Содержание

О марке и расшифровка обозначения

Сталь 10 - качественная конструкционная нелегированная сталь по ГОСТ 1050-2013. Цифра «10» в обозначении указывает на среднее содержание углерода в сотых долях процента: около 0,10% C. Это одна из самых низкоуглеродистых марок в классе качественных конструкционных сталей - наряду со сталями 08 и 15.

Марка относится к группе качественных нелегированных сталей. «Качественная» означает повышенные требования к содержанию серы и фосфора по сравнению со сталями обыкновенного качества (Ст3, Ст5 и пр.): нормы по P и S в ГОСТ 1050-2013 жёстче, чем в ГОСТ 535-2005.

Ключевые характеристики Стали 10 в одной фразе: мягкая, хорошо деформируемая, отлично свариваемая низкоуглеродистая сталь с высокой пластичностью - для изделий, которые гнут, штампуют, вытягивают и сваривают без последующей термообработки.

Благодаря малому содержанию углерода Сталь 10 обладает высокой пластичностью и ударной вязкостью, хорошо обрабатывается давлением в холодном и горячем состоянии. Прочностные характеристики у неё ниже, чем у среднеуглеродистых сталей (40, 45), что является закономерным следствием химического состава, а не недостатком: марка проектировалась именно для задач, где главное - формируемость, свариваемость и надёжность при ударных нагрузках.

Классификация

Качественная конструкционная нелегированная сталь. Группа по ГОСТ 1050-2013 - сталь с нормальным содержанием марганца.

Основной стандарт

ГОСТ 1050-2013 «Металлопродукция из нелегированных конструкционных качественных и специальных сталей».

Виды поставки

Горячекатаный и холоднокатаный лист, сортовой прокат (круг, квадрат, шестигранник), полоса, трубы, поковки, лента, калиброванный прокат.

Термообработка

Нормализация 900-950°C. Цементация с последующей закалкой для поверхностного упрочнения. Без термообработки для большинства применений.

Сталь 10 широко применяется в котлостроении, трубной промышленности, машиностроении, строительстве и производстве изделий народного потребления. Основные конкуренты в пределах той же группы - Сталь 08 (ещё более мягкая, для вытяжки) и Сталь 15 (чуть прочнее, для тех же отраслей). Выбор между ними определяется требованиями к прочности и глубине вытяжки.

Химический состав

Химический состав Стали 10 приведён в таблице 1 ГОСТ 1050-2013. Нормируются восемь элементов. Элементы Mo, V, W, Ti стандартом для данной марки не нормируются и в таблицу не включены.

Элемент Массовая доля, % Примечание
Углерод (C) 0,07–0,14 Диапазон по таблице 1
Кремний (Si) 0,17–0,37 Диапазон по таблице 1
Марганец (Mn) 0,35–0,65 Диапазон по таблице 1
Фосфор (P) не более 0,030 Верхний предел по таблице 1
Сера (S) не более 0,035 Верхний предел по таблице 1
Хром (Cr) не более 0,15 Верхний предел по таблице 1
Никель (Ni) не более 0,30 Верхний предел по таблице 1
Медь (Cu) не более 0,30 Верхний предел по таблице 1
Мышьяк (As) не более 0,08 Верхний предел по п. 5.1.8 ГОСТ 1050-2013

Важно: значения Cr, Ni, Cu (не более 0,15%, не более 0,30%, не более 0,30%) - это нормы на остаточные (примесные) элементы, не являющиеся легирующими. Сталь 10 - нелегированная марка. Присутствие хрома, никеля и меди в указанных пределах является допустимым, но не обязательным.

Низкое содержание углерода (средний уровень около 0,10%) определяет все ключевые технологические свойства марки: высокую пластичность, хорошую свариваемость без ограничений, лёгкую обрабатываемость давлением. Кремний и марганец введены в стандартных для данного класса количествах и выполняют функции раскисления и небольшого упрочнения твёрдого раствора.

Жёсткие ограничения по сере (не более 0,035%) и фосфору (не более 0,030%) отличают качественные стали по ГОСТ 1050-2013 от сталей обыкновенного качества по ГОСТ 535-2005. Сниженное содержание вредных примесей улучшает пластичность, ударную вязкость и свариваемость.

