные применения

Хотя сталь St 37 и её эквиваленты, такие как S235JR и A36, часто считаются взаимозаменяемыми, тонкие различия в химическом составе и механических свойствах могут влиять на производительность в конкретных приложениях. Например, A36 может иметь несколько более высокую предельную прочность, что делает её более подходящей для определенных конструкционных приложений.

Ключевые свойства

Химический состав

Элемент (символ и наименование)	Процентный диапазон (%)
C (Углерод)	0,12 - 0,20
Mn (Марганец)	0,30 - 0,60
Si (Кремний)	0,10 - 0,40
P (Фосфор)	≤ 0,045
S (Сера)	≤ 0,045

Основная роль углерода в стали St 37 заключается в повышении прочности и твердости. Марганец улучшает закаливаемость и прочность, в то время как кремний способствует устойчивости к окислению. Низкие уровни фосфора и серы помогают сохранять пластичность и свариваемость.

Механические свойства

Свойство	Условие/Температура	Температура испытания	Типичное значение/Диапазон (метрические единицы)	Типичное значение/Диапазон (имперские единицы)	Ссылочный стандарт для метода испытания
Прочность на растяжение	Отожженная	Комнатная температура	370 - 510 МПа	54 - 74 ksi	ASTM E8
Предел прочности (0,2% смещение)	Отожженная	Комнатная температура	235 МПа	34 ksi	ASTM E8
Удлинение	Отожженная	Комнатная температура	20%	20%	ASTM E8
Твердость (Бринелля)	Отожженная	Комнатная температура	120 - 160 HB	120 - 160 HB	ASTM E10
Ударная прочность	Шарпи V-образный	-20°C (-4°F)	≥ 27 J	≥ 20 ft-lbf	ASTM E23

Сочетание умеренной прочности на растяжение и предела текучести, а также хорошей пластичности делает сталь St 37 подходящей для конструкционных приложений, где важны несущая способность и гибкость. Её ударная прочность при низких температурах обеспечивает производительность в холодных условиях.

Физические свойства

Свойство	Условие/Температура	Значение (метрические единицы)	Значение (имперские единицы)
Плотность	Комнатная температура	7,85 г/см³	0,284 фунт/дюйм³
Точка плавления	-	1420 - 1540 °C	2590 - 2810 °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	0,0000017 Ом·м	0,0000017 Ом·дюйм

Плотность стали St 37 указывает на её вес, что критически важно для конструкционных расчетов. Теплопроводность свидетельствует о хороших свойствах теплоотведения, в то время как удельная теплоемкость указывает, сколько энергии требуется для повышения её температуры, что актуально в приложениях, связанных с колебаниями температуры.

Устойчивость к коррозии

Коррозионный агент	Концентрация (%)	Температура (°C/°F)	Рейтинг устойчивости	Примечания
Атмосферный	Меняется	Окружающая	Умеренная	Подвержена ржавчине
Хлориды	Меняется	Окружающая	Плохая	Риск питтинга
Кислоты	Меняется	Окружающая	Плохая	Не рекомендуется
Щелочные	Меняется	Окружающая	Умеренная	Умеренная устойчивость

Сталь St 37 обладает ограниченной устойчивостью к коррозии, особенно в средах, богатых хлоридами, где может происходить питтинг. По сравнению с нержавеющими сталями, такими как AISI 304, которые предлагают отличную устойчивость к коррозии, St 37 менее подходит для приложений, подверженных воздействию жестких условий. По сравнению с другими углеродными сталями, она показывает удовлетворительные результаты, но требует защитных покрытий или обработок в коррозионных условиях.

Устойчивость к нагреванию

Свойство/Ограничение	Температура (°C)	Температура (°F)	Примечания
Макс. температура непрерывной эксплуатации	400 °C	752 °F	Ограниченная устойчивость к окислению
Макс. температура периодической эксплуатации	450 °C	842 °F	Риск образования корки
Температура образования корки	600 °C	1112 °F	Начинает терять прочность

При повышенных температурах сталь St 37 может подвергаться окислению и образованию корки, что может comprometировать её структурную целостность. Её производительность уменьшается при температуре выше 400 °C, что делает её неподходящей для высокотемпературных применений, таких как сосуды под давлением или теплообменники.

