Сталь 10 — конструкционная углеродистая качественная сталь

Характеристика стали марки 10

Сталь 10 — конструкционная углеродистая качественная сталь, сваривается без ограничений. Сварка осуществляется без подогрева и без последующей термообработки, способы: ручная дуговая сварка, автоматическая дуговая сварка под флюсом и газовой защитой, КТС, ЭШС. Сталь 10 в листах

Пластичность металла позволяет использовать их для изготовления штампованных частей и деталей. Для выпуска промышленного количества товара осуществляется технология холодной штамповки. Не склонна к флокеночувствительности, склонность к отпускной хрупкости отсутствует. Твердость стали 10: HB 10 -1 = 143 МПа. Обрабатываемость резанием В горячекатанном состоянии при НВ 99-107 и σB = 450 МПа, Kυ тв.спл. = 2,1, Kυ б.ст. = 1,6. Нашла свое применение в производстве труб и крепежных деталей котлов и трубопроводов ТЭЦ, из стали 10 изготавливают трубные крепежные детали АЭС, крепежные детали паровых и газовых турбин. При применении химико-термической обработки спектр применения резко расширяется, из нее изготавливают втулки, ушки рессор, диафрагмы, шайбы, винты, детали работающие до 350 °С к которымпредъявляются требования высокой поверхностной твердости и износоустойчивости при невысокой прочности сердцевины. Высокий предел выносливости определяет применение материала при изготовлении ответственных деталей, которые предназначены для длительной работы. Ковку производят при температурном режиме от 1300 до 700 0С, охлаждение на воздухе.

Плюсы

высокая прочность;минимальный износ — хорошо держит заточку;повышенная устойчивостью к коррозионному разрушению;ванадий в структуре материала обеспечивает повышенную износоустойчивость

Минусы

Незначительно подвержена коррозии — этот недостаток проявляется только при длительном контакте с водой, особенно с морской или любой другой агрессивной средой.

Расшифровка стали 10Сталь 10

Марка стали указывает на ее химический состав, качество и степень раскисления. Чем меньше цифр и букв в марке, тем проще состав металла . Одной цифрой обозначаются спокойные углеродистые стали, состоящие из железа на 98-99%.

  • Слово «сталь» означает, что марка является качественной. Качество стали определяется по процентному содержанию вредных примесей — фосфора и серы, чем ниже процент, тем выше качество. Различают стали обыкновенного качества (ст), качественные (сталь), высококачественные (А) и особо высококачественные (Ш).
  • 10 – это процентное содержание углерода в сотых долях. В стали 10 содержится 0.1% углерода. Углерод в значимых концентрациях меняет свойства сплава, придает прочность и твердость, но снижает пластичность и ударную вязкость. Углеродистые стали неустойчивы к коррозии, не применяются в агрессивных средах, но хорошо подходят для производства изделий массового назначения из-за низкой стоимость и простоты производственного процесса.
  • Сп – означает степень раскисления – спокойная. Если в маркировке степень раскисления не указана, как в случае со сталью 10, значит это спокойная сталь. Раскисление, это процесс удаления из сплава примесей, в первую очередь кислорода и азота, чтобы снизить образование пузырьков и газовых раковин при затвердевании сплава на последних этапах производства. По степени раскисления сталь бывает спокойной (сп), полуспокойной (пс) и кипящей (кп). Кипящая содержит больше всего примесей, ее структура пориста и неоднородна. Спокойная максимально очищена от примесей и однородна. Полуспокойная занимает промежуточное положение.

Состав стали не ограничивается элементами, указанными в марке. Маркировка перечисляет только те добавки, которые содержатся в значимых количествах и влияют на свойства сплава.

Назначение

Сталь 10 – углеродистая, качественная, конструкционная сталь – данные определения указывают на ее назначение.

Углеродистая – означает нелегированная, с минимальным количеством добавок в составе. Недостатком таких сталей является подверженность коррозии и нежелательность эксплуатации при очень высоких или очень низких температурах. К достоинствам можно отнести простоту изготовления, низкую стоимость, обусловленную отсутствием в составе дорогих добавок, высокие эксплуатационные характеристики в нормальных условиях. Это лучшая сталь для изделий массового назначения – конструкций, труб, крепежей, арматуры, ограждений, обшивок, балок, швеллеров и т.д.

