Содержание углерода в арматурных сталях

Обновлено: 02.05.2024

Настоящий стандарт распространяется на горячекатаную круглую сталь гладкого и периодического профиля, предназначенную для армирования обычных и предварительно напряженных железобетонных конструкций (арматурная сталь).

В части норм химического состава низколегированных сталей стандарт распространяется также на слитки, блюмсы и заготовки.

Так же вы можете купить арматуру а500с от компании «Металлинвест» в нашем каталоге.

Арматурная сталь гладкая
Круглые стержни с гладкой поверхностью, не имеющей рифления для улучшения сцепления с бетоном.

Класс прочности
Установленное стандартом нормируемое значение физического или условного предела текучести стали.

Угол наклона поперечных выступов
Угол между поперечными выступами (рифлением) и продольной осью стержня.

Шаг поперечных выступов
Расстояние между центрами двух последовательных поперечных выступов, измеренное параллельно продольной оси стержня.

Высота поперечных выступов
Расстояние от наивысшей точки поперечного выступа до поверхности сердцевины стержня периодического профиля, измеренное под прямым углом к продольной оси стержня.

Номинальный диаметр арматурной стали периодического профиля (номер профиля)
Диаметр равновеликого по площади поперечного сечения круглого гладкого стержня.

ГОСТ 10884-81

Термомеханические и термически упрочненные стальные стержни периодического профиля диаметром 6-40 мм, предназначены для строительства ответственных железобетонных конструкций.

По этому стандарту арматура в зависимости от механических свойств подразделяются на классы: Ах-III, Ат-IV, Ат-V, Ат-VI, Ат-VII, Ат-VIII.

У нас всегда есть вналичии арматура а1, купить которую вы можете в нашем каталоге.

Арматуру по этому стандарту изготовляют из стали следующих марок:

Класс арматурной стали	Марка стали
Ат-III	Ст5 (Ст5сп, Ст5пс)
Ат-IV, AT-IVC, AT-IVK	20ГС; 25Г2С; 35ГС; 28С;10ГС2; 08Г2С; 25С2Р;
Aт-V (К и СК)	20ГС; 20ГС2; 08Г2С; 10ГС2; 28С; 25Г2С; 35ГС; 25С2Р; 20ХГС2;
Ат-VII	30ХС2;

ГОСТ 5781-82

В зависимости от механических свойств арматурную сталь подразделяют на классы A-I (A240), A-II (A300), A-III (A400), A-IV (A600), A-V (A800), A-VI (A1000).

Арматурную сталь изготавливают в стержнях или мотках. Арматурную сталь класса A-I (A240) изготавливают гладкой, классов A-II (A300), A-III (A400), A-IV (A600), A-V (A800), A-VI (A1000) - периодического профиля. По требованию потребителя сталь классов A-II (A300), A-III (A400), A-IV (A600), A-V (A800) - изготавливают гладкой.

Арматурная сталь периодического профиля представляет собой круглые профили с двумя продольными ребрами и поперечными выступами, идущими по трехзаходной винтовой линии. Для профилей диаметром 6 мм допускаются выступы, идущие по однозаходной винтовой линии, диаметром 8 мм - по двухзаходной винтовой линии.

Арматурная сталь класса A-II (А300), изготовленная в обычном исполнении, и специального назначения Ас-II (Ас300), должна иметь выступы, идущие по винтовым линиям с одинаковым заходом на обеих сторонах профиля.

Сталь класса A-III (A400) и классов A-IV (А600), A-V (A800), А-VI (А1000) должна иметь выступы по винтовым линиям, имеющим с одной стороны профиля правый, а с другой - левый заходы.

Относительные смещения винтовых выступов по сторонам профиля, разделяемых продольными ребрами, не нормируют.

Арматурную сталь классов A-I (A240) и A-II (А300) диаметром до 12 мм и класса A-III (A400) диаметром до 10 мм включ. изготовляют в мотках или стержнях, больших диаметров - в стержнях. Арматурную сталь классов А-IV (А600), A-V(A800) и A-VI (A1000) всех размеров изготовляют в стержнях, диаметром 6 и 8 мм - по согласованию изготовителя с потребителем в мотках.

Арматурную сталь изготовляют из углеродистой и низколегированной стали марок, указанных в таблице. Для стержней класса A-IV (A600) марки стали устанавливают по согласованию изготовителя с потребителем.

Марки стали, применяемые для изготовления арматуры разных классов (ГОСТ 5781-82)

Класс арматурной стали	Диаметр профиля, мм	Марка стали
A-I (А240)	6-40	Ст3кп, Ст3пс, Ст3сп
A-II (А300)	10-40 40-80	Ст5сп, Ст5пс 18Г2С
Ас-II (Ас300)	10-32 (36-40)	10ГТ
A-III (A400)	6-40 6-22	35ГС, 25Г2С 32Г2Рпс
A-IV (A600)	10-18 (6-8) 10-32 (36-40)	80С 20ХГ2Ц
A-V (А800)	(6-8) 10-32 (36-40)	23Х2Г2Т
А-VI (А1000)	10-22	22Х2Г2АЮ, 22Х2Г2Р, 20Х2Г2СР

Примечания:
Допускается изготовление арматурной стали класса A-V (А800) из стали марок 22Х2Г2АЮ, 22Х2Г2Р и 20Х2Г2СР. Размеры, указанные в скобках, изготовляют по согласованию изготовителя с потребителем.

Западно-Сибирским металлургическим комбинатов выпускается термомеханически упрочненная арматурная сталь классов А400С и А500С по ТУ 14-1-5254-94. Низкое содержание углерода наряду с термомеханической обработкой арматурной стали в потоке проката обеспечивает ее улучшенную свариваемость и пластичность, повышенную вязкость и долговечность. Эта арматурная сталь по своим свойства отвечает требованиям международный стандартов.

Госстрой России рекомендует применение арматурной стали А400С и А500С в железобетонных конструкциях наряду и взамен арматурной стали классов A-III марок 25Г2С и 35ГС (ГОСТ 5781-82) и Ат-IIIС (ГОСТ 10884-81) тех же диаметров. Термотехнические и термически упрочненные стальные стержни периодического профиля диаметром 6-40 мм, предназначены для строительства ответственных железобетонных конструкций (ГОСТ 10884-81).
В нашем каталоге всегда есть в наличии арматура А1, арматура А500С и арматура А3, цена на которые ниже чем у конкурентов.

Арматурная сталь: марка, ГОСТ, класс прочности. Арматура стальная

Арматурная сталь официально называется не так: если изучить ГОСТ 5781-82, можно узнать, что корректное наименование звучит как «горячекатаная для армирования ЖБК». Впрочем, название оказалось слишком длинным, поэтому в профессиональной среде было быстро сокращено до простой «арматуры». Это и понятнее, и проще, и быстрее.

Общая информация

Принято выделять несколько классов арматуры. Деление основывается на следующих признаках:

периодический профиль;
механические параметры.

Арматурная сталь бывает следующих классов:

Вот уже несколько лет на рынке довольно велик спрос на класс арматурной стали А500С. Если изучить ГОСТ 5781-82, там не удастся найти описания подобного ему по своим параметрам. Эта продукция изготавливается с ориентировкой на следующие стандарты:

Такую систему стандартизации, по которой группируется на категории горячекатаная арматурная сталь периодического профиля, внедрили предприятия, работающие в области черной металлургии. Они объединены в единую ассоциацию, взявшую на себя в том числе и разработку правил производства товаров.

Особый случай

Описанная арматурная сталь А500С – это не единственное исключение в мире горячекатаной продукции. Также особого внимания заслуживает класс AI, который в ГОСТ принято обозначать как А240. Ключевая особенность – гладкий профиль. В качестве сырья для производственного процесса применяют сталь 3 СП (ПС). Диаметр и отклонения от него для любой продукции с гладким профилем регламентируются ГОСТ 2590-88. В этом нормативном документе также прописана точность прокатки для общих случаев.

Арматурная сталь гладкая производится в следующих форматах:

В мотках можно найти размеры от 6 до 14 мм (шаг – 2 мм). Выбор арматуры в прутках несколько шире. Минимальный возможный диаметр – 16 мм, а наибольший доступный – 40 мм. От 16 до 22 мм шаг составляет 2 мм, с 25 до 40 мм возрастает до трех.

Как и зачем?

Марка арматурной стали А240 необходима в строительстве и прочих областях, где используются конструкции из железобетона, так как применяется для их армирования. Некоторые специалисты именуют эту категорию материалов «петлевой», так как использовать арматуру принято, чтобы формировать петлеобразные элементы, усиливающие изделия из железобетона. Это наиболее актуально, когда элемент выделяется из основной плоскости строения. Горячекатаная арматурная сталь А1 подходит для создания элементов, упрощающих погрузку готовых блоков, перевозку и разгрузку. Кроме того, непосредственно на строительной площадке так проще соединять разные элементы между собой.

Марка арматуры AI, как и круглая, необходима для широкого спектра конструкций. При ее использовании изготавливают:

Круг и арматура металлическая А1, если они изготовлены в соответствии со специализированными стандартами, применяются как сырье: из них можно вытягивать проволоку. Допускается изготовление профилей:

Если арматурный завод имеет соответствующее оборудование, тогда сталь А1 может послужить для изготовления различной продукции на токарных станках или фрезерных. Материал обрабатывается механически.

Не упуская из внимания нормативы

Рассказывает о том, какова должна быть арматурная сталь, ГОСТ 5781.82. Согласно нормативам, углерода в составе металла может быть не более 0,3 %, только тогда продукт применим для железобетона. Используется арматура как для ранее напряженного сырья, так и для обычного.

Если применяют железобетон, прошедший предварительную обработку и напряженный, то арматуру выбирают такую, которая справится с достаточно серьезными нагрузками, свойственными этой среде. Как правило, напряжение довольно большое, что требует, чтобы арматура металлическая была повышенной прочности и изготавливалась строго из надежной стали. Если используют проволоку, то к ее прочности также предъявляют высокие требования.

Если горячекатаная арматурная сталь будет использована в конструкциях, не подверженных напряжению, тогда допускается применение обыкновенного сырья. Здесь актуальны следующие марки стали:

Для предварительного напряжения принято брать сталь с содержанием углерода:

Также может быть использована арматура стальная, обработанная термически для повышения прочностных параметров.

Сталь: какую возьмем?

Чтобы была изготовлена качественная арматурная сталь, ГОСТ 5781.82 рекомендует брать надежную сталь:

Есть несколько марок, применимых для разных типов упомянутого материала. Как правило, заказчик, отправляя заказ на арматурный завод, указывает, из какого сырья он желает видеть готовый продукт. Если таковых рекомендаций производитель не получает, тогда изготавливающее предприятие самостоятельно принимает решение в пользу оптимального варианта для конкретного типа продукта. В частности, для А800 принято использовать следующие марки:

Что еще важно?

При создании ненапряженных железобетонных конструкций следует выбирать классы от первого до третьего, а более высокие пригодятся, если конструкция прошла предварительное напряжение.

Если предстоит работать при низких температурах, и объект далее будет эксплуатироваться в экстремальных условиях, тогда больше подходит такая марка арматуры, которую отличает пониженный процент углерода. В качестве альтернативы можно выбирать варианты сырья, прошедшего дополнительную обработку высокой температурой.

