Конструкційні будівельні низьколеговані сталі

До низьколегованих будівельних сталей відносяться сталі, що містять не більш 0,22 % С и порівняно невелику кількість недефіцитних легуючих елементів: до 1,8 % Мn, до 1,2% Si, до 0,8% Сr, а також до 0,8% Ni, до 0,5% Сu, до 0,15% V, до 0,03% Ti, до 0,15% N та інших порізно або спільно. Ці сталі у виді листів, сортового фасонного прокату використовують у будівництві та машинобудуванні для зварених конструкцій, в основному без додаткової термічної обробки.

Низьколеговані низьковуглецеві сталі добре зварюються; вони не утворюють при зварюванні холодних та гарячих тріщин, тому властивості звареного з'єднання і ділянок, що прилягають до нього (зони термічного впливу), близькі до властивостей основного металу.

Будівельні низьколеговані сталі частіше використовують безпосередньо після прокатки, нормалізації або високої відпустки. Підвищення механічних властивостей цих сталей зв'язано зі зміцненням фериту при розчиненні в ньому легуючих елементів, у першу чергу марганцю (твердо розчинне зміцнення), утворенням дисперсних зміцнюючих фаз, що виділяються в процесі прокатки, при охолодженні після прокатки або нормалізації (дисперсійне зміцнення) та подрібненням зерна аустеніту (зерно кордонне зміцнення). Тому низьколеговані сталі в порівнянні з вуглецевими сталями звичайної якості (Ст2, Ст3, Ст4) мають більш високі значення тимчасового опору та межі текучості при збереженні гарної пластичності, а також менш схильні до старіння і холодноламкості.

Нікель знижує поріг холодноламкості. Це важливо для будівельних сталей для яких при –40° С ударна в'язкість повинна бути 0,3–0,5 МДж/м².

Введення міді підвищує корозійну стійкість сталей 10ХСНД, 15ХСНД в атмосферних умовах за рахунок утворення на поверхні сталі захисної плівки. Швидке охолодження (водою) профілів прокату з низьколегованих сталей по виходу їх із прокатного стану дозволяє значно підвищити їхню міцність, не знижуючи ударної в'язкості і не підвищуючи порога холодноламкості. Низьколеговані сталі нерідко поставляють після нормалізації (або нормалізації і високої відпустки). Нормаліза­ція трохи підвищує характеристики міцності і, подріб­нюючи зерно, поліпшує пластичність та в'язкість, зменшуючи схильність до крихкого руйнування. Сталі 14М2, 17ГС, 15ХСНД потрапляють після загартування та відпалу, що значно підвищує їхню міцність, знижує поріг холодноламкості та зменшує схил­ьність до старіння.

Застосування в будівництві термічно оброблених профілів та листів з низьколегованої сталі, що має =400÷500 МПа, дає економію металу до 50 %.

Гарне сполучення механічних ітехнологічних властивостей досягається при легуванні низьковуглецевої сталі 0,05–0,12 % V та 0,015–0,025 % N. При взаємодіїванадію з азотом утворюються карбонітрід V(C, N) та нітрид ванадію VN, що дозволяє одержати сталь з дуже дрібнимзерном (бал 10–12) та низьким порогом холодноламкості (–80 °С). На цьому принципі розроблені й освоєні низьколеговані сталі 14М2АФ, 16М2АФД і 16М2АФ та ін. з дисперсійним зміцненням та межою текучості після нормалізації до 450 МПа. Легована сталь з 0,2 % С, 0,5 % Мо та 0,003% В має високу стійкість аустеніту, що приводить до утворення при охолодженні на повітрі структури бейніту. Для виготовлення ненапруженої арматури періодичного профілю застосовують сталі 18М2С, 10ГТ, 38ХС, 25М2С, а для попередньо напружених конструкцій – сталь 23Х2М2Т.