1. Химический состав

Трубы из углеродистой стали в основном состоят из железа (Fe) и углерода (C), с низким содержанием других элементов. Типичный состав (на примере стандартов ASTM) выглядит следующим образом:

ЭлементТипичный диапазон (массовая доля, %)Примечания

Углерод (C) 0.06%–0.35% Низкоуглеродистые стали (например, ASTM A53) обычно ≤0.30%; высокоуглеродистые стали обладают большей прочностью, но худшей свариваемостью.

Марганец (Mn) 0.29%–1.06% Повышает прочность и прокаливаемость; ASTM A106 Grade B допускает 0.29–1.06%.

Кремний (Si) 0.10%–0.35% Улучшает раскисление и повышает прочность.

Сера (S) ≤0.035% Примесь; избыточное количество вызывает красноломкость.

Фосфор (P) ≤0.035%–0.05% Примесь; избыточное количество снижает вязкость.

ПрочиеСледовые количества (например, Cu≤0.40%, Ni≤0.40%, и т.д.) В зависимости от требований стандарта.

Примеры марок:

ASTM A53 Grade B: C≤0.30%, Mn≤1.2%, S≤0.045%, P≤0.05%.

GB/T 8163 Сталь 20#: C 0.17%–0.24%, Mn 0.35%–0.65%, Si 0.17%–0.37%.

2. Механические свойства

Механические свойства зависят от состава, термической обработки (например, нормализация, отжиг) и обработки:

СвойствоТипичный диапазон (стандарты ASTM)Пример (ASTM A106 Grade B)

Предел прочности 415–655 МПа ≥415 МПа

Предел текучести 240–450 МПа ≥240 МПа

Относительное удлинение ≥20%–30% (база 50 мм) ≥30% (толщина стенки ≤22 мм)

Твердость≤197 HB (Бринелль) или ≤90 HRB Контролируется термической обработкой.

Сравнение с другими стандартами:

GB/T 8163 Сталь 20#: Предел прочности ≥410 МПа, предел текучести ≥245 МПа, относительное удлинение ≥25%.

API 5L Gr.B: Предел прочности ≥414 МПа, предел текучести ≥241 МПа.