Свойства обработки

Свариваемость

Процесс сварки	Рекомендуемый filler metal (классификация AWS)	Типичен газ/флюс	Примечания
MIG	ER70S-6	Смесь аргона и CO2	Хорошие результаты с правильной техникой
TIG	ER70S-2	Аргон	Отлично для тонких секций
SMAW	E7018	-	Требуется подогрев для толстых секций

Сталь St 37 известна своей отличной свариваемостью, что делает её подходящей для различных сварочных процессов. Для толстых секций может потребоваться подогрев, чтобы избежать трещин. Постсварочная термическая обработка может повысить механические свойства сварных швов.

Обрабатываемость

Параметр обработки	Сталь St 37	AISI 1212	Примечания/Советы
Индекс относительной обрабатываемости	70%	100%	Хорошо для общей обработки
Типичная скорость резания (Торцовка)	80 м/мин	120 м/мин	Регулируйте в зависимости от износа инструмента

Сталь St 37 предлагает хорошую обрабатываемость, хотя она не такая же легкообрабатываемая, как некоторые высокоуглеродные стали. Оптимальные скорости резания и инструменты должны применяться для достижения лучших результатов.

Формуемость

Сталь St 37 проявляет хорошую формуемость, что позволяет использовать её в холодных и горячих формовочных процессах. Она может быть согнута, выштампована и сформирована без значительного риска образования трещин. Эффект упрочнения при работе следует учитывать при обширных формовочных операциях.

Термическая обработка

Процесс обработки	Температурный диапазон (°C/°F)	Типичное время выдержки	Способ охлаждения	Основная цель / Ожидаемый результат
Отжиг	600 - 700 °C / 1112 - 1292 °F	1 - 2 часа	Воздух или вода	Умягчение, улучшенная пластичность
Нормализация	850 - 900 °C / 1562 - 1652 °F	1 - 2 часа	Воздух	Уточненная структура зерна
Закалка	800 - 850 °C / 1472 - 1562 °F	30 минут	Вода или масло	Увеличенная твердость

Процессы термической обработки, такие как отжиг и нормализация, могут значительно изменить микроструктуру стали St 37, улучшая её механические свойства. Отжиг смягчает сталь, а нормализация уточняет структуру зерна, повышая прочность и стойкость.

Типичные применения и конечные области использования

Отрасль/Сектор	Пример конкретного применения	Ключевые свойства стали, используемые в этом применении	Причина выбора (кратко)
Строительство	Конструктивные балки	Хорошая прочность, свариваемость	Экономически эффективная и универсальная
Автомобильная промышленность	Компоненты шасси	Пластичность, обрабатываемость	Легкая и прочная
Машиностроение	Рамы и опоры	Устойчивость, формуемость	Легкость в изготовлении
Судостроение	Корпусы судов	Устойчивость к коррозии (с покрытиями)	Надежная и долговечная

Другие применения включают:

• • Мосты и эстакады
• • Каркасы промышленного оборудования
• • Сельскохозяйственная техника

Сталь St 37 выбирается для этих приложений из-за её баланса прочности, пластичности и экономичности, что делает её идеальной для конструкционных компонентов, требующих надежной производительности.

Важные аспекты, критерии выбора и дополнительные сведения

Особенность/Свойство	Сталь St 37	Сталь A36	Сталь S235JR	Краткая заметка о преимуществах/недостатках или компромиссах
Ключевое механическое свойство	Умеренное	Умеренное	Умеренное	Похожие характеристики по всем классам
Ключевой аспект коррозии	Умеренная	Умеренная	Умеренная	Все требуют защитных мер
Свариваемость	Отличная	Хорошая	Отличная	St 37 и S235JR превосходят в сварке
Обрабатываемость	Хорошая	Отличная	Хорошая	A36 легче обрабатывать
Формуемость	Хорошая	Хорошая	Хорошая	Все классы формуемы
Приблизительная относительная стоимость	Низкая	Низкая	Низкая	Экономически эффективные варианты
Типичная доступность	Высокая	Высокая	Высокая	Широко доступно

При выборе стали St 37 стоит учитывать её экономичность, доступность и пригодность для конкретных приложений. Хотя она обладает хорошими механическими свойствами, её ограниченная коррозионная устойчивость может потребовать защитных покрытий в определенных условиях. Кроме того, её свариваемость и обрабатываемость делают её универсальным выбором для различных инженерных приложений.

В заключение, сталь St 37 является надежной и широко используемой конструкционной сталью, предлагающей баланс прочности, пластичности и экономичности. Её применения охватывают несколько отраслей, делая её основным материалом в современном инженерии и строительстве.