Механические свойства

Механические свойства Стали 10 нормируются ГОСТ 1050-2013 в зависимости от вида металлопродукции и состояния поставки. Ниже приведены нормативные значения для горячекатаного сортового проката (нормализованное состояние) согласно требованиям ГОСТ 1050-2013.

Параметр Обозначение Значение Единица
Предел прочности при растяжении σв не менее 330 МПа
Предел текучести σт не менее 205 МПа
Относительное удлинение δ5 не менее 31 %
Относительное сужение ψ не менее 55 %
Твёрдость (горячекатаная, без термообработки) HB не более 143 единицы HB

Сопоставление с соседними марками: Сталь 08 даёт σв не менее 310 МПа при δ5 не менее 33%. Сталь 15 - σв не менее 370 МПа при δ5 не менее 26%. Сталь 10 занимает промежуточное положение, сочетая достаточную прочность с высокой пластичностью.

Ударная вязкость KCU для Стали 10 нормируется в зависимости от вида проката и температуры испытания стандартами на конкретную продукцию (трубы, листы, поковки). Для горячекатаного сортового проката по ГОСТ 1050-2013 нормирование KCU отдельной строкой в основной таблице не предусмотрено - конкретные значения устанавливают стандарты на виды продукции (например ГОСТ 8731-74 для бесшовных труб).

Пластичность

Относительное удлинение δ5 не менее 31% - высокий показатель, обеспечивающий хорошую деформируемость при холодной и горячей штамповке.

Прочность

Предел прочности от 330 МПа - достаточный для конструкций несилового и слабосилового назначения. Для высоконагруженных деталей применяют более углеродистые марки.

Твёрдость

HB не более 143 в горячекатаном состоянии. После цементации и закалки поверхностный слой достигает HRC 56-62 при мягкой сердцевине.

Формуемость

Относительное сужение ψ не менее 55% - показатель, характеризующий сопротивление разрушению при штамповке. Для холодной вытяжки предпочтительна Сталь 08.

После цементации на глубину 0,5-1,5 мм с последующей закалкой и низким отпуском детали из Стали 10 получают твёрдую износостойкую поверхность при сохранении вязкой сердцевины. Этот метод применяется для шестерён, кулачков, пальцев и других деталей с умеренными контактными нагрузками, которые при этом испытывают ударные воздействия.

Морозостойкость и рабочий температурный диапазон

Сталь 10 - нелегированная ферритно-перлитная сталь без специального легирования никелем, марганцем или другими элементами, повышающими хладостойкость. Её температурный диапазон применения ограничен по сравнению с низколегированными хладостойкими марками типа 09Г2С или 10ХСНД.

Нижний предел рабочей температуры для конструкций из Стали 10 при ударных нагрузках, как правило, принимается не ниже -20°C. Для эксплуатации при более низких температурах (до -40°C и ниже) следует рассматривать специально легированные хладостойкие марки.

Верхний предел длительной рабочей температуры для Стали 10 в нагруженных конструкциях - около 400-425°C. При более высоких температурах начинается заметное снижение механических характеристик и развитие ползучести. Для котельных труб, работающих при температурах до 450°C, Сталь 10 применяется, однако расчёт ведётся с учётом снижения допускаемых напряжений при повышенных температурах согласно нормам, действующим в котлостроении.

Нижняя рабочая температура

Ориентировочно -20°C для нагруженных конструкций с ударными воздействиями. Точный предел устанавливается проектной документацией.

Верхняя рабочая температура

До 400-425°C при длительной эксплуатации. В котлостроении - до 450°C с применением расчётных коэффициентов снижения.

Хладостойкость

Не легирована специально для работы при низких температурах. При необходимости хладостойкости рассматривают марки 09Г2С, 10Г2С1 или 10ХСНД.

Жаростойкость

Умеренная. Окалиностойкость при кратковременном нагреве до 600°C приемлема. Длительная работа при температурах выше 425°C требует перехода на жаростойкие марки.

При выборе между Сталью 10 и специализированными хладостойкими марками ключевым критерием служит климатический район эксплуатации и характер нагрузок. Для климатических районов с расчётной температурой ниже -30°C при ударных нагрузках Сталь 10 требует дополнительного обоснования или замены. Стандартные строительные конструкции в умеренном климате с расчётной температурой до -20°C допускают применение данной марки.

