Сталь 300W против 350W: конструкционные стали CSA G40.21

В канадском стандарте CSA G40.21 марки 300W и 350W — основные конструкционные стали для сварных несущих конструкций (мосты, здания, краны). Цифра — минимальный предел текучести в МПа (300 и 350 МПа соответственно). «W» — сваркиваемая (weldable). Разберем, когда какую применять.

Химический состав (типовые пределы, %)

(микролегирование)

350W имеет больше Mn и микролегирование (Nb/V) для зерноуточнения и упрочнения без потери сваркиваемости.

Механические свойства (минимальные, прокаты >20 мм)

Элемент	300W (Cat. 2)	350W (Cat. 3)
C	≤0,23	≤0,23
Mn	0,50–1,50	1,00–1,60
Si	≤0,40	≤0,40
P	≤0,04	≤0,04
S	≤0,05	≤0,05
Nb+V	—	≤0,15

Свойство	300W	350W
σ0.2, МПа	300	350
σb, МПа	450–620	480–650
δ, % (50 мм)	22	20
KCV (-20°С), Дж	27 (Cat. 2)	27 (Cat. 3)

Ключевые различия

Прочность и экономия металла

350W на 17% выше по σ0.2. Позволяет снизить вес конструкции на 10–15% (меньше сечения/толщины). Критично для мостов, высоких зданий, крановых путей.

Сварка

300W — эталон сваркиваемости (Ceq ~0,35–0,40%). Предиск редко нужен. 350W — Ceq ~0,40–0,48% (за счет Mn, Nb/V). Требует предиска 50–100°С для толщин >25 мм, контроля межпроходной T (<250°С), базовой проволоки E4918/E7018. Сварка сложнее, но стандартная для квалифицированных сварщиков.

Коррозия

Обе — углеродистые, ржавеют одинаково. Защита: ЛКЗ, горяцецинк, металлизация. Nb/V в 350W не влияют на атмосферную коррозию.

Цена

350W на 5–15% дороже за тонну. Но экономия металла часто перекрывает разницу. Для ответственных узлов (узлы жесткости, опоры) 350W выгоднее суммарно.

Применение по стандарту

• 300W (Cat. 2): второстепенные элементы, навесное оборудование, несущие балки малых пролетов, стойки, балокрылья, где расчет по σ0.2=300 МПа дает достаточное сечение.
• 350W (Cat. 3): главные несущие элементы мостов, высотных зданий, крановых балок, колонн, где важна экономия веса/сечения или расчет требует σ0.2=350 МПа.

Важные нюансы

• Категории (Cat. 1/2/3/4) в CSA G40.21 задают требования к КВУ (KCV) при разных T. Для северных регионов/морей — выбирайте Cat. 3/4 (KCV при -40°С/-50°С).
• 350W Cat. 3 — де-факто стандарт для новых мостов в Канаде.
• Аналоги: ASTM A572 Gr.50 (345 МПа) ≈ 350W; ASTM A36 (250 МПа) < 300W.

Вывод

300W — дешевле, проще в сварке, для менее ответственных узлов. 350W — прочнее, легче конструкция, стандарт для главных несущих элементов современных мостов/зданий. Выбор по расчету конструкции и категории КВУ.