Стали С245 и С255: свойства и область применения

Углеродистые стали С245 и С255 — основа подавляющего большинства строительных металлоконструкций в нашей стране. Из них изготавливают колонны и балки складов, фермы покрытий, прогоны, связи, лестницы, площадки и навесы. Названия сталей похожи, цифры почти одинаковы, и многие заказчики считают эти марки взаимозаменяемыми. Это не совсем так: разница между ними небольшая по прочности, но существенная по надёжности в определённых условиях.

Технологи и конструкторы нашего завода ежедневно работают с обеими марками — принимают прокат, проверяют сертификаты, подбирают сталь под условия эксплуатации. В этой статье мы разберём, чем С245 отличается от С255, как читать обозначения и когда экономия на марке стали оправдана, а когда опасна.

Что означает обозначение

Буква «С» в обозначении — «строительная», а число — минимальный гарантированный предел текучести в мегапаскалях для проката определённой толщины. Требования к строительным сталям установлены ГОСТ 27772, который нормирует не химический состав в чистом виде, а комплекс механических свойств: предел текучести, временное сопротивление, относительное удлинение, ударную вязкость и изгиб в холодном состоянии.

Отличие от общих марок

Раньше в проектах указывали стали по общим стандартам — например, Ст3пс или Ст3сп с категориями. Строительные стали по ГОСТ 27772 пришли им на смену и имеют более чёткие гарантии для строительных задач. С245 по составу близка к полуспокойной Ст3пс, а С255 — к спокойной Ст3сп. Главное различие — в степени раскисления.

Раскисление и его последствия

При выплавке сталь раскисляют, удаляя растворённый кислород. Спокойная сталь раскислена полностью, имеет однородную структуру и меньше неметаллических включений. Полуспокойная раскислена частично. Именно поэтому С255 обладает более стабильными свойствами по толщине проката и лучше сопротивляется хрупкому разрушению при низких температурах.

Механические свойства

Сравним ключевые характеристики обеих марок. Значения приведены для типичных толщин проката и соответствуют нормативным требованиям.

Расчётное сопротивление

В расчётах по СП 16.13330 используется расчётное сопротивление, которое получают делением нормативного на коэффициент надёжности по материалу. Для тонкого проката расчётные сопротивления С245 и С255 практически совпадают, поэтому сечения элементов при замене одной марки на другую не меняются. Выигрыш С255 не в прочности, а в надёжности.

Ударная вязкость и хладостойкость

Главное, что отличает эти стали на практике, — поведение при низких температурах. Ударная вязкость характеризует способность металла поглощать энергию удара без хрупкого разрушения. При понижении температуры она падает, и у некоторых сталей существует порог хладноломкости, ниже которого металл разрушается хрупко, без пластических деформаций.

Почему это важно для каркасов

Хрупкое разрушение опасно тем, что происходит внезапно, при напряжениях ниже расчётных, от концентраторов — сварных швов, отверстий, надрезов. В сварных конструкциях, работающих при отрицательных температурах, такие концентраторы есть всегда. Поэтому нормы требуют выбирать сталь с учётом расчётной температуры района строительства и группы конструкций.

Группы конструкций

СП 16.13330 делит конструкции на четыре группы по ответственности и условиям работы. К первой относятся сварные конструкции, работающие в особо тяжёлых условиях, — подкрановые балки, элементы, воспринимающие динамику. К четвёртой — вспомогательные элементы: лестницы, площадки, ограждения. Для каждой группы и температурного района таблица норм указывает допустимые стали.

Где применяется С245

С245 — экономичный выбор для неответственных и умеренно ответственных элементов в отапливаемых зданиях и в районах с мягким климатом.

• Прогоны, связи и элементы фахверка.
• Лестницы, площадки обслуживания, ограждения.
• Балки перекрытий внутри отапливаемых зданий.
• Навесы и козырьки небольших размеров.
• Опорные конструкции под оборудование без динамических нагрузок.