В котлостроении Сталь 10 традиционно применяется для труб, работающих в паровых котлах при параметрах пара до 450°C и давлении согласно нормам Ростехнадзора. При этом расчёт на ползучесть обязателен.

Стандарты на виды проката

Сталь 10 выпускается в широкой номенклатуре металлопродукции. Каждый вид проката регулируется собственным стандартом, устанавливающим размерные допуски, требования к поверхности и - в ряде случаев - дополнительные требования к механическим свойствам. Ниже перечислены основные стандарты на виды продукции, в которых Сталь 10 применяется.

Вид продукции Стандарт Примечание
Сортовой горячекатаный прокат (круг, квадрат, полоса) ГОСТ 1050-2013 Основной стандарт на марку, включает требования к сортовому прокату
Сортовой калиброванный прокат ГОСТ 7417-75 Круг калиброванный со специальной отделкой поверхности
Листовой горячекатаный прокат ГОСТ 19903-2015 Листы и полосы горячекатаные
Листовой холоднокатаный прокат ГОСТ 19904-90 Листы холоднокатаные, в том числе для глубокой вытяжки
Трубы бесшовные горячедеформированные ГОСТ 8731-74 Группа В (с нормированием механических свойств)
Трубы бесшовные холоднодеформированные ГОСТ 8733-74 Группа В (с нормированием механических свойств)
Трубы котельные и трубопроводные ГОСТ 550-75 Трубы для паровых котлов и трубопроводов
Поковки ГОСТ 8479-70 Поковки из конструкционной углеродистой стали
Лента холоднокатаная ГОСТ 2284-79 Лента из углеродистой конструкционной стали
Проволока ГОСТ 17305-91 Проволока из углеродистой конструкционной стали

Обратите внимание: при заказе металлопродукции из Стали 10 важно указывать стандарт на вид продукции и группу (категорию) поставки, так как они определяют объём обязательных испытаний и гарантированные свойства. Например, трубы по ГОСТ 8731-74 группы А поставляются без нормирования механических свойств, группы В - с нормированием. Для ответственных конструкций всегда заказывайте группу В.

Сортовой прокат по ГОСТ 1050-2013 поставляется в состоянии без термообработки или после нормализации - по согласованию с заказчиком. Для сортового проката диаметром (стороной) до 80 мм механические свойства нормируются ГОСТ 1050-2013 непосредственно; для больших сечений требования устанавливаются стандартами на отдельные виды продукции или техническими условиями.

Полный перечень действующих государственных стандартов доступен в справочнике стандартов УРТК.

Применение

Сталь 10 - одна из наиболее широко применяемых конструкционных марок в отечественной промышленности. Сочетание хорошей свариваемости, высокой пластичности и умеренной прочности делает её подходящей для широкого круга изделий, не требующих высокой твёрдости или особой прочности.

Котлостроение и теплоэнергетика

Трубы для паровых котлов, пароперегревателей, питательных трубопроводов и коллекторов. Рабочие параметры - до 450°C. Это одно из исторически главных применений марки.

Нефтяная и газовая промышленность

Трубы для транспортировки нефтепродуктов и газа при невысоких давлениях и температурах. Детали нефтепромыслового оборудования, работающие без ударных нагрузок при отрицательных температурах.

Машиностроение

Детали, изготавливаемые методом холодной штамповки, гибки, вытяжки. Втулки, вкладыши, оси, пальцы, крепёжные детали. Шестерни и кулачки после цементации.

Автомобилестроение

Листовые штамповки кузовных и несиловых деталей. Втулки, пальцы, оси в узлах с умеренными нагрузками. После цементации - детали с требованием износостойкой поверхности.

Строительство

Вспомогательные конструкции, кронштейны, детали крепления. Трубы для инженерных систем зданий при умеренных параметрах.

Приборостроение и лёгкая промышленность

Тонкостенные детали, корпусные элементы, скобы. Холоднокатаная лента и лист для изготовления корпусов приборов, мебельной фурнитуры, бытовых изделий.

Особое место Сталь 10 занимает в производстве котельных труб. ГОСТ 550-75 специально регламентирует трубы из данной марки для работы в паровых котлах и трубопроводах. Многолетняя практика эксплуатации подтвердила надёжность марки в этом применении при условии правильного расчёта по допускаемым напряжениям.

