Сталь 35 – расшифровка, химический состав, характеристики и сферы применения

Расшифровка и характеристики стали стали 35

Число 35 указывает на содержание углерода, который составляет 0.35% от сплава. Состояние стали по степени раскисления — спокойное. Количество добавок незначительное (не отражается в маркировке). По содержанию углерода сталь 35 относится к среднеуглеродистым сплавам, что характеризует ее как среднепрочную, текучую и пластичную. Повышение содержания углерода в стали приводит к изменению структуры, повышению твердости и прочности, но сопровождается снижением показателей пластичности и текучести.

Спокойная сталь это сплав с наименьшей концентрацией газов (кислорода, углекислого газа и азота) на момент затвердевания. Процедуру раскисления проводят на заключительных этапах производства стали с помощью раскислителей никеля и марганца. Раскислители вступают в реакцию и выводят растворенные газы, благодаря чему не образуются небольшие пузырьки и газовые раковины, металл получается однородным и прочным. Нераскисленная сталь называется кипящей, в маркировке кп. Частично раскисленная сталь называется полуспокойной, в маркировке пс.

Если никаких дополнительных обозначений в маркировке нет, значит, сталь по степени раскисления относится к спокойным.

Назначение и применение

Сталь 35 конструкционная сталь, это значит, что ее основное назначение изготовление конструкций, деталей и механизмов. Наибольшей популярностью она пользуется в строительстве и машиностроении. Применяется в основном для изготовления цельных изделий, эта особенность объясняется ограниченной свариваемостью стали 35. Практически не используется в качестве основного материала для крупногабаритных механизмов. Не применяется для изготовления деталей высокой прочности, испытывающих сильные напряжения. Из нее производят толстый и тонкий лист, крепежи, оси, коленчатые валы, шпиндели, диски, цилиндры, шатуны, тяги, червячные пары, траверсы, подушки, звездочки, втулки, уголки, толкатели, балки, пальцы, кулачки, вентили, ободы, бандажи и множество других деталей. Детали марки 35 используются в машиностроении, в качестве арматуры на АЭС, крепежных изделий на трубопроводах и котлах ТЭС, газовых/ паровых/ гидравлических турбинах.

Сталь 35 применяется при производстве ванн, раковин, трубопроводов и железобетонных плит хорошо поддается обработке резанием и ковкой.

Применение стали 35 для крепежа (ГОСТ 32569-2013)

Условия применения проката, поковок (штамповок) из стали 35 для изготовления корпусов, крышек, фланцев, мембран и узла затвора (ГОСТ 33260-2015)

Применение стали 35 для крепежных деталей арматуры (ГОСТ 33260-2015)

Применение стали 35 для шпинделей и штоков (ГОСТ 33260-2015)

Рекомендации по применению стали 35 для деталей арматуры и пневмоприводов, не работающих под давлением и не подлежащих сварке, предназначенных для эксплуатации в условиях низких температур (ГОСТ 33260-2015)

Пределы применения, виды обязательных испытаний и контроля стали 35 для фланцев для давления свыше 10 МПа (100 кгс/см2) (ГОСТ 32569-2013)

Обозначения:

Химический состав

На 97% сталь состоит из железа, остальное примеси и добавки. Самым важным компонентом является углерод, его концентрация определяет свойства стали. К легирующим добавкам относятся никель, марганец, кремний. Если их доля в составе существенна и может влиять на свойства металла, их указывают в марке, а стали с высоким содержанием данных элементов называют легированными. Стали с незначительным количеством легирующих добавок называют углеродистыми, это инструментальные или конструкционные стали без дополнительных обозначений в маркировке. В состав стали 30 кроме железа и углерода входят:

• кремний (до 0.37%) легирующая добавка, повышает прочность, упругость, окалиностойкость, устойчивость к воздействию кислот, магнитопроницаемость и электоросопротивление;
• марганец (до 0.8%) раскислитель, в значимых количествах способствует повышению прочности и твердости стали, негативно влияет на ее пластичность. В незначительных количествах не влияет на свойства стали;
• никель (до 0.25%) легирующий элемент, отвечает за устойчивость к коррозии, широко применяется в нержавеющих сталях, положительно влияет на характеристики металла пластичность, прочность, прокаливаемость;
• сера (до 0.04%) примесь, снижающая механические, физико-химические и другие показатели металла;
• фосфор (до 0.035%) примесь, снижающая пластичность стали, из-за фосфора металл становится красноломким и хладноломким (склонным к хрупкости при высоких и низких температурах);
• хром (до 0.25%) свойства хрома аналогично свойствам никеля это антикоррозионная легирующая добавка, увеличивающая показатели прочности, твердости и снижающая пластичность;
• медь (до 0.25%) повышает прочность и антикоррозионные свойства сплава;
• мышьяк (до 0.08%) примесь, по свойствам близкая к фосфору, но с меньшим негативным эффектом.

Массовая доля элементов не более, %:

Химический состав, основные характеристики

Уже в обозначении стали 35 – характеристики сплава. Простая цифровая информация указывает, пожалуй, на самое важное – процентное содержание углерода при незначительном объеме примесей, что и определяет целый ряд востребованных потребителем свойств.

Химические элементы в процентном соотношении распределены следующим образом: Fe – примерно 97, C – 0,32- 0,4, Si – 0,17- 0,37, Mn – 0,5-0,8. Ni, Cr, Cu составляют по 0,25, а вот P, S и As – соответственно, 0,035, 0,040 и 0,08.

Сталь 35, характеристики ее, обусловлены принадлежностью к классу среднеуглеродистых сплавов, куда также входят стали марок 30, 40, 45 и 50. Сырье отличается высокими прочностными свойствами, при этом не обладает ни пластичностью, ни вязкостью низколегированных сталей, что, впрочем, и не требуется. Механические свойства подробно расписаны в таблицах ГОСТа 1050-88

Плюсы и минусы

Достоинства и недостатки стали определяются ее механическими и технологическими характеристиками, ценой, сложностью производства. К главным достоинствам стали 35 относятся:

1. способность переносить высокие ударные нагрузки, что позволяет использовать сталь 35 в производстве крепежей;
2. сочетание невысокой пластичности с твердостью может быть недостатком в некоторых сферах применения стальных деталей, но в строительстве это качество с успехом применяется в жестких несущих конструкциях;
3. отсутствие склонности к образованию трещин;
4. доступная цена, обусловленная простотой производственного процесса и отсутствием дорогих легирующих добавок в составе;
5. достаточно широкий температурный диапазон применения от -40 до +425С.

Недостатки стали 35 следующие:

1. сфера применения сплава ограничена свариваемостью;
2. сталь 35 неустойчива к коррозии, требует нанесения защитного покрытия для эксплуатации в агрессивных средах;
3. при длительных механических нагрузках проявляется склонность к усталости.

Виды поставки

Сталь 35 поставляется в виде листового, сортового и фасонного проката, круга шлифованного, прутков, серебрянки, проволоки, лент и полос, листовой стали, поковок, труб. Точные данные приведены в таблице.

Виды поставки материала 35

Физические свойства

К основным физическим свойствам металла относятся теплопроводность, теплоемкость, модуль упругости, модуль сдвига, коэффициенты линейного и объемного расширения. Подробнее о физических свойствах стали 35 в таблицах ниже.

Модуль нормальной упругости Е, ГПа, при температуре испытаний, °С

Плотность ρ кг/см3 при температуре испытаний, °С

Коэффициент теплопроводности λ Вт/(м*К) при температуре испытаний, °С

Удельное электросопротивление ρ нОм*м, при температуре испытаний °С

Коэффициент линейного расширения α*106, К-1, при температуре испытаний, °С

Удельная теплоемкость c, Дж/(кг*К), при температуре испытаний, °С

Механические свойства при Т=20oС материала 35

Механические свойства стали 35 по ГОСТ 1050-2013

Предел выносливости

Ударная вязкость KCU

Твердость HB (по Бринелю)(ГОСТ 1050-2013)

Механические свойства проката

Механические свойства поковок (ГОСТ 8479-70)

Механические свойства в зависимости от температуры отпуска

Примечание. Заготовка диаметром 60 мм, закалка с 850 °С в воде.

Механические свойства при повышенных температурах

Механические свойства металлопродукции (ГОСТ 1050-2013)

ПРИМЕЧАНИЕ. По согласованию изготовителя с заказчиком для металлопродукции из стали марки 35 допускается снижение временного сопротивления на 20 Н/мм2, по сравнению с нормами, указанными в таблице, при одновременном повышении норм относительного удлинения на 2% (абс.).

Нормированные механические свойства калиброванной металлопродукции в нагартованном или термически обработанном состоянии (ГОСТ 1050-2013)

Механические свойства металлопродукции из стали 35 в зависимости от размера (ГОСТ 105-2013)

ПРИМЕЧАНИЕ.

1. Механические свойства, определяются на образцах, вырезанных из термически обработанных (закалка с отпуском) заготовок.
2. Знак «+» означает, что испытания проводят для набора статистических данных, результаты испытаний заносят в документ о качестве.
3. Значения механических свойств приведены для металлопродукции круглого сечения.

Стойкость стали 35 и ее сварных соединений против щелевой эрозии (ГОСТ 33260-2015)

Способы обработки стали 35

В процессе производства металлопроката, деталей сталь 35 подвергают:

• нормализации (отжигу);
• закалке с низким отпуском;
• закалке ТВЧ.

Сырье куют при температурном режиме от 1280 оС до 750 оС с последующим охлаждением, обрабатывают резанием, применяя технологию оптимального отжига, повышающего предел упругости сплава.

Что касается свариваемости, то в ГОСТе данную возможность классифицируют как ограниченную. Если сталь 20 сваривается без ограничений, за исключением деталей, прошедших химико-термическую подготовку, то марка стали 35 «более требовательна» — необходим подогрев и специальная термообработка. Основные рекомендуемые способы сваривания – РДС, ЭШС, АДС под флюсом с газовой защитой.

Сталь 35 (ГОСТ 1050-88) проходит закалку. По сути, это нагрев сплава до температуры выше критической или, как еще уточняют, температуры растворения избыточных фаз. В результате из структуры аустенита образуется неустойчивая, метастабильная структура мартенсит. Так, для стали 35 температура закалки составляет от 850 до 870 оС. После ее проведения твердость стали 35 – 45 HRC. Таблицы твердости проката после обработки ниже:

Для данной марки рекомендуют закалку с низким отпуском. Это означает, что обработку лучше проводить при температуре не выше 160 — 200 оС. При таких условиях происходит требуемое снижение закалочных напряжений, мартенсит превращается уже в отпущенный мартенсит без заметного снижения твердости стали 35, повышается ее прочность, улучшается вязкость.

О применении сплава

Сталь 35 (ГОСТ 1050-88), характеристики и ее основные эксплуатационные свойства неизменно востребованы многими строительными компаниями и организациями, машиностроительными и станко-инструментальными заводами.

Металлоконструкции, в том числе, и арматурные, фасонный прокат (круг, шестигранник ст35), а также валы различного назначения, оси и цилиндры, шестерни, шатуны и диски, шпиндели и траверсы – все это производят из конструкционной углеродистой качественной стали марки 35.

Здесь есть смысл заметить, что данный среднеуглеродистый сплав редко применяют при изготовлении некоторых крупногабаритных деталей и механизмов, поскольку сырье тяжело прокаливать. К тому же имеют место потери в механических показателях.

Виды поставки и ГОСТы

Твердость и плотность стали 35, ее практичность и невысокая стоимость оценена многими отечественными потребителями. Благодаря существованию стали 35 с ее характеристиками, пока еще ждут применения:

Фасонный прокат проверенного заводского качества, выполненный в соответствии с ГОСТами 2590-2006 (круг г/к ст. 35), 2879-2006, 2591-2006, 8509-93, 8240-97, 8510-86, 8239-89, 10702-78.

• листы толстые (ГОСТы 1577-93, 19903-74, 4041-71);
• листы тонкие (ГОСТ 16523-97);
• шлифованный пруток, серебрянка (ГОСТы 10702-78 и 14955-77);
• калиброванные круги (ГОСТы 8560-78, 7417-75, 8559-75, 10702-78);
• полосы (ГОСТы, 103-2006, 82-70,1577-93);
• ленты (ГОСТ 2284-79);
• проволока (ГОСТы, 5663-79 и 17305-91);
• поковки, кованые заготовки по ГОСТам 8479-70 и 1133-71;
• трубы в соответствии с ГОСТами 8731-74, 8734-75, 8732-78 и 8733-74.

Технологические свойства

Технологические свойства материала 35 .

Прокаливаемость (ГОСТ 1050-88)

Полоса прокаливаемости стали 35 после нормализации при 850 °С и закалки с 850 °С приведена на рис. 1.

Свариваемость

Сталь 35 является ограниченно свариваемой. Способы сварки: РДС (ручная дуговая сварка), АДО под флюсом и газовой защитой, ЭШС (электрошлаковая сварка). Рекомендуется подогрев и последующая термообработка. КТС (контактная сварка) без ограничений.

Термообработка

Сталь 35 подвергают нормализации с температуры 800-900 °С с остыванием на воздухе. Закалка производится в воде с температуры 860-880 °С и отпуск при 550-600 °С

Температура критических точек, °С

Основные характеристики

Основные характеристики во многом определяют область применения металла. Сталь 35 характеризуется следующими качествами:

1. Плотность Стали 35 составляет 7826 кг/м3 при температуре 20 градусов Цельсия. Стоит учитывать, что показатель снижается при повышении температуры. Серьезное повышение температуры приводит к перестроению структуры, она становится более пластичной. Показатель плотности учитывается при проведении различных расчетов. К примеру, нужно проводить расчет оказываемого давления на несущие конструкции.
2. При выборе металла уделяется внимание показателю твердости. В рассматриваемом случае твердость составляет 163 МПа. Сталь М35 может подвергаться различной термической обработке, которая направлена на повышение твердости поверхностного слоя. Часто в качестве термической обработки применяется технология нормализации, которая делает структуру более однородной и устойчивой к воздействию высоких нагрузок.
3. Степень свариваемости ограничена. Именно поэтому рекомендуется проводить предварительный подогрев заготовки. За счет подогрева структуры стало возможным использование различных технологий сваривания. Для повышения качества получаемого шва после сварки проводится дополнительная термическая обработка.
4. Структура не склонна к отпускной хрупкости. При термической обработке выполняется отпуск, который снижает внутренние напряжения. Слишком высокая хрупкость определяет то, что при ударе и другой динамической нагрузке могут появляться структурные трещины.
5. Материал подвергается резанию. Это свойство определяет то, что материал часто поставляется на машиностроительные заводы где устанавливается большое количество токарного и фрезеровального оборудования. Поставляемые заготовки могут обрабатываться при использовании обычных резцов. Существенно повысить качество и скорость обработки можно за счет использования резцов с твердосплавными пластинами.

Механические свойства ст 35

Рассматриваемый металл может подвергаться ковке при температуре 1280 градусов Цельсия. Охлаждение может проводится при применении масла или на открытом воздухе, выбор проводится в зависимости от размеров заготовки.

Сталь 35 отечественные и зарубежные аналоги