Сталь хорошо сваривается всеми распространёнными способами, в том числе полуавтоматической сваркой в среде CO2, не требует подогрева и термообработки, легко режется и гнётся.

Где нужна С255

С255 выбирают, когда важна гарантированная вязкость и работа при низких температурах или когда нужен прокат толщиной более 20 мм.

• Колонны и ригели рам неотапливаемых зданий в районах с холодными зимами.
• Стропильные фермы со сварными узлами.
• Опорные плиты и фланцы толщиной свыше 20 мм.
• Конструкции открытых эстакад, галерей, опор трубопроводов.
• Элементы, воспринимающие вибрационные нагрузки.

Климат средней полосы

Для каркасов неотапливаемых складов и навесов в Московском регионе С255 — обычный выбор для основных несущих элементов. Для второстепенных элементов допускается С245, что даёт небольшую экономию без снижения надёжности.

Технологические особенности обработки

С точки зрения цеха обе стали удобны в работе, но у каждой есть свои нюансы, которые влияют на качество готовых конструкций.

Сварка

Углеродный эквивалент обеих марок низкий, поэтому они относятся к хорошо сваривающимся сталям. Полуавтоматическая сварка в среде CO2 и смеси аргона с углекислым газом по ГОСТ 14771 выполняется без предварительного подогрева при толщинах, типичных для строительных конструкций. Для С255 большой толщины при сварке в мороз на монтаже технологическая карта может предусматривать подогрев кромок, чтобы исключить закалочные структуры в зоне термического влияния.

Резка и гибка

Лазерная и плазменная резка обеих сталей даёт чистую кромку без науглероживания, пригодную под сварку без дополнительной механической обработки. При холодной гибке на прессах С245 и С255 ведут себя одинаково: допустимый радиус гиба определяется толщиной и направлением проката. Для гибки поперёк волокон радиус выбирают больше, чтобы исключить трещины на наружной поверхности.

Антикоррозионная защита

Марка стали не влияет на выбор системы покрытия, но качество поверхности проката важно. Полуспокойная С245 чаще имеет поверхностные дефекты, которые проявляются после дробеструйной очистки. Перед порошковой окраской или нанесением грунт-эмали такие места зачищаются, чтобы покрытие легло равномерно.

Сертификаты и входной контроль

Прокат поступает с документом о качестве от металлургического предприятия. На заводе проверяется:

1. Соответствие марки и стандарта заказу и проекту.
2. Номер плавки и партии, совпадающий с маркировкой на металле.
3. Механические свойства и результаты испытаний на ударный изгиб при нормируемой температуре.
4. Геометрия: толщина, ширина, длина, отсутствие недопустимых дефектов поверхности.

При сомнениях образцы направляются на испытания. Прослеживаемость плавки сохраняется до готовой отправочной марки, что особенно важно для ответственных конструкций.

Можно ли заменить одну марку другой

Замена С245 на С255 всегда допустима: сталь с лучшими характеристиками надёжнее. Обратная замена возможна только после проверки по таблицам норм для конкретной группы конструкций и расчётной температуры, а также при толщине проката не более 20 мм. Любая замена марки стали в ответственных конструкциях оформляется согласованием с проектировщиком.

На заводе в наличии постоянно есть листовой и фасонный прокат обеих марок, что позволяет не задерживать заказ из-за снабжения. Подробнее о номенклатуре — в разделе продукции.

Итоги

С245 и С255 почти одинаковы по прочности, но различаются степенью раскисления, гарантиями ударной вязкости и допустимыми толщинами. С245 — рациональный выбор для второстепенных элементов и отапливаемых зданий, С255 — для основных несущих конструкций в неотапливаемых помещениях и на открытом воздухе, а также для толстого проката. Правильный выбор марки определяется группой конструкций и расчётной температурой по СП 16.13330.

Если нужно подобрать сталь для вашего объекта или проверить обоснованность выбора в проекте, обратитесь к специалистам завода через раздел контактов.