В машиностроении Сталь 10 конкурирует с марками 08 и 15. Когда требуется максимальная глубина вытяжки - выбирают Сталь 08. Когда нужна чуть большая прочность сердцевины после цементации - Сталь 15. Сталь 10 - оптимальный вариант для деталей, где оба требования присутствуют в умеренной степени.

Пример рационального применения: пальцы и втулки шарнирных соединений строительной техники. Деталь должна иметь твёрдую износостойкую поверхность (обеспечивается цементацией и закалкой) и вязкую сердцевину, не склонную к хрупкому разрушению при ударах (обеспечивается низким содержанием углерода). Сталь 10 соответствует обоим требованиям.

Лист и лента из Стали 10 применяются в производстве металлической мебели, стеллажей, лотков, корпусов шкафов управления. Хорошая штампуемость и свариваемость обеспечивают технологичность производства.

Свариваемость и термообработка

Сталь 10 относится к первой группе свариваемости - «сваривается без ограничений». Низкое содержание углерода (0,07-0,14%) исключает опасность образования холодных трещин и закалочных структур в зоне термического влияния. Предварительный и сопутствующий подогрев при сварке, как правило, не требуется.

Группа свариваемости: 1 - «Сваривается без ограничений». Предварительный подогрев и термообработка после сварки не обязательны при стандартных условиях сварки. При толщинах свыше 36 мм и сварке при отрицательных температурах следует выполнять требования технологической документации.

Рекомендуемые способы сварки

  • Ручная дуговая сварка (РДС) покрытыми электродами
  • Автоматическая и полуавтоматическая сварка под флюсом
  • Сварка в защитных газах (MIG/MAG) проволокой сплошного сечения и порошковой
  • Контактная сварка (точечная, роликовая) - для тонколистовых конструкций
  • Газовая (ацетиленовая) сварка - для тонкостенных труб и изделий

Рекомендуемые сварочные материалы

Для ручной дуговой сварки Стали 10 применяют электроды типа Э42 и Э46 по ГОСТ 9467-75 (марки УОНИ 13/45, МР-3, АНО-4 и аналоги). Электроды типа Э42А и Э46А (с основным покрытием) используют при повышенных требованиях к ударной вязкости шва и при сварке в условиях жёсткого защемления.

Для сварки в защитных газах применяют сварочную проволоку марок Св-08Г2С, Св-08ГС по ГОСТ 2246-70. Для сварки под флюсом - проволоку Св-08А или Св-08ГА по ГОСТ 2246-70 в сочетании с флюсами АН-348А или ОСЦ-45.

Термическая обработка

Вид термообработки Температура, °C Охлаждение Цель
Нормализация 900-950 Воздух Снятие напряжений после горячей деформации, улучшение структуры
Отжиг 850-900 Печь (медленное) Максимальное смягчение для последующей холодной деформации
Цементация 900-950 - Насыщение поверхностного слоя углеродом до 0,8-1,0%
Закалка (после цементации) 770-820 Вода или масло Получение мартенситной структуры в поверхностном слое
Низкий отпуск (после закалки) 150-200 Воздух Снятие закалочных напряжений при сохранении твёрдости

Цементация + закалка - основной способ поверхностного упрочнения деталей из Стали 10. Поверхностный слой после такой обработки достигает твёрдости порядка HRC 56-62, сердцевина остаётся вязкой (HRC 15-25). Глубина цементованного слоя - 0,5-1,5 мм в зависимости от времени насыщения.

Нитроцементация (карбонитрирование) при температурах 840-860°C также применима для Стали 10 и обеспечивает более короткое время насыщения при достаточной глубине упрочнённого слоя. Поверхностная закалка токами высокой частоты (ТВЧ) для данной марки менее эффективна из-за низкого содержания углерода в сердцевине - поверхностный слой не даёт достаточной твёрдости без предварительного насыщения.

Зарубежные аналоги

При поставках на экспорт, работе с зарубежными проектами или замене импортного металла отечественным важно понимать соответствие Стали 10 иностранным маркам. Ниже приведены наиболее распространённые аналоги по основным системам стандартизации. Следует учитывать, что понятие «аналог» означает близость химического состава и уровня свойств, но не полное тождество - перед заменой необходимо сверять конкретные требования проекта.

