Сталь S235JR і S355JR -
властивості, відмінності та вибір листа
S235JR і S355JR це нелеговані конструкційні сталі за стандартом EN 10025-2, які відрізняються насамперед міцністю. Мінімальна границя текучості становить 235 МПа для S235JR і 355 МПа для S355JR (за товщини до 16 мм), тобто на 51 відсоток більше. Обидві марки мають позначення JR, яке гарантує ударну роботу не менше 27 Дж за температури +20°C. На практиці S355JR дає змогу зменшити товщину і масу несучого елемента, а S235JR легше гнути й зварювати, і вона дешевша в закупівлі.
Що означає позначення S235JR
Позначення побудоване за EN 10027-1. Літера S вказує на конструкційну сталь, число це мінімальна границя текучості в мегапаскалях для найменшого діапазону товщин, а JR визначає клас ударної в'язкості: 27 Дж за +20°C. Вищі класи це J0 (27 Дж за 0°C), J2 (27 Дж за -20°C) і K2 (40 Дж за -20°C). Докладніше про побудову позначень марок листа йдеться у статті про позначення марок листової сталі.
Випробування на ударний вигин проводять для виробів товщиною від 6 мм. Для тоншого листа вимоги ударної в'язкості не перевіряються випробуванням, а марку обирають за границею текучості, міцністю і відносним подовженням.
Механічні властивості
| Показник за EN 10025-2 | S235JR | S355JR |
|---|---|---|
| мінімальна границя текучості ReH, товщина до 16 мм | 235 МПа | 355 МПа |
| мінімальна границя текучості ReH, товщина 16-40 мм | 225 МПа | 345 МПа |
| тимчасовий опір Rm, товщина менше 3 мм | 360-510 МПа | 510-680 МПа |
| тимчасовий опір Rm, товщина 3-100 мм | 360-510 МПа | 470-630 МПа |
| мінімальне подовження A, товщина 3-40 мм, поздовжній зразок | 26% | 22% |
| мінімальна ударна робота KV за +20°C | 27 Дж | 27 Дж |
Для товщин менше 3 мм стандарт наводить окремі, нижчі значення подовження на розрахунковій довжині 80 мм. Модуль пружності обох марок однаковий і становить близько 210 ГПа, так само як і густина 7,85 кг/дм³. Маса листа чи рулону тому однакова, і потребу можна розрахувати тим самим калькулятором ваги листа.
Хімічний склад і зварюваність
| Елемент (аналіз плавки, макс.) | S235JR | S355JR |
|---|---|---|
| вуглець C, товщина до 16 мм | 0,17% | 0,24% |
| марганець Mn | 1,40% | 1,60% |
| кремній Si | не нормується | 0,55% |
| фосфор P | 0,035% | 0,035% |
| сірка S | 0,035% | 0,035% |
| азот N | 0,012% | 0,012% |
| мідь Cu | 0,55% | 0,55% |
| вуглецевий еквівалент CEV, товщина до 30 мм | 0,35 | 0,45 |
Обидві марки вважаються добре зварюваними. Різниця видна у вуглецевому еквіваленті CEV: S235JR перебуває в діапазоні, де попередній підігрів практично не потрібен, а для S355JR потребу в підігріві визначають товщина, погонна енергія і жорсткість з'єднання. Тонкий лист, типовий для корпусів, профілів чи деталей машин, обох марок зварюють стандартними методами MAG без додаткових заходів.
Коли S355JR замість S235JR
Несуча здатність елемента, що працює на розтяг або згин у пружній області, зростає пропорційно границі текучості. Розрахунковий приклад HEN-STOL: смуга з листа шириною 60 мм, що передає розтягувальне зусилля 50 кН, потребує перерізу 213 мм² із S235JR і 141 мм² із S355JR. Це означає товщину близько 3,55 мм замість 2,35 мм, тобто на 34 відсотки менше сталі в тому самому елементі (спрощений розрахунок без коефіцієнтів надійності).
| Варіант | Потрібний переріз | Товщина за ширини 60 мм | Маса 1 м елемента |
|---|---|---|---|
| S235JR | 213 мм² | бл. 3,55 мм | бл. 1,67 кг |
| S355JR | 141 мм² | бл. 2,35 мм | бл. 1,11 кг |
Перевага вищої міцності проявляється не всюди. Там, де розміри визначають жорсткість, прогин або стійкість тонкої стінки, обидві сталі поводяться однаково, бо мають той самий модуль пружності. У таких елементах S235JR виконує завдання так само добре і дешевше. S355JR вигідна в несучих елементах, кронштейнах, рамах і конструкціях, де важить власна маса або вартість транспортування готового виробу.
Пластична обробка та різання
Вища міцність S355JR означає більші зусилля гнуття, сильніше пружинення і зазвичай більший мінімальний радіус гнуття, ніж у S235JR. Під час серійного гнуття на листозгинальному пресі це варто врахувати в програмі та інструменті. Лазерне, плазмове і гільйотинне різання обох марок відбувається без суттєвих відмінностей. Для штампування і глибокого формування обидві марки поступаються сталям груп DD і DC, про що докладніше у статті про гарячекатаний і холоднокатаний лист.
S235JR і S355JR без сертифіката
Обидві сталі входять до пропозиції гарячекатаного листа HEN-STOL як матеріал без сертифіката, тобто такий, що продається без сертифіката металургійного заводу. Надлишковий прокат і надвиробництво в цих марках мають параметри як у сертифікованої сталі, а нижча ціна зумовлена виключно відсутністю документа. Це рішення для виробництва, де документація виробу не вимагає сертифіката приймального контролю, наприклад деталей машин, корпусів, обладнання чи металовиробів. Там, де сертифікат обов'язковий, правила описує стаття про документи контролю за EN 10204.
Доступні марки сталі, види покриттів і формати рулонів, штаби та листів представлені в пропозиції сталевого листа HEN-STOL, з окремими сторінками про оцинкований лист, холоднокатаний лист і гарячекатаний лист.
Перевірте, як ми можемо допомогти
HEN-STOL постачає гарячекатаний лист марок S235JR і S355JR у рулонах, штабах і листах, від 5 тонн. Надішліть специфікацію з товщиною, форматом і застосуванням, і ми перевіримо доступні партії та порадимо, яка марка буде вигіднішою для деталі.
Найчастіші запитання
Яка різниця між сталлю S235JR і S355JR?
Головна різниця це міцність. S235JR має мінімальну границю текучості 235 МПа, а S355JR 355 МПа (товщина до 16 мм). S355JR також має вищий тимчасовий опір, 470-630 МПа проти 360-510 МПа, і дещо вищий вуглецевий еквівалент CEV, 0,45 проти 0,35. Обидві сталі мають однаковий клас ударної в'язкості JR, 27 Дж за +20°C.
Що означає JR у позначенні S235JR?
JR це клас ударної в'язкості за EN 10025-2: зразок з V-подібним надрізом має поглинути не менше 27 Дж енергії за +20°C. Вищі класи J0 і J2 вимагають тієї самої енергії за 0°C і -20°C, а K2 вимагає 40 Дж за -20°C. Випробування проводять для виробів товщиною від 6 мм.
Чи зварюється сталь S355JR?
Так, S355JR добре зварюється. Її вуглецевий еквівалент CEV становить максимум 0,45 за товщини до 30 мм. Тонкий лист зварюють стандартними методами без підігріву, а для товстих і жорстких з'єднань потребу в попередньому підігріві визначають за товщиною і погонною енергією.
Чи можна замінити S235JR на S355JR?
Зазвичай так, бо S355JR відповідає і перевищує вимоги до міцності S235JR. Під час заміни слід врахувати більші зусилля гнуття і пружинення, а також вищий CEV під час зварювання товстих деталей. Зворотна заміна, S355JR на S235JR, вимагає повторної перевірки несучої здатності елемента.
Який відповідник S235JR у старих польських стандартах?
Найближчий відповідник S235JR це сталь St3S за колишнім польським стандартом PN-88/H-84020. Для S355 найчастіше вказують 18G2A, яка, однак, ближча до марки S355J2. Під час заміни позначень у документації варто порівнювати вимоги, а не лише назви.
Скільки важить лист зі сталі S235JR і S355JR?
Однаково. Обидві марки мають густину 7,85 кг/дм³, тож квадратний метр листа товщиною 1 мм важить 7,85 кг, а лист 1250 x 2500 мм товщиною 3 мм близько 73,6 кг. Різниця в масі виробу з'являється лише тоді, коли вища міцність S355JR дозволяє застосувати тонший лист.
Джерела
- EN 10025-2, Гарячекатаний прокат з конструкційних сталей - технічні умови постачання нелегованих конструкційних сталей, 2019
- EN 10027-1, Системи позначення сталей - назви сталей, 2016
- EN 10204, Металеві вироби - види документів контролю, 2004
- EN 1090-2, Виготовлення сталевих і алюмінієвих конструкцій - технічні вимоги до сталевих конструкцій, 2018