JIS G3106 E355D: Высокопрочная низкоуглеродистая сталь для сварных конструкций — свойства и применение
Общие сведения о стали JIS G3106 E355D
Сталь E355D по стандарту JIS G3106 — это высокопрочная низкоуглеродистая конструкционная сталь для сварных конструкций с минимальным пределом текучести **355 МПа** (для толщины ≤16 мм) и пределом прочности 490–640 МПа. Буква «D» гарантирует ударную вязкость не менее 27 кДж/м² **при -20 °C**. Это наивысший класс прочности в серии сталей E (E235, E275, E355) стандарта JIS G3106. Сталь обеспечивает максимальную экономию металла при сохранении отличной свариваемости и низкотемпературной вязкости за счет микролегирования и строгого контроля вредных примесей.
Химический состав (типовый, масс.%)
| Элемент | C | Si | Mn | P | S |
|---|---|---|---|---|---|
| Содержание | ≤0.20 | ≤0.55 | ≤1.60 | ≤0.030 | ≤0.015 |
Физические и механические свойства (при 23 °C, если не указано иное)
Общие физические свойства
| Свойство | Значение | Примечание |
|---|---|---|
| Плотность | 7.8–7.9 г/см³ | Типично для низкоуглеродистых сталей |
Механические свойства
| Свойство | Температура | Значение | Примечание |
|---|---|---|---|
| Модуль упругости (E) | 23 °C | 200–215 ГПа | Типично для низкоуглеродистых сталей |
| Предел текучести (Rp0.2) | 23 °C | 285–355 МПа | Минимальное 355 МПа для толщины ≤16 мм |
| Предел прочности на разрыв (Rm) | 23 °C | 490–640 МПа | |
| Относительное удлинение (A5) | 23 °C | 17–22 % | |
| Ударная вязкость (Charpy V-notch) | -20 °C | ≥27 кДж/м² | Гарантированное значение при -20 °C |
| Коэффициент Пуассона | 23 °C | 0.29 | Типично для низкоуглеродистых сталей |
| Модуль сдвига (G) | 23 °C | 82 ГПа | Типично для низкоуглеродистых сталей |
Тепловые свойства
| Свойство | Значение | Примечание |
|---|---|---|
| Коэффициент линейного теплового расширения (20–100 °C) | 13.2–13.8 × 10⁻⁶ 1/К | Типично для низкоуглеродистых сталей |
| Максимальная рабочая температура | 500 °C | Типично для углеродистых сталей |
| Температура плавления | 1480–1526 °C | Типично для низкоуглеродистых сталей |
| Удельная теплоемкость | 465 Дж/(кг·К) | Типично для низкоуглеродистых сталей |
| Теплопроводность | 25–93 Вт/(м·К) | Типично для низкоуглеродистых сталей |
Электрические свойства
| Свойство | Значение | Примечание |
|---|---|---|
| Электрическое сопротивление | 1.43–1.74 × 10⁻⁷ Ом·м | Типично для углеродистых сталей |
Магнитные свойства
| Свойство | Значение | Примечание |
|---|---|---|
| Точка Кюри | 770 °C | Типично для низкоуглеродистых сталей |
Преимущества стали E355D
- Высокая удельная прочность: позволяет снизить вес металлоконструкций на 20–30% по сравнению со сталями класса 235 МПа.
- Гарантированная вязкость при -20 °C: критически важно для северных регионов и сейсмостойких конструкций.
- <хорошая свариваемость: несмотря на высокую прочность, низкий углеродный эквивалент (Ceq ≤ 0.45%) обеспечивает холодную свариваемость толстостенных изделий.
- Чистота стали: низкое содержание P и S обеспечивает высокое качество зоны термического влияния.
Технологические свойства
- Свариваемость: хорошая; рекомендуется предварительный нагрев 100–150 °C при толщине >30 мм, послеварковое отпускание 550–600 °C для снятия напряжений.
- Обработка давлением: холодная гибка возможна, но требует больших усилий; радиус гибки не менее 2–3 толщин.
- Нормализация / Улучшение: нормализация 900–950 °C / воздух; улучшение (закалка 850–900 °C / вода + отпуск 580–620 °C) для максимальной вязкости.
Применение
- Высотные здания и сооружения (колонны, балки, связи жесткости);
- Крупнопролетные мосты (фермы, балоки, арки);
- Морские нефтегазовые платформы, якорные конструкции;
- Тяжелые крановые металлоконструкции (порталы, балоки кранов по 100+ т);
- Рамы прессов, кузнечных молотов, пресс-форм;
- Сейсмостойкие конструкции в районах высокой сейсмичности;
- Трубопроводы и резервуары для хранения СУГ/нефти в холодном климате.
Аналоги по международным стандартам
| Стандарт | Марка |
|---|---|
| EN 10025-2 | S355J2 |
| EN 10025-3 / 4 | S355M / S355ML (термомеханически прокатанные) |
| ASTM A572 / A992 | Grade 50 |
| ASTM A709 | Grade 50W (Zone 2/3) |
| ISO 630 | Fe 510 D |
| GB/T 1591 | Q355D / Q355E |
Металл
- JIS G3115 Grade SPV450: Ключевые свойства низкоуглеродистой стали
- JIS G3115 Grade SPV490: Механические и физические свойства низкоуглеродистой стали
- JIS H4100 Grade 7N01 O – Ключевые свойства и стандарты алюминиевого сплава
- JIS H4100 Grade 7N01 T4 – Ключевые свойства и стандарты алюминия
- Алюминий JIS H4120 Grade 5056 O: Свойства и стандарты
- Алюминиевый сплав JIS H4040 Grade 5056: Технический обзор
- Алюминиевый сплав JIS H4040 Grade 7N01 T4: Премиальный сплав серии 7000
- JIS H4040 7N01 T6 Алюминий – Подробные спецификации и инженерные свойства
- JIS G3106 E235B (SM400A/E235B): Низкоуглеродистая сталь для сварных конструкций — свойства и спецификации
- JIS G3106 E235D: Низкоуглеродистая сталь для сварных конструкций с ударной вязкостью при -20 °C