Страна / Система Стандарт Марка-аналог Примечание
Германия / Европа EN 10083-2 / DIN 17200 C10 (1.0301) Ближайший европейский аналог по содержанию C, Mn, Si
США AISI/SAE 1010 Близкий аналог; нормы по P и S в AISI/SAE могут незначительно отличаться
Япония JIS G 4051 S10C Прямой аналог по JIS; близкий химсостав
Китай GB/T 699-2015 10 Обозначение совпадает; стандарт GB/T 699 аналогичен ГОСТ 1050 по принципам нормирования
Великобритания BS 970 040A10 Приблизительный аналог по составу
Франция NF A 35-553 XC10 Близкий по составу; французская система обозначений

Ограничение аналогии: таблица носит справочный характер. При конструировании и согласовании замены необходима проверка соответствия нормируемых химического состава и механических свойств требованиям конкретного проекта. Особенно это важно для котельного оборудования и трубопроводов под давлением, где замена марки согласовывается с органами технического надзора.

Европейская марка C10 (1.0301) нормируется в рамках серии стандартов EN 10083 и EN 10084 (для цементуемых сталей), что соответствует двойному применению Стали 10 в отечественной практике. Американская марка AISI 1010 входит в группу «plain carbon steels» с аналогичным диапазоном углерода. Японская S10C по JIS G 4051 - один из наиболее точных аналогов по совокупности нормируемых параметров.

Купить прокат из Стали 10

Металлопрокат из Стали 10 входит в постоянный ассортимент склада чёрного металлопроката УРТК в Екатеринбурге. Продукция поставляется с сертификатами качества, подтверждающими соответствие ГОСТ 1050-2013 и стандартам на конкретные виды продукции.

Круг

Горячекатаный и калиброванный круг из Стали 10. Диаметры - по ГОСТ 2590-2006 и ГОСТ 7417-75. Поставка в прутках и мотках.

Лист горячекатаный

Листовой прокат по ГОСТ 19903-2015. Толщины от 2 мм. Применяется для штамповки, сварных конструкций, корпусных деталей.

Лист холоднокатаный

Холоднокатаный лист по ГОСТ 19904-90. Толщины от 0,5 мм. Для изделий с высокими требованиями к качеству поверхности.

Полоса и шестигранник

Горячекатаная полоса и шестигранник по соответствующим ГОСТам. Для деталей, изготавливаемых на токарных и фрезерных станках.

Трубы бесшовные

Бесшовные горячедеформированные и холоднодеформированные трубы по ГОСТ 8731-74 и ГОСТ 8733-74. Группа В (с нормированием механических свойств) - по запросу.

Заготовки и поковки

Поставка заготовок под механическую обработку. Поковки по ГОСТ 8479-70 - под заказ. Уточняйте наличие у менеджеров.

Условия поставки: отгрузка со склада в Екатеринбурге в день обращения при наличии позиции на складе. Доставка по Уральскому региону и другим регионам России. Резка в размер, упаковка по требованию заказчика. Документация - сертификаты качества по стандартам на каждый вид продукции.

Точное наличие позиций, размеры и актуальные цены уточняйте в каталоге чёрного металлопроката или у менеджеров УРТК. Возможна поставка под заказ с оформлением договора поставки.

Также рекомендуем ознакомиться с другими марками из группы качественных конструкционных нелегированных сталей в марочнике УРТК.

Часто задаваемые вопросы

Что означает обозначение «Сталь 10»?

Цифра «10» в обозначении указывает на среднее содержание углерода в сотых долях процента - около 0,10% C. Диапазон по ГОСТ 1050-2013 составляет 0,07-0,14%. Отсутствие буквенных индексов означает, что сталь нелегированная (без специальных легирующих элементов) и относится к качественным конструкционным сталям нормального класса.

Можно ли заменить Сталь 10 на Сталь 20?

Технически замена возможна в ряде применений, но с оговорками. Сталь 20 содержит больше углерода (0,17-0,24%), что даёт более высокую прочность (σв не менее 410 МПа против 330 МПа у Стали 10), однако несколько снижает пластичность и ухудшает свариваемость. Для деталей, где главное - формуемость и свариваемость, Сталь 20 является избыточной. Для нагруженных деталей замена Стали 10 на Сталь 20 правомерна при соответствующем пересчёте. Решение о замене принимает проектировщик с учётом конкретных требований.

Закаливается ли Сталь 10?

Непосредственная объёмная закалка Стали 10 не даёт значительного упрочнения из-за низкого содержания углерода - прокаливаемость и твёрдость после закалки невелики. Основной способ упрочнения - цементация (насыщение поверхностного слоя углеродом) с последующей закалкой. После цементации на глубину 0,5-1,5 мм и закалки поверхностный слой достигает твёрдости порядка HRC 56-62 при вязкой сердцевине. Поверхностная закалка ТВЧ без предварительной цементации для данной марки малоэффективна.

Какие электроды использовать при сварке Стали 10?

Для ручной дуговой сварки рекомендуются электроды типа Э42 и Э46 по ГОСТ 9467-75 (марки МР-3, АНО-4, УОНИ 13/45 и аналоги). При повышенных требованиях к ударной вязкости сварного шва применяют электроды с основным покрытием типа Э42А, Э46А. Для сварки в среде защитных газов - проволока Св-08Г2С или Св-08ГС по ГОСТ 2246-70. Предварительный подогрев, как правило, не требуется.

При какой минимальной температуре можно применять Сталь 10?

Сталь 10 не является специально легированной хладостойкой маркой. Ориентировочный нижний предел для нагруженных конструкций с ударными воздействиями - около -20°C. Для работы при более низких температурах (до -40°C и ниже) следует рассматривать специальные хладостойкие марки: 09Г2С, 10Г2С1, 10ХСНД и другие. Точный температурный предел для конкретного изделия устанавливается проектной документацией.

Чем Сталь 10 отличается от Стали 08?

Сталь 08 содержит меньше углерода (0,05-0,11% против 0,07-0,14%) и обладает чуть более высокой пластичностью (δ5 не менее 33% против 31%), что делает её предпочтительной для деталей с максимальной глубиной вытяжки. Прочность Стали 08 несколько ниже. Сталь 10 обеспечивает несколько более высокую прочность при сохранении отличной формуемости. В большинстве применений марки взаимозаменяемы, выбор определяется требованиями к деформируемости и прочности.

Применяется ли Сталь 10 для котельных труб?

Да, это одно из классических применений данной марки. Трубы из Стали 10 для паровых котлов и трубопроводов производятся по ГОСТ 550-75. Рабочая температура - до 450°C. При расчёте котельного оборудования используются нормируемые значения допускаемых напряжений при повышенных температурах, установленные в нормах расчёта котлов и сосудов под давлением. Применение согласовывается с требованиями Ростехнадзора.

Какой европейский аналог Стали 10?

Ближайший европейский аналог - марка C10 с номером материала 1.0301 по европейским стандартам (EN 10083-2, EN 10084). Американский аналог - AISI/SAE 1010, японский - S10C по JIS G 4051, китайский - марка 10 по GB/T 699-2015. Аналогия носит приближённый характер: при ответственной замене необходима проверка соответствия всех нормируемых параметров требованиям проекта.

В чём разница между Сталью 10 и низколегированной сталью 09Г2С?

Это стали разных классов с разным назначением. Сталь 10 - нелегированная качественная сталь для обычных конструкций с приоритетом на формуемость и свариваемость. Сталь 09Г2С - низколегированная конструкционная сталь с повышенным пределом текучести и специальной хладостойкостью (до -70°C). У 09Г2С выше прочность (σт не менее 345 МПа) и гарантированная работоспособность при отрицательных температурах. Для строительных и мостовых конструкций в холодном климате 09Г2С предпочтительна. Сталь 10 дешевле и применяется там, где требования по хладостойкости и прочности умеренные.

Как заказать прокат из Стали 10 в УРТК?

Перейдите в каталог чёрного металлопроката, выберите нужный вид продукции и уточните наличие нужного типоразмера. При необходимости свяжитесь с менеджерами УРТК по телефону или через форму обратной связи на сайте. Для корпоративных клиентов возможно оформление договора поставки с отсрочкой платежа. Отгрузка со склада в Екатеринбурге.

Нужен прокат из Стали 10?

УРТК поставляет листовой, сортовой прокат и трубы из Стали 10 со склада в Екатеринбурге. Сертификаты качества, резка в размер, доставка по региону.

Посмотреть прокат в каталоге
Опубликовано: