Автопроизводители в рекламных целях приводят в лучшем случае два параметра высокопрочных сталей — предел текучести и прочность на разрыв. Различные пикантные подробности, разумеется, умалчиваются. О них мы и поговорим.

Прочность используемых в автомобилестроении высокопрочных сталей достигается прежде всего за счёт большой доли углерода, т.е., такие стали почти что чугуний, отсюда наряду с прочностью имеет место хрупкость (низкая пластичность). В связи с этим поврежденные при дтп детали из сверхвысокопрочных сталей запрещается править — только замена (ара-сервис твой металлургический завод труба шатал!). Подробности здесь:

http://www.gys-auto.ru/info/articles/16667/

http://remont-kuzova.narod.ru/mat_izg_1.htm

Разумеется, ни о какой сложной штамповке высокопрочных сталей речи быть не может. Только «квадратиш-практиш». А ведь сложная штамповка — это эффективнейший способ обеспечения высокой прочности и снижения массы изделия! Благодаря сложной штамповке жёсткость и прочность изделий может быль увеличена в разы.

Когда говорят что высокопрочная сталь имеет предел прочности и текучести в 4-5 раз выше чем низкоуглеродистые стали повышенной прочности, то почему-то забывают упомянуть что последние, в отличии от первых, отлично штампуются, меньшая прочность компенсируется возможностью применения сложной штамповки. Т.е., эффект от применения высокопрочных сталей сводится на нет из-за невозможности использования сложной штамповки.

Зато появляются новые технологические проблемы — большая доля углерода в высокопрочных сталях приводит к плохой свариваемости. Подробнее здесь:

http://svarkagid.com/svarka-sredneuglerodistoj-stali/

Существуют ли высокопрочные стали, обладающие хорошей пластичностью и свариваемостью? Если да, то почему они не используются в автомобилестроении? И где они используются?

«Отсталый Совок»

Как это ни удивительно, но в «отсталом Совке» строили подводные лодки. Максимальная глубина погружения подводной лодки определяется пределом прочности/текучести материала, из которого изготовлен ее корпус.

Это привело к созданию в СССР и США следующих марок высокопрочных сталей:

    • АК-27   510 МПа  (52 кгс/мм2) — ТАКР пр. 1143.Х корпусные конструкции (толщины листов  свыше 35 мм)
    • HY-80 (замена в надводном кораблестроении, сталь HSLA-80) 550 МПа
    • АК-25   588 МПа ( 60 кгс/мм2)  — год разработки 1954-й, АПЛ первого поколения, ТАКР пр. 1143.Х  конструкции корпуса и нижние ярусы надстройки (толщины до 30 мм)
    • АК-28  (модификация АК-25) 600 МПа, корпуса ледоколов «Ленин», «Арктика», «Сибирь», «Россия» и т.д.
    • АК-29   637 МПа (65 кгс/мм2) — год разработки 1959-й, АПЛ второго поколения
    • HY-100 (замена в надводном кораблестроении, сталь HSLA-100) 690 МП — год разработки 1962-й
    • АК-33 785 МПа  (80 кгс/мм2) — год разработки не позднее 1972-го, АПЛ третьего поколения (пр. 949, 949А)
    • HY-130 900 МПа
    • АК-32   980 МПа  (100 кгс/мм2) — год разработки не позднее 1972-го, АПЛ третьего поколения (пр. 971)
  • АК-34 1177 МПа (120 кгс/мм2) — год разработки не позднее 1974-го, глубоководные аппараты

Марки сталей, начинающиеся на HY, разработаны в США, начинающиеся на АК — в СССР.

Подробнее можно почитать здесь:

https://ak-12.livejournal.com/64633.html

Я лишь приведу отрывок из

И.В. Горынин «Металл для корабля»:

«…В 1954 г. была создана первая корпусная сталь АК-25 и ее модификация с пределом текучести 600 Н/мм для строительства первой отечественной АПЛ в 1956 г. В США строительство первой АПЛ «Наутилус» было начато несколько ранее, но из стали с пределом текучести 350 Н/мм2. Строительство АПЛ из стали НY-80, близкой по прочности к нашей стали АК-25, было осуществлено в США только в 1959 г. При этом американская сталь существенно уступает нашей по свариваемости, требует предварительного и сопутствующего подогревов свариваемых кромок до 120-180°С, в то время как сталь АК-25 сваривается при обычных температурах. В короткие сроки сталь АК-25 была освоена на десятках металлургических заводов страны в виде листового, сортового, профильного проката, поковок, отливок. Общий объем ее производства составил около 2.5 млн. т. Сталь АК-25 оказалась прекрасным материалом не только для корпусов АПЛ первого поколения, но и для надводных авианесущих кораблей, в том числе крейсера «Варяг», с уникальной конструктивной защитой от всех видов зарубежного противокорабельного оружия. В последующем обстановка вынуждала создавать АПЛ с большой глубиной погружения. Концепция проектирования АПЛ связывает глубину погружения с удельной прочностью применяемых корпусных материалов. В этой связи перед институтом была поставлена задача разработать материалы с пределом текучести до 1200 Н/мм2. Это потребовало еще более широкого участия научных организаций в процессе создания передовых наукоемких технологий, технического перевооружения металлургических и судостроительных производств. Были получены новые стали с пределом текучести в 1.5-2 раза выше пределов текучести сталей АК-25 и НY-80, удалось обеспечить высокие пластичность, вязкость, взрывостойкость при практически такой же хорошей свариваемости. Из новых сталей построены серии новых АПЛ. По прочности (как в период разработки, так и в настоящее время) отечественные стали существенно превосходят стали США и других стран. По свариваемости наши стали также превосходят зарубежные аналоги. При этом следует отметить, что отечественные стали допускают сварку без подогрева при пределе текучести до 686 Н/мм2и только при большей прочности требуются либо предварительная просушка кромок при 40-50°С, либо при большой толщине листа подогрев до 80-120°С, в то время как американская сталь НY-80 с пределом текучести 560 Н/мм2 нуждается в подогреве до 180°С…»

Вот оно как! Оказывается «отсталый Совок» в деле создания высокопрочных сталей оказался впереди планеты всей! Совок был настолько отсталым, что быстро наладил производство высокопрочных сталей сразу на ДЕСЯТКАХ металлургических заводов и только стали АК-25 произвёл более 2,5 МИЛЛИОНОВ ТОНН.

Для сравнения стали повышенной прочности Лада Калина:

http://www.lada.ru/press-releases/15909.html

http://www.auremo.org/materials/stal-08yup.html

Теперь мы знаем что стали повышенной прочности  08ЮП, 03ХГЮ, 07ГФЮ, используемые в кузове Лада Калина, имеют предел прочности и текучести на уровне стали, из которой изготовлен корпус АПЛ «Наутилус»!

Т.о., в СССР ещё пол века назад были созданы высокопрочные стали, по пределу текучести на уровне   высокоуглеродистых, но по пластичности и свариваемости на уровне низкоуглеродистых сталей повышенной прочности — советские высокопрочные стали, разработанные десятки лет назад, лишены недостатков высокопрочных сталей, используемых в современном автомобилестроении.

Почему же их до сих пор не используют в автомобилестроении? Потому что автомобиль — это не глубоководная АПЛ! Настолько прочная сталь в автомобиле не нужна! Автомобиль — это далеко не вершина технологий, как многие думают. Например, кузов Лада Калина весит 260 кг. Даже если его сделать невесомым, то это всего на 25% уменьшит снаряжению массу автомобиля, реально и двукратной разницы в массе кузова не добиться (потому что жёсткость конструкции из листа стали имеет кубическую зависимость от толщины листа — вдвое более тонкий лист означает падение жёсткости в 8 раз, что не компенсируется более высокой прочностью стали). Использовать более дорогие и сложные в обработке стали ради незначительного уменьшения снаряженной массы не имеет смысла.

Почему тогда в иномарках используется высокопрочная сталь? Настоящая высокопрочная сталь в них тоже не используется — под видом высокопрочных сталей используется хрупкий чугуний. Все это ради экономии. Сам термин «высокопрочная сталь» в автомобилестроении скорее маркетологический.

Если верить тому же источнику, экономия на металле докатилась и до американских АПЛ:

«…корпус ПЛА типа «Виргиния» выполнен из стали марки HY-80 вместо HY-100, как у ПЛА типа «Сивулф». Это снизило стоимость лодки, но в то же время уменьшило ее глубину погружения…»

Прочность металла подлодок «Виргиния» недалёко ушла от прочности металла Лада Калина — всего в полтора раза. А ведь это самые современные АПЛ США на сегодняшний день и ближайшие 15-20 лет!

То ли Лада Калина хороша, то ли американские АПЛ говно…

автор: Виталий Календарев

P.S.

Пределы текучести и прочности для одной и той же марки стали как правило отличаются не сильно (~20%).

В некоторых источниках говорится о хорошей пластичности современных высокопрочных сталей, используемых в автомобилестроении. Но это относительно более старых марок автомобильных высокопрочных сталей. По сравнению с высокопрочными сталями корпусов АПЛ и то и другое чугуний.

 

 

 

Реклама