Конструкционная – означает, что сталь предназначена для изготовления конструкций (сварных и несварных) и деталей механизмов. Такие сталь пользуются большой популярностью в машиностроении и строительстве. В зависимости от их характеристик, из них изготавливают жесткие несущие конструкции, каркасы, фермы, ответственные и неответственные детали, крепежи, арматуру и т.д.

Применение

Листовой прокат стали 10 используют для холодной штамповки деталей, соотношение прочность/пластичность делают его наиболее подходящим для этого способа обработки. Из стали 10 делают детали, к которым предъявляются требования высокой пластичности и износостойкости. Сталь 10 – улучшаемый сплав, детали могут подвергаться химико-термической обработке для улучшения эксплуатационных характеристик. Популярны горячедеформированные, холоднодеформированные, сварные трубы из стали 10, а также элементы котлов, теплоэлектростанций, гидравлических систем.

Применение стали 10 для трубопроводов в зависимости от параметров транспортируемой среды (ГОСТ 32569-2013)Трубы стальная электросварная 133 4,5 мм сталь 10 ГОСТ 10705-80, цена в  Челябинске от компании РосСтальКомплект

Марка
стали,
класс
прочности,
стандарт
или ТУ
Технические
требования
на трубы
(стандарт или ТУ)
Номинальный
диаметр, мм
Виды
испытаний
и требований
(стандарт или ТУ)
Транспортируемая
среда (см. ГОСТ
32569-2013
обозначения
таблицы 5.1)
Расчетные
параметры
трубопровода
Максимальное
давление,
МПа
Максимальная
температура,
°С
Толщина
стенки
трубы, мм
Минимальная
температура в
зависимости от
толщины стенки
трубы при
наряжении в
стенке от
внутреннего
давления [σ], °C
более
0,35[σ]
не более
0,35[σ]
Бесшовные трубы
Сталь 10
ГОСТ 1050
ГОСТ 550
группы А, Б
10-300 ГОСТ 550 Все среды ≤32 475 ≤12
>12
минус 40
минус 30
минус 40
ГОСТ 8731,
ГОСТ Р 53383
группа В,
кроме изготовленных
из слитка
50-400 ГОСТ 8731,
ГОСТ Р 53383
с гарантией
гидроиспытания
≤5 ≤12
>12
минус 40
минус 30
Среды группы В,
кроме пара и
горячей воды
≤5 ≤12
>12
минус 40
минус 30
ГОСТ 8733,
ГОСТ Р 54157
группа В
10-150 ГОСТ 8733,
ГОСТ Р 54157
Все среды
с гарантией
гидроиспытания
32 ≤6 минус30
ТУ 14-3-826-79 20-50 ТУ 14-3-826-79 Все среды ≤12 минус 30
ТУ 14-3-1486-87 300, 350, 400 ТУ 14-3-1486-87 минус 40
ТУ 14-3-587-77 500 ТУ 14-3-587-77 ≤12
>12
минус 40
минус 30
ТУ 14-ЗР-55-2001 50-400 ТУ 14-ЗР-55-2001 минус 30
ТУ 14-3-1577-88 ТУ 14-3-1577-88 минус 40
ТУ 14-3-1128-2000
ТУ 14-ЗР-1128-2007
ТУ 14-3-1128-2000
ТУ 14-ЗР-1128-2007
≤12
>12
минус 40
минус 30
минус 60
минус 40
Электросварные трубы спиральношовные
Сталь 10
ГОСТ 1050
ГОСТ 3262 6-150 ГОСТ 3262 Среды группы В,
кроме пара и горячей
воды
≤1,6 200 ≤5 минус
20
минус
20

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

Марка стали,
стандарт или ТУ
10
ГОСТ 1050
Технические
требования
ОСТ 26-01-49-82
Наименование
детали
Прокладки
металлические
Предельные
параметры
Температура
стенки, °С,
не более
От
-40 до
+250
Давление
номинальное,
МПа (кгс/см2)
не более
32 (320)
Обязательные испытания σ0,2 +
σв +
σ +
f
KCU +
HB +
Контроль Дефектоскопия +
Неметаллические
включения

Применение стали 10 для изготовления крепежных деталей (ГОСТ 32569-2013)

Марка стали Технические требования Допустимые параметры эксплуатации Назначение
Температура стенки, °С Давление среды,
МПа (кгс/см2),
не более
Сталь 10
ГОСТ 1050
СТП 26.260.2043 От 0 до +300 2,5 (25) Гайки
От -40 до +450 10 (100) Шайбы

Виды поставки

В22 — Сортовой и фасонный прокат   ГОСТ  8510-86; 8239-89; 10551-75; 8240-97; 2879-2006; 2591-2006; 2590-2006; 8509-93; 1133-71; 11474-76; 9234-74;
В23 — Листы и полосы   ГОСТ  6765-75; 14918-80; 19903-74; 82-70; 16523-97; 103-2006;
В24 — Ленты   ГОСТ  3560-73;
В32 — Сортовой и фасонный прокат   ГОСТ  7417-75; 8560-78; 8559-75; 1050-88; 1051-73; 14955-77; 10702-78;
В33 — Листы и полосы   ГОСТ  4405-75; 10885-85; 1577-93; 4041-71;
В34 — Ленты   ГОСТ  19851-74; 10234-77; 503-81;
В62 — Трубы стальные и соединительные части к ним   ГОСТ  22786-77;  8638-57;  8645-68; 53383-2009; 24950-81; 6856-54; 30564-98; 30563-98;  8646-68;  23270-89; 8644-68;  11249-80;  20295-85; 5005-82; 8642-68; 10707-80; 1060-83;  550-75; 8639-82; 8731-87; 8732-78;  8733-74;  8734-75; 12132-66; 9567-75; 3262-75; 14162-79; 13663-86; 10705-80; 10704-91; 5654-76;
В71 — Проволока стальная низкоуглеродистая   ГОСТ  5663-79; 1526-81; 792-67;  5437-85;
В72 — Проволока стальная средне- и высокоуглеродистая   ГОСТ  17305-91;  9389-75;  7372-79;  26366-84;  3920-70;   9850-72;
В76 — Сетки металлические   ГОСТ  9074-85;

Основные свойства

Сталь 10 (ГОСТ определяет концентрацию всех химических элементов и наличие определенных характеристик) относится к группе конструкционных углеродистых металлов.

Широкая область применения материала связана с особыми эксплуатационными характеристиками:

  1. Хорошая пластичность, что позволяет применять их для производства штампованных деталей. Для выпуска большого количества продукции часто применяется технология холодной штамповки.
  2. Хорошая степень свариваемости материала. Применение сварочного аппарата не требует предварительного нагрева заготовки. Процесс сварки может проводится при применении различных технологий. Получаемый шов характеризуется отличной прочностью и надежностью, дополнительная термическая обработка не требуется.
  3. Структура характеризуется хорошей коррозионной стойкостью. Стоит учитывать, что эта сталь не относится к группе нержавеек, так как в состав не включается большое количество хрома или других легирующих элементов. Стойкость к влаге существенно расширяет область применения материала, однако поверхность может реагировать на воздействие некоторых кислот и других химических элементов.
  4. Стоит учитывать и низкую теплостойкость. Именно поэтому ст10, характеристики которой определяют широкое распространение в машиностроительной области, нельзя применять при изготовлении деталей, которые подвержены активному износу. Слишком сильный нагрев может привести к существенному ухудшению эксплуатационных характеристик. К примеру, нагрев на момент трения становится причиной снижения износоустойчивости, а также твердости поверхности.
  5. Есть возможность провести обработку резанием. Это свойство также указывается в ГОСТ 1050-88. Заготовки из рассматриваемой стали легко обрабатывать на станках и ручных инструментом.
  6. Высокий предел выносливости определяет применение материала при изготовлении ответственных деталей, которые предназначены для длительной работы.
  7. Прокаливаемость позволяет также существенно расширить область применения изготавливаемых деталей.

 

Механические свойства стали 10труба оцинкованная  фото

Для улучшения основных качеств проводится термообработка стали 10. Она позволяет существенно повысить твердость поверхности. Процесс термической обработки может привести к тому, что структура становится хрупкой. Именно поэтому следующий шаг заключается в отпуске для снижения внутренних напряжений. Охлаждение заготовки проводится на открытом воздухе или в воде, а также масле. В последнее время чаще всего используется масло, так как равномерное охлаждение позволяет снизить вероятность появления серьезных дефектов в виде окалины и структурных трещин.

Плотность качественной углеродистой стали 10 составляет 7800 — 7870 кг/м3.

Химический состав и его влияние на свойства стали

Помимо указанных в маркировке химических элементов, в состав стали входит большое количество примесей и добавок. Они не указываются в маркировке из-за незначительной концентрации.

  • Кремний. Вводится в состав в качестве раскислителя, связывает вредные примеси и остается в незначительном количестве – до 0.4%.
  • Никель. При высоком процентном содержании делает сталь устойчивой к коррозии, немагнитной и жаропрочной. Повышает вязкость, упругость и обрабатываемость.
  • Марганец. Раскисляет сталь, связывает серу, улучшает обрабатываемость стали, в частности – прокаливаемость.
  • Сера. Образует с железом вредное соединение – сульфид железа. Негативно влияет на структуру стали, придает сплаву красноломкость.
  • Фосфор. Придает стали хладноломкость – склонность к хрупкости при низких температурах.
  • Хром. Один из самых распространенных легирующих элементов, недорогой и эффективный, в больших количествах делает сталь нержавеющей, немагнитной, жаростойкой.
  • Медь. Сталь с высоким содержанием меди лучше прокаливается и менее подвержена коррозии.
  • Мышьяк. Оказывает вредное влияние, похожее на влияние фосфора, но меньшей интенсивности. Немного повышает антикоррозионные свойства.Сталь 10: характеристики марки по ГОСТу. Плотность стали и аналоги,  химический состав и твердость. Применение. Расшифровка

Химический состав, % (ГОСТ 1050-2013)

Марка
стали
Массовая доля элементов, %
C Si Mn P S Cr Ni Cu
не более
10 0,07-0,14 0,17-0,37 0,35-0,65 0,030 0,035 0,15 0,30 0,30

Свойства

Износостойкость цементованной сталитруба стальная оцинкованная   фото

Характеристика
термической
обработки
Твердость
по Виккерсу HV
Износ, мг
образца бронзового
вкладыша
Цементация на глубину 1,5 мм,
закалка при 780°С,
отпуск при 170°С
782 4,0 3,0

Температура критических точек

Температура критических точек материала 10.

Ac1 = 724 ,      Ac3(Acm) = 876 ,       Ar3(Arcm) = 850 ,       Ar1 = 682

Технологические свойства

Технологические свойства материала 10 .

        Свариваемость:     без ограничений.
        Флокеночувствительность:     не чувствительна.
        Склонность к отпускной хрупкости:     не склонна.

Механические свойства

Механические свойства при Т=20oС материала 10 .

Сортамент Размер Напр. sT d5 y KCU Термообр.
мм МПа МПа % % кДж / м2
Лист термообработ., ГОСТ 4041-71 4 — 14 290-420 32
Трубы горячедеформир., ГОСТ 550-75 353 216 25 50 780
Трубы, ГОСТ 8731-87 353 216 24
Трубы, ГОСТ 10705-80 314 196 25
Прокат, ГОСТ 1050-88 до 80 330 205 31 55 Нормализация
Прокат нагартован., ГОСТ 1050-88 410 8 50
Прокат отожжен., ГОСТ 1050-88 290 26 55
Прокат калиброван.нагартован., ГОСТ 10702-78 390 8 50
Механические свойства стали 10 при повышенных температурах
Температура испытаний, °С σ0,2 (МПа) σв(МПа) δ5 (%) ψ % KCU (кДж / м2)
нормализация 900-920 °С
 20 260 420 32 69 221
 200  220  485  20  55  176
 300  175 515  23  55  142
 400  170  355  24  70  98
 500  160  255  19  63  78

ТвердостьТруба ф133х6,0 н/д 5900-8000 ГОСТ 10704-91, 10705-80 немерная, лежалая,  цена в Новосибирске от компании CтальЭнерго-96

    Твердость   10   калиброванного нагартованного ,             ГОСТ 1050-88 HB 10 -1 = 187   МПа
    Твердость   10   горячекатанного ,             ГОСТ 1050-88 HB 10 -1 = 143   МПа
    Твердость   10   ,     Лист термообработ.       ГОСТ 4041-71 HB 10 -1 = 117   МПа
    Твердость   10   ,     Трубы       ГОСТ 8731-87 HB 10 -1 = 137   МПа
    Твердость   10   ,     Трубы горячедеформир.       ГОСТ 550-75 HB 10 -1 = 137   МПа
    Твердость   10   ,     Пруток горячекатан.       ГОСТ 10702-78 HB 10 -1 = 115   МПа
Предел выносливости стали 10
σ-1, МПА J-1, ÌÏÀ n Термообработка
 157-216 51 106 Нормализация 900-920 °C
σ4001/10000=108 МПа, σ4001/100000=78 МПа, σ4501/10000=69 МПа, σ4501/100000=44 МПа,
Ударная вязкость стали 10 KCU, (Дж/см2)
 Т= +20 °С Т= -20(-30) °С Т= -40(-50) °С Т= -60 °С Термообработка (пруток 35 мм)
 235
73-265
59-245
196
203-216
49-174
157
179
45-83
78

19-42

Отсутствует
Нормализация
Отжиг
Прокаливаемость стали 10 (ГОСТ 4543-71)
Расстояние от торца, мм Примечание
1,5 3 4,5 6
 31 29 26 20,5 Твердость для полос прокаливаемости, HRC

Твердость HB (по Бринеллю) для металлопродукции из стали 10 (ГОСТ 1050-2013)

Марка стали Твердость HB, не более, для металлопродукции
горячекатаной и кованой калиброванной и со специальной отделкой поверхности
без термической
обработки
после отжига
или высокого отпуска
нагартованной после отжига
или высокого отпуска
10 143 187 143

Минимальное значение предела текучести, МПа (кгс/мм2) при расчетной температуре (ПНАЭ Г-7-002-86)

Марка
стали
Сортамент Температура, К (°С)
293
(20)
323
(50)
373
(100)
423
(150)
473
(200)
523
(250)
573
(300)
623
(350)
10 Трубы холодно
и теплодефор-
мированные
бесшовные
наружным
диаметром
от 5 до 250 мм,
с толщиной
стенки от 0,3
до 20 мм;
наружным
диаметром
от 6 до 250 мм,
с толщиной
стенки от 1,6
до 24 мм;
наружным
диаметром
от 6 до 160 мм,
с толщиной
стенки
от 2 до 22 мм
206
(21)
196
(20)
195
(19)
181
(18,5)
176
(18)
157
(16)
137
(14)
118
(12)
Сортовая
горячекатаная и
кованая сталь
толщиной или
диаметром
до 80 мм
186
(19)
186
(19)
186
(19)
177
(18)
177
(18)
157
(16)
137
(14)
118
(12)

Минимальное значение предела прочности (временного сопротивления), МПа (кгс/мм2) при расчетной температуре (ПНАЭ Г-7-002-86)

Марка
стали
Сортамент Температура, К (°С)
293
(20)
323
(50)
373
(100)
423
(150)
473
(200)
523
(250)
573
(300)
623
(350)
10 Трубы холодно
и теплодефор-
мированные
бесшовные
наружным
диаметром
от 5 до 250 мм,
с толщиной
стенки от 0,3
до 20 мм;
наружным
диаметром
от 6 до 250 мм,
с толщиной
стенки от 1,6
до 24 мм;
наружным
диаметром
от 6 до 160 мм,
с толщиной
стенки
от 2 до 22 мм
343
(35)
333
(34)
333
(34)
333
(34)
333
(34)
323
(33)
314
(32)
294
(30)
Сортовая
горячекатаная и
кованая сталь
толщиной или
диаметром
до 80 мм
333
(34)
333
(34)
333
(34)
333
(34)
333
(34)
323
(33)
314
(32)
294
(30)

Плотность ρп кг/см3 при температуре испытаний, °С

Сталь 10 20 100 200 300 400 500 600 700 800 900
7856 7832 7800 7765 7730 7692 7653 7613 7582 7594

Коэффициент линейного расширения α*106, К-1

Марка стали α*106, К-1 при температуре испытаний, °С
20-100 20-200 20-300 20-400 20-500 20-600 20-700 20-800 20-900 20-1000
10 12,4 13,2 13,9 14,5 14,9 15,1 15,3 12,1 14,8 12,6

Модуль нормальной упругости (Модуль Юнга) Е, ГПа

Марка Стали При температуре испытаний, °С
20 100 200 300 400 500 600 700 800 900
10 206 199 195 186 178 169 157

Коэффициент теплопроводности λ Вт/(м*К)

Марка Стали λ Вт/(м*К), при температуре испытаний, °С
20 100 200 300 400 500 600 700 800 900
10 58 54 49 45 40 36 32 29 27

Удельная теплоемкость c, Дж/(кг*К)

Марка стали c, Дж/(кг*К), при температуре испытаний, °С
20-100 20-200 20-300 20-400 20-500 20-600 20-700 20-800 20-900 20-1000
10 466 479 512 567

Модуль упругости при сдвиге на кручение G, ГПа

Марка стали При температуре испытаний, °С
20 100 200 300 400 500 600 700 800 900
10 78 77 76 73 69 66 59

Удельное электросопротивление ρ нОм*м

марка стали ρ нОм*м, пРитемпеРатуРе испытаний, °С
20 100 200 300 400 500 600 700 800 900
10 190 263 352 458 584 734 905 1081 1130

Физические свойства

T E 10- 5 a 10 6 l r C R 10 9
Град МПа 1/Град Вт/(м·град) кг/м3 Дж/(кг·град) Ом·м
20 2.1 7856 140
100 2.03 12.4 57 7832 494 190
200 1.99 13.2 53 7800 532 263
300 1.9 13.9 49.6 7765 565 352
400 1.82 14.5 45 7730 611 458
500 1.72 14.85 39.9 7692 682 584
600 1.6 15.1 35.7 7653 770 734
700 15.2 32 7613 857 905
800 12.05 29 7582 875 1081
900 14.08 27 7594 795 1130
1000 12.6 666
1100 14.4 668
T E 10- 5 a 10 6 l r C R 10 9

Зарубежные и отечественные аналогиТруба электросварная прямошовная 89х3,5 сталь 10, цена в Новосибирске от  компании CтальЭнерго-96

США Германия Япония Франция Англия Евросоюз Италия Испания Китай Швеция Болгария Венгрия Польша Румыния Чехия Швейцария
DIN,WNr JIS AFNOR BS EN UNI UNE GB SS BDS MSZ PN STAS CSN SNV
1010
1012
1110
C1010
Gr.A
M1010
M1012
1.0301
1.0305
1.0308
1.1121
C10
C10E
Ck10
St35
ST35-8
S10C
S12C
S9CK
SASM1
STB340
STKM12A
SWMR
AF34
AF34C10
C10
C10RR
XC10
040A10
040A12
045M10
10CS
10HS
1449-10CS
CFS3
CS10
1.0301
1.0310
1.1121
2C10
C10
C10D
C10E
1C10
2C10
C10
C14
Fe360
F.1511
10
1233
1265
10
C10
10
K10
R35
OLC10
11353
12010
12021
C10

Сталь 10 – отечественные аналоги

Марка металлопроката Заменитель
10 08
08кп
15
Источники
  • https://www.nttzm.ru/spravochnik/stali/stal-10/
  • https://vashnozh.com/stal/aus-10
  • https://areal-metal.ru/spravka/stal-10
  • https://stankiexpert.ru/spravochnik/materialovedenie/stal-10.html

Оцените статью
YourKnives
Adblock
detector