А вот если было решено использовать в качестве армирующего материала проволоку, тогда предпочтение лучше отдавать той, в которой углерод либо вовсе отсутствует, либо его содержание не превышает 0,8 %. Для этого материала свойственна повышенная прочность – до 180 кгс/мм 2 включительно. Такие параметры обеспечены:

высокотемпературной обработкой;
наклепом.

Углерод и качество материала

Регламентирует, из какого сырья должна изготавливаться арматура строительная, ГОСТ 5781-82. В частности, процентное содержание углерода оказывает достаточно сильное влияние на конечные параметры железобетонного изделия, на его долговечность и надежность. Чем больше углерода содержится в металле, тем выше будет твердость, свойственная арматуре, но в то же время повышается хрупкость. Кроме того, сваривать высокоуглеродистую сталь очень сложно, зачастую результат оказывается недостаточно качественным, отчего страдает надежность всей конструкции в целом.

Процентное содержание углерода позволяет вводить следующую классификацию:

арматура стальная низкоуглеродистая, где это соединение содержится в количестве не более четверти процента;
со средним уровнем содержания – от четверти процента до 0,6;
с высоким содержанием, варьирующимся от 0,6 до 2 %.

А как улучшить?

Чтобы арматурная сталь имела лучшее качество, в сплав можно добавить дополнительные составляющие. В качестве легирующих компонентов принято применять:

В некоторые сплавы добавляют лишь один-два дополнительных компонента, в другие – смесь из 5-6 металлов. Это позволяет получить высококачественную легированную сталь с высокими показателями:

прочности;
твердости;
стойкости к коррозии.

Чтобы получить легированную сталь, можно включить в сырье кремний, марганец. В зависимости от того, насколько много добавок содержится в веществе, принято говорить о принадлежности материала к одному из следующих классов:

низколегированная арматурная сталь, содержащая не более пяти процентов включений;
среднелегированная, в которой количество добавок варьируется в границах 5-10 %;
высоколегированная, на одну десятую и больше состоящая из дополнительных компонентов.

"Что в имени тебе моем?"

Арматурная сталь – это не просто сталь, но еще и большое количество других химических компонентов. О том, какие включения есть в материале, можно узнать из наименования. Были разработаны стандарты обозначения тех или иных добавок в названии материала. Примеры:

Х – хром.
Ц – цирконий.
Т – титан.

После марки записываются цифры. Они отражают, как много углерода содержится в материале. Обозначаются сотые доли. Далее пишут буквы. Они обозначают химический элемент, после которого указано, как много его содержится в составе арматуры. Если никакой цифры не указано, можно сделать вывод, что это вещество включено в объеме менее одного процента.

Пример: «сталь арматурная 35ГС» расшифровывается как сталь, в составе которой присутствует углерод в концентрации 0,35 %, а также есть кремний и марганец, но процентное содержание обоих компонентов незначительно, поэтому уточненных данных нет (они присутствуют в объеме менее процента от общего количества материала).

Чего требовать и ждать?

Согласно действующим стандартам, арматурная сталь должна быть:

легко свариваемой;
пластичной;
прочной.

Под прочностью принято понимать способность арматуры выдерживать разрушительные нагрузки внешней среды. Воздействия извне могут растягивать металл и прогибать, крутить и сжимать, резать. Для каждого из видов нагрузок выделяют отдельные показатели прочности. Арматура чаще применяется в условиях, когда высоки нагрузки на растяжение, поэтому именно на это значение следует обратить внимание в первую очередь. Чтобы оценить, насколько арматура способна сопротивляться растяжению, нужно оценить:

текучий предел;
разрывное сопротивление.

Пластичность – это параметр, отражающий приспосабливаемость материала к внешним нагрузкам, пытающимся поменять форму изделия, его сечение. Если арматура в таких условиях сохраняет свои начальные параметры, то после удаления нагрузки она может вернуться в исходное состояние или сохранить полученные изменения. Пластичность выражается в удлинении при разрыве, угле загиба, количестве перегибов, остающихся после охлаждения металла.

Свариваемость – это показатель, отражающий способность качественно соединяться с другими материалами при применении того или иного метода сварки. Этот параметр определяется:

составом металла;
методом выплавки;
величиной стержней в разрезе;
соединительными особенностями;
пластичностью.

Механика и надёжность

Указанные выше параметры позволяют говорить о том, насколько хороши механические параметры стали. Именно на их основе выделяют технические характеристики, показатели.

Важной особенностью арматуры является ее временное сопротивление. Для его определения, а также выявления того, как велик текучий предел, насколько большим может быть удлинение стали относительно начальной величины, проводят специальные испытания на производстве: применяют разрывные машины, сконструированные для этой задачи.

Работа производится следующим образом: при запуске машины на помещенный образец плавно возрастает нагрузка. Арматура при этом находится в системе жесткого крепления, не допускающей «ускользания» экземпляра. Механизмы пытаются удлинить стержень продольно, деформируя его. Показатели, снимаемые с арматуры, позволяют сформировать диаграмму растяжения (масштаб задается произвольно).

Технические особенности

Прямые участки диаграммы отражают такие нагрузки, при которых образец не деформируется. При увеличении нагрузок можно видеть пропорциональное возрастание длины, позволяющее делать выводы о надежности стали и способности сопротивляться внешнему воздействию. Заранее задается предельное значение нагрузки, прилагаемой к испытуемому экземпляру. По достижении этого значения также плавно уменьшают влияние механической силы.

При наилучшем раскладе стержень, растянувшийся при влиянии большой внешней силы, возвращается в исходное состояние при снятии нагрузок. Такая способность обусловлена упругостью стали. Стоит понимать, что зона упругости для металла имеет определённые ограничения. При достижении показателей, превышающих эти границы, возвращение к исходным значениям станет невозможным. При выявлении такого граничного показателя говорят о достижении предела упругости.

Если произвести испытания произведённой в соответствии с действующим ГОСТ арматуры из стали СТ3, тогда удастся получить параметры, близкие к следующим:

относительное удлинение - 25;
сопротивление разрыву в заданном временном промежутке - 4 000 кгс/см 2 .

Параметры и область применения

Арматура, имеющая высокие показатели прочности, обычно стоит дороже, нежели низкокачественный материал. В то же время практика показывает, что использование такого материала позволяет добиться существенной экономии, поскольку армирование железобетонных конструкций требует более экономичного расхода металла.

Обратите внимание на пластичность арматуры: есть определенные границы, выходить за которые крайне нежелательно. При понижении этого параметра ниже определённого уровня невозможно применение прокатных изделий на полную прочность. Конструкция, изготовленная с использованием такого расходного сырья, становится хрупкой и может непредсказуемо разрушиться под влиянием внешних факторов. Есть и другой риск, сопряженный с уменьшением пластичности металла: растут вероятность хрупкого излома уже на этапе армирования конструкций из железобетона.

Воздействие на образцы стали

Чтобы улучшить показатели арматуры, прибегают к различным технологиям воздействия извне. В частности, широко распространена практика термического упрочнения. При этом прочность материала возрастает вдвое, а иногда и больше. Наиболее применимо это для низколегированных, углеродистых соединений. А вот стоимость материала растет всего на 10-12 %. Термическое упрочнение показывает лучшие показатели относительно механического, но для его реализации нужно располагать серьезным современным оборудованием и командой высококвалифицированных специалистов. Очень сильно на качество конечного продукта (и на репутацию его производителя) влияют даже мелкие ошибки технологического процесса.

Механическое упрочнение достигается использованием:

лебедки;
гидравлических домкратов;
профилированных валков.

Последние нужны, чтобы сплющивать сталь. При упрочнении удается добиться пластических деформаций, благодаря которым прочность увеличивается на 50 % относительно первоначального значения.

Самая популярная – какая она?

Традиционно наиболее востребована на рынке металлопроката арматура 8 мм в диаметре. Она принадлежит к третьему классу и выпускается в бухтах, мотках, прутьях. 8 мм – параметр среднего диаметра строительного материала. Производство такой арматуры должно соответствовать ГОСТ 30136-95. Выпускаемая мотками арматура специалистами именуется «катанкой».

Арматура 8 мм изготавливается из стали с низким содержанием углерода. Применяются марки СТ0, СТ3. В процессе изготовления есть две (иногда одна) стадии охлаждения, что позволяет добиться высоких показателей надежности материала. Катанка мотками представляет собой проволоку.

Арматура А3 – сталь, имеющая в сечении круг. Она необходима для последующего производства проволоки, пружин. Незаменимо сырье и в производственном процессе строительной холоднотянутой арматуры.

Производство и продажа

Арматура 8 мм обычно изготавливается на проволочно-сортовых станках из сырья, соответствующего ГОСТ 380. Это стандартная технология, предполагающая наличие брусковой стали, обрабатываемой валовой системой. На станках материал прокатывают и вытягивают, раскаляют и охлаждают. В зависимости от особенностей конкретного товара он будет охлажден естественным методом или принудительно.

В продаже такой товар присутствует как погонными метрами, так и крупными мотками (для оптовых покупателей).

Зачем это нужно?

Арматура 8 мм незаменима при возведении железобетонных и металлических конструкций. Катанка достаточно тонкая, поэтому применяется при изготовлении сеток, каркасов, канатов. Арматура эффективна в качестве основы для скоб. Ее используются для укрепления строительных конструкций. Конкретный вариант выбирают, анализируя условия эксплуатации строения, на основе чего принимают решение в пользу той или иной марки.

Некоторые особенности

Следует также отметить, что арматура, имеющая круглый периодический профиль, обычно оснащена продольными ребрами. Поперек стержней проходят винтовые выступы, проложенные по линии с тремя заходами. Если диаметр прутка составляет до 6 мм, тогда выступы могут проходить вдоль винтовой линии с одним заходом. Для 8 мм допускается наличие двух заходов.

Арматура, причисляемая к третьему классу, бывает:

Обозначается она как А300 и Ас300 соответственно. Для такого сырья характерны выступы, у которых заход по обе стороны профиля равномерный. Здесь линии также идут винтом. А вот для А400-А1000 обязательное условие: заходы с одной стороны правые, а с другой – левые.

Возможны смещения винтовых выступов. Этот параметр по текущим ГОСТам не нормируется.

Еще один отличительный момент характеризует изготовление стали А800. Для нее можно применять следующие марки:

При этом особенности конечного продута обычно регламентированы требованиями заказчика.

Согласно рекомендациям Госстроя, на территории РФ рекомендовано применять следующие марки:

Обе они подходят для упрочнения конструкций из железобетона и подменяют ранее широко применимые А-III. Такие изготавливаются при учете требований, указанных в ГОСТ 5781-82.

Из какой марки стали делают строительную арматуру

Строительная арматура исполняет роль армирующего каркаса, увеличивающего прочность и долговечность бетонных строений. В современной строительной индустрии широко применяются стандартные железобетонные плиты и специальные отливки различной формы и назначения. От строительной арматуры требуется высокая прочность на растяжение и на срез, кроме того, она не должна подвергаться закалке и хорошо свариваться всеми видами сварки. Это достигается за счет невысокого содержания углерода при достаточной степени очистки от вредных неметаллических примесей.

Наиболее дешевой и распространенной арматурной сталью являются стали Ст.2 и Ст.3, так как, они наиболее широко распространены в строительной индустрии и обладают достаточной прочностью. Кроме того, применяются ряд специальных арматурных сталей.

Различают ряд классов арматурных сталей, в зависимости от их механических свойств: А-I (А240), А-II (А300), А-III (А400); А-IV (А600), А-V (А800), А-VI (А1000). Чем выше класс, тем выше прочность арматурной стали, что определяется содержанием углерода, степенью очистки стали, и наличием легирующих добавок. Арматуру изготавливают методом горячего проката, как круглого, так и периодического (рифленого) профиля. Круглая арматура обладает большей прочностью, рифленая арматура отличается лучшим сцеплением с бетоном. Круглую арматуру чаще применяют для конструкций, работающих на растяжение и на срез, кроме того, круглая арматура применяется в случае использования тонкой арматуры в крупном изделии, тогда за счет большой площади поверхности всего набора арматурной проволоки в одной плите, достигается высокая прочность конструкции в целом. Арматуру диаметром более 32 мм почти никогда не выпускают круглой.

В таблице представлены марки сталей, используемые для изготовления арматуры данного диаметра.

Для производства арматуры класса А-V (А800) допускается использовать стали марок 22Х2Г2АЮ, 22Х2Г2П и 20Х2Г2СР. Диаметры арматуры, указанные в скобках могут производиться по согласованию с потребителем. На практике нет четких требований по диаметру арматуры, например, вместо 6 мм арматуры можно использовать 8 мм, но, подобные отклонения допускаются лишь для изделий большого размера. При использовании арматуры другого диаметра, всегда необходимо уточнять количество арматурной проволоки, преимущественно, через площадь сечения арматуры в единице площади бетонной отливки.

Кроме состава и свойств углеродистых сталей, который должен соответствовать ГОСТ 380-88, нормируется содержание всех основных компонентов в легированных арматурных сталях. Состав наиболее распространенных легированных арматурных сталей приведен в таблице. Содержание серы и фосфора дано по верхнему потолку, содержание меди и, особенно никеля, как правило, не требуется ограничивать, так как, медь слишком дорогой компонент, что бы металлурги допускали ее высокое содержание, а никель при содержании до 1,5%, в случае содержания углерода не более 0,35%, не вносит негативного действия в виде слишком высокой твердости, или образования закалочных структур при сварке.

Следует отметить, что из сталей с наименьшим содержанием углерода изготавливают преимущественно арматуру небольшого диаметра, стали с более высоким содержание углерода используют для производства более массивной арматуры для возведения высотных строений. Арматурные стали с добавками алюминия (буква «Ю» в индексе) и хрома (буква «Х»), обладают значительной стойкостью к коррозии, и могут быть использованы для производства арматуры, эксплуатация которой предусматривает высокую влажность (плотины, мосты, опоры пристаней, гидротехнические сооружения и пр.).

Чаще всего, легирующие добавки в арматурные стали вносят с целью улучшения их свариваемости и уменьшения коэффициента теплового расширения. Так как, самые слабые места в каркасе из арматуры это точки сварки крупных прутов, а долговечность железобетонной конструкции определяется, в том числе, тепловыми искажениями арматуры при перепадах температуры.

В зависимости от использованных при раскислении сталей ферросплавов, в сталь могут попадать и другие легирующие элементы, такие как никель, титан, ванадий и пр. Их содержание не должно превышать 0,3% (каждого). В отличие от стального проката, из которого производят несущие элементы конструкций (двутавр, швеллер, профильные трубы и пр.), арматурные стали никогда не содержат большого количества марганца или никеля, как в сталях с нулевым коэффициентом теплового расширения, применяемых для сборки огромных сварных конструкций (мостов, железнодорожных путей, газопроводов и пр.). Так как, это решение слишком дорого и расчет ведется на теплоизолирующие свойства бетона, который не позволит металлу арматуры резко охлаждаться или нагреваться при смене погоды.

Применение тех или иных сталей для производства арматуры определяется требованиями к прочности конструкции (например, сейсмическая активность в регионе), и имеющимися ресурсами для ее производства (например, месторождения руд легирующих металлов).

Арматурная сталь

Арматурная сталь, как следует из названия, применяется для изготовления арматуры и определяет ее свойства. В зависимости от способа получения и добавок меняется упругость, прочность и прочие характеристики готового изделия.

Чтобы сразу было понятно, из какого материала сделана арматура, была разработана специальная маркировка. В нашей статье мы расскажем, какой бывает арматурная сталь, как она влияет на виды самой арматуры и поговорим о правилах ее маркирования.

Способы производства арматурной стали

Арматура или арматурная сталь, согласно ГОСТ 5781-82, имеет полное название «сталь горячекатаная для армирования ЖБК». Однако строители – люди весьма конкретные, и столь длинное название просто не прижилось. Взамен него употребляют привычное «арматура» – так лаконичнее.

В зависимости от способа производства выделяют следующие виды арматуры:

Стержневая горячекатаная.
Проволочная холоднотянутая.

И там, и там для производства применяют углеродистые низколегированные сорта стали, которые в свою очередь подразделяются на 6 классов: от А-I до А-VI.

VT-metall предлагает услуги:

Лазерная резка металла Гибка металла Порошковая покраска металла Сварочные работы

При горячей формовке арматуры стержневые заготовки в размягченном состоянии прокатываются валками. Когда последние давят на раскаленные стержни, это упрочняет структуру металла, из которого они сделаны, в результате чего прутья способны нести большие нагрузки, лучше работать на разрыв. Холоднокатаная арматура имеет по этому параметру худшие показатели.

Вообще говоря, холодная протяжка подразумевает формовку прутков обжимными валками без разогрева металла. Это дает экономию энергии, но снижает прочность изделий.

Чтобы компенсировать потери прочностных характеристик, такую арматуру дополнительно нагревают уже после прокатки. Здесь все равно присутствует экономия энергии по сравнению с технологией горячего изготовления. Также зачастую осуществляется оцинковка холоднокатаных прутьев, что придает им влагостойкость.

Стержневая арматура выпускается диаметром не менее 8 мм. Все, что меньше, считается арматурой проволочной и поставляется в мотках.

Сферы применения арматурной стали

Те свойства, которые придаются арматуре при производстве, задают ее функционал. Например, гладкопрофильные прутья задействуются:

при перевязке несущих стержней арматурного скелета;
при формировании декоративных элементов (для связывания отдельных деталей между собой);
при монтаже компонентов составных механизмов.

Арматура, имеющая периодический профиль, существенно более востребована на рынке также в силу своего функционала. Такие прутки используются:

для усиления конструкций из бетона в местах, где нагрузки на растяжение и сжатие особенно велики;
для формирования опорных конструкций;
при усилении напольных стяжек;
при возведении подушек дорожных покрытий;
для формирования армирующих обвязок при возведении кирпичных кладок.

Но главное предназначение стержней периодического профиля – армирование монолитных бетонных конструкций. Под периодичностью профиля подразумеваются ребра (или вмятины), которые располагаются под углом относительно оси стержня с определенным шагом и с одинаковым заходом на обе его стороны (это не винтовая нарезка). Они нужны для более качественного сцепления бетонной массы с прутком.

С помощью арматуры данного типа создаются как плоские, так и объемные конструкции, и при этом арматура в них может иметь разное предназначение:

Принятие на себя нагрузок на растяжение. К примеру, наибольшие нагрузки такого типа образуются в серединных частях по нижним плоскостям железобетонных балок и перекрытий на двух опорах.
Принятие на себя нагрузок на сжатие. Если нижняя плоскость балки на двух опорах растягивается под собственным весом, то материал условной верхней плоскости, наоборот, сжимается. Арматура здесь компенсирует часть этих нагрузок, создавая для бетонного массива «комфортные условия работы».

Характеристики арматурной стали

Горячекатаная арматурная сталь, соответствующая ГОСТ 5781–61, предназначается для формирования арматурных стержней, которыми усиливаются бетонные конструкции, причем как обычные, так и предварительно напряженные. Рассмотрим классы арматурной стали:

Класс А-I. Сюда относят гладкие круглые стержни из марок стали Ст3, Ст3пс, а также Ст3кп группы А. Кроме того, по требованию заказчиков прутья этого класса могут быть изготовлены из стали подгруппы В (ГОСТ 380–60 и ГОСТ 9543 60).
Класс A-II. В данную категорию попадают стержни периодического профиля, имеющие диаметр 10–40 мм, производимые из стали Ст5 (ГОСТ 380–60 и ГОСТ 9543–60); те, что больше 40 мм – из стали 18Г2С (ГОСТ 5058–57).
Класс A-III. Сюда относят стержни с периодическим профилем, только витки у прутков имеют с одной стороны правый, а с другой – левый заход в елочку. Для прутков 6–8 мм используется сталь 18Г2С (ГОСТ 5058–57); все остальные диаметры изготавливаются из стали 35ГС и 25Г2С.
Класс A-IV. Это стержни периодического профиля, отличающиеся от арматуры второго и третьего класса внешним видом. Их изготавливают из легированной стали 30ХГ2С (ГОСТ 5058–57).

На металлургических предприятиях в течение начального периода производства арматурных прутков четвертого класса (A-IV) выпускаются только стержни с диаметром до 18 мм, имеющие профиль, соответствующий классу A-III. Концы прутков при этом помечаются красной краской.

Номинальные размеры стержней, а также диаметр арматурной стали, имеющей круглое сечение и периодический профиль, представлены в таблице:

Номинальный диаметр стержня, мм

Площадь поперечного сечения, см3

Вес 1 п.м в кг

Номинал, диаметр стержня, мм

Площадь поперечного сечения, см2

Арматура, имеющая диаметр менее 10 мм, поставляется в мотках, с диметром более 10 мм – в прутках. Стандартные длины арматурных стержней – от 6 до 12 м. Стержни перевязываются в пачки весом до 5 т.

Арматурная проволока низкоуглеродистая холоднотянутая (ГОСТ 6727–53) имеет стандартные диаметры 3; 3,5; 4; 4,5; 5; 5,5; 6; 7; 8; 9; 10 мм. Поставляется в мотках, каждый из которых навивается непрерывно и таким образом состоит из одного отрезка. Вес каждого мотка может находиться в диапазоне от 6 до 15 кг. Бухта, состоящая из нескольких мотков, должна весить не более 80 кг.

На строительных объектах встречаются самые разные профили арматурной стали. Чаще всего – ребристый периодический профиль, а вот прутки холодносплющенные (и тоже имеющие периодический профиль) встречаются гораздо реже. Прутки, изготовленные по ГОСТ 6234–52, вместо ребер имеют вмятины, которые также располагаются вдоль оси прутка во взаимно перпендикулярных плоскостях.

Выделяют две категории такой арматуры:

К I – изготавливается из стали Ст0; Ст2; Ст3 и Ст4.
К II – изготавливается из стали Ст5.

Арматура, соответствующая ГОСТ 8480-57, производится из углеродистой стали методом холодной протяжки. Она также имеет периодический профиль, только вместо ребер у нее двусторонние вмятины, которые располагаются параллельно продольной оси прутка. Обычно такая арматурная сталь предназначена для усиления предварительно напряженных железобетонных конструкций.

В соответствии с логистическими требованиями, масса мотка арматурной проволоки (в котором только один отрезок) не должен быть меньше 80 кг. При этом внутренний диаметр мотка, в зависимости от диаметра проволоки, не должен быть меньше: 120 см – для диаметра 2,5–3 мм; 200 см – для диаметра 4-5 мм; 250 см – для диаметра 6–8 мм.

Нестандартные мотки допустимы, но их вес не должен составлять менее 50 кг, а доля в партии не должна превышать 10 % по весу. Удлинять арматуру в мотках с помощью электросварки категорически запрещается! И во избежание усиленного коррозионного воздействия до момента ее использования хранение арматуры в мотках должно осуществляться исключительно под крышей, в сухом складском помещении.

Механические свойства стали

Механические свойства стали во многом определяют то, в каких сферах она применяется. Именно поэтому мы можем отнести их к наиболее важным. Такие качества, как высокая прочность и способность значительно изменять форму, дают возможность применять металл практически везде: от изготовления хирургических инструментов до космической отрасли.

Для определения данных параметров применяются различные методы. Кроме того, они учитывают механические свойства не только сталей, но и их сплавов, благодаря чему данные металлы можно с уверенностью назвать универсальными и удобными в работе. О том, какие параметры данных материалов позволяют применять их в самых разнообразных сферах, поговорим далее.

Состав стали

Основными компонентами стали являются железо и углерод, на долю последнего приходится до 2,14 %. Все существующие на данный момент подобные сплавы классифицируют, исходя из их химического состава.

В производстве используются два вида стали:

Углеродистая, в состав которой, помимо основных составляющих, входят фосфор, сера, марганец, кремний. Сырье может относиться к высоко-, средне- и низколегированным маркам в соответствии с долей углерода в материале. Такой металл подходит для любых нужд, в том числе для изготовления инструмента, эксплуатируемого в условиях высоких нагрузок под постоянным напряжением.
Легированная содержит в себе железо, углерод в сочетании с легирующими элементами (такими как кремний, бор, азот, хром, цирконий, ниобий, вольфрам, титан). От состава легированной стали зависят ее механические и иные свойства, цена, качество продукции, сферы возможного применения. Сегодня можно найти жаропрочные, цементуемые, улучшаемые стали. По структуре специалисты выделяют сырье доэвтектоидного, ледебуритного, эвтектоидного и заэвтектоидного типа.

Определить химические и механические свойства стали, а также область ее использования позволяет марка.

В процессе производства в сталь вносят примеси. На основании их доли в составе сплава выделяются два типа продукции:

Обыкновенного качества, что предполагает наличие до 0,6 % углерода и соответствие металла ГОСТ 14637 и ГОСТ 380-94. Для маркировки подобной продукции используются буквы «Ст» – данное сокращение говорит о том, что сталь имеет стандартное качество. Такое сырье входит в число наиболее доступных по цене.
Качественная сталь, то есть легированная и углеродистая, которая производится по ГОСТ 1577. Маркировка обязательно содержит в себе особенности состава, количество углерода в сотых долях. Данный материал более дорогой, чем аналог обыкновенного качества, его ценят за высокую пластичность, способность противостоять механическому воздействию. Кроме того, подобный металл можно без труда варить.

Физические, химические и технологические свойства стали

Физические свойства:

Плотность, которая определяется как масса металла на единицу объема. Высокий данный показатель стальных изделий, в том числе арматуры а500с, позволяет активно использовать их для строительных нужд.
Теплопроводность, то есть способность стали обеспечивать распространение теплоты от более нагретых частей к менее нагретым.
Электропроводность – способность материала пропускать электрический ток.

Химические свойства:

Окисляемость, что предполагает возможность соединения металла кислородом. Данное свойство усиливается при нагревании стали. На сплавах, имеющих малую долю углерода, в процессе окисления под действием воды, влажного воздуха формируется ржавчина, то есть оксиды железа.
Стойкость к коррозии – способность металла не вступать в химические реакции, не окисляться.
Жаростойкость представляет собой отсутствие окислительных процессов на сплаве под воздействием высокой температуры, а также способность не образовывать окалину.
Жаропрочность – сохранение сталью прочности в условиях высокой температуры.

Технологические свойства:

Ковкость, то есть способность материала принимать заданную форму под действием внешних сил.
Обрабатываемость резанием – важное свойство стали, которое упрощает производство металлопроката, так как данный металл хорошо поддается обработке режущим инструментом.
Жидкотекучесть – способность расплава проникать в узкие зазоры, заполнять пространство.
Свариваемость – позволяет осуществлять эффективные сварочные работы, формируя надежное неразъемное соединение, лишенное дефектов.

Механические свойства стали по ГОСТу

Прочность

От данной характеристики зависит, сможет ли металл не разрушиться под действием больших внешних нагрузок. Это механическое свойство стали измеряется количественно при помощи предела текучести и прочности:

Пределом прочности называют максимальное механическое напряжение, при превышении которого происходит разрушение сплава.
Предел текучести, то есть степень механического напряжения. Превышение данного показателя вызывает дальнейшее растяжение металла без дополнительной нагрузки.

Так, при небольших деформациях металлический стержень сохраняет упругость, возвращаясь к исходной длине после снятия приложенного напряжения. Если же напряжение оказывается выше предела текучести, наблюдается пластическая деформация изделия. Иными словами – происходит необратимое удлинение стержня, после которого он не способен вернуться к исходной длине.

Растяжение стержня до разрыва позволяет установить максимальное напряжение, то есть предел прочности материала на разрыв.

Пластичность

Данное механическое свойство стали позволяет ей под действием внешней нагрузки менять форму и потом сохранять ее. Для количественной оценки этого показателя измеряют удлинение при растяжении и угол изгиба. Если во время простого испытания на изгиб металл разрушается при большом пластическом прогибе, его признают пластичным. В противном случае речь идет о хрупком сплаве.

Хорошая пластичность проявляется при испытании растяжением в виде значительного удлинения заготовки либо ее сжатия. Под удлинением понимают увеличения длины в процентном выражении после разрушения до первоначальной длины. А сужение в процентах – это сокращение площади изделия в сравнении с исходным объемом.

Вязкость

Еще одно важное механическое свойство стали, которое подразумевает способность материала справляться с динамическими нагрузками. Его оценивают количественно как отношение работы, необходимой для разрушения образца, к площади его поперечного сечения. Чаще всего понятием «вязкость» обозначают уровень, при котором происходит нехрупкое разрушение металла.

Характер разрушения может быть хрупким или пластичным – разница между этими явлениями наиболее ярко прослеживается на примере ферритных стальных сплавов. Ферритные стали и все металлы, обладающие объемно-центрированной кубической атомной решеткой, имеют общую особенность: при низких температурах им свойственен хрупкий характер разрушения, а при высоких – пластичный. Температуру перехода из одного состояния в другое специалисты обозначают как температуру вязко-хрупкого перехода.

Маркировка сталей

В машиностроении высоко ценятся механические свойства конструкционной, то есть углеродистой и легированной стали, а также высоколегированных нержавеющих сталей. При обозначении марок конструкционной легированной стали (ГОСТ 4543) первые две цифры свидетельствуют о среднем содержании углерода, которое указывается в сотых долях процента.

Буквы в маркировке имеют такую расшифровку:

Р – бор;
Ю – алюминий;
С – кремний;
Т – титан;
Ф – ванадий;
Х – хром;
Г – марганец;
Н – никель;
М – молибден;
В – вольфрам.

После буквы идут цифры, которые обозначают примерное содержание легирующего элемента в целых единицах процента. Если цифр нет, то доля конкретного вещества в металле не превышает 1,5 %. Буква «А» в конце маркировки является признаком высококачественной стали. Показателем особенно высококачественной стали является буква «Ш» через три тире.

Механические свойства нержавеющих высоколегированных сталей (ГОСТ 5632) зависят от перечисленных далее компонентов. При маркировке они обозначаются таким образом:

А – азот;
В – вольфрам;
Д – медь;
М – молибден;
Р – бор;
Т – титан;
Ю – алюминий;
Х – хром;
Б – ниобий;
Г – марганец;
Е – селен;
Н – никель;
С – кремний;
Ф – ванадий;
К – кобальт;
Ц – цирконий.

После букв идут цифры, отражающие долю легирующего элемента в составе сплава в процентах.

Для фиксации основных механических свойств сталей применяют следующие обозначения:

E – модуль упругости. Представляет собой коэффициент пропорциональности между нормальным напряжением и относительным удлинением.
G – модуль сдвига, также известный как модуль касательной упругости. Это коэффициент пропорциональности между касательным напряжением и относительным сдвигом.
μ – коэффициент Пуассона. Является абсолютным значением отношения поперечной к продольной деформации в упругой области.
σт – условный предел текучести, то есть напряжение, при котором после снятия нагрузки остаточная деформация находится на уровне 0,2 %.
σв – временное сопротивление, известное как предел прочности. Представляет собой такое механическое свойство металла, в том числе углеродистой стали, как прочность на разрыв.
δ – относительное удлинение. Это отношение абсолютного остаточного удлинения образца после разрыва к начальной расчетной длине.
HB, HRC, HV – твердость.

Таблица механических свойств сталей разных марок

Далее представлены механические свойства стали после термической обработки.

E = 200. 210 ГПа, G = 77. 81 ГПа, коэффициент Пуассона μ = 0,28. 0,31.

Наименование

Параметры термической обработки

Предел прочности σв, МПа

Предел текучести σт, МПа

Калибровка после отжига и отпуска

После отжига и отпуска

Пруток, закалка +860 °C, отпуск +500 °C в воде, масле

Пруток, закалка и отпуск

Пруток, закалка +1020…+1 100 °C на воздухе, в масле, воде

Влияние углерода на механические свойства стали

Механические свойства углеродистой стали определяются в первую очередь количеством углерода в составе сплава. При увеличении его доли возрастает объем цементита, сокращается величина феррита. Иными словами, повышаются прочность и твердость, снижается пластичность.

Стоит оговориться, что прочность становится выше при доле углерода в пределах 1 %, а при переходе этой отметки показатель уменьшается. Данная особенность объясняется тем, что по границам зерен в заэвтектоидных сталях образуется сетка вторичного цементита, которая негативно отражается на прочности материала.

Рост доли углерода приводит к увеличению количества цементита, а он является очень твердой и хрупкой фазой. Превосходит феррит по твердости примерно в 10 раз, имея показатель 800HB против 80HB. Вот почему увеличение содержания углерода позволяет повысить такие механические свойства стали, как прочность и твердость, и снизить пластичность, вязкость.

Когда количество углерода доходит до 0,8 %, возрастает доля перлита в сплаве от 0 % до 100 %, вызывая повышение твердости, прочности. Однако не стоит забывать, что последующий рост количества углерода вызывает образование вторичного цементита по границам перлитных зерен. Это явление мало влияет на твердость, но негативно сказывается на прочности, так как цементитная сетка очень хрупкая.

Повышение доли углерода отражается не только на механических, но и на физических свойствах стали. Снижается плотность, теплопроводность, магнитная проницаемость, тогда как удельное электросопротивление, коэрцитивная сила увеличиваются.

С ростом количества углерода происходит повышение порога хладноломкости, а именно: каждая десятая доля процента повышает t50 примерно на 20є. Поэтому сталь с долей углерода в 0,4 % при нулевой температуре становится хрупкой, из-за чего считается недостаточно надежной.

В железоуглеродистом сплаве содержится преимущественно связанный углерод в форме цементита. Тогда как в чугунах он присутствует в свободном состоянии в виде графита. Увеличение доли данного компонента приводит к изменению свойств металла: возрастает твердость, прочность, снижается пластичность.

Почему следует обращаться именно к нам

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

цветные металлы;
чугун;
нержавеющую сталь.

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.

Читайте также: