Скидка на подшипники из наличия!
Новое поступление товара в 2026 году!
Таблицы
Широкие таблицы прокручиваются по горизонтали, первая колонка при этом остаётся на месте.
ГОСТ 1050-2013 действует с поправками; при заказе указывайте стандарт с годом. Ссылка на ГОСТ 1050-88 в документации означает отменённый документ с другими нормами состава.
Источник — ГОСТ 1050-2013, табл. 1 и п. 5.1.8 (мышьяк). Три варианта стали 10 отличаются только кремнием и нижним пределом марганца. Для листа под холодную штамповку из 10пс нижний предел марганца допускается снижать до 0,25 % (п. 5.1.3), для спокойной стали 10 — на величину до 0,20 % при выполнении норм механических свойств (п. 5.1.6).
Опции раздела 7.2 действуют только тогда, когда они указаны в заказе; без них металл поставляется по базовым требованиям таблицы 1.
Отклонения применяют к анализу готовой продукции, а не к ковшевой пробе. Если нижний предел марганца снижен по п. 5.1.6, минусовое отклонение к нему не применяется. В доступной копии стандарта подписи строк для углерода и фосфора повреждены при распознавании; отнесение восстановлено по порядку строк и подлежит проверке по официальному изданию.
Кремний упрочняет феррит и снижает пластичность при холодной деформации, поэтому для высадки его ограничивают сильнее. ГОСТ 10702-2016 действует с 01.10.2017 взамен ГОСТ 10702-78.
Нормы — ГОСТ 1050-2013, табл. 4 (базовое требование, код М1); снижение удлинения и сужения для крупных сечений — п. 7.1.17.1 (на 2 и 5 % абс. для 80–180 мм, на 3 и 10 % для сечений более 180 мм), значения в колонках рассчитаны. Образцы отбирают от нормализованных заготовок размером 20–25 мм, для проката меньше 25 мм — от нормализованных проб профиля поставки (п. 9.12.1). На 10кп и 10пс таблица 4 не распространяется. 1 Н/мм² = 1 МПа.
Значения 143 и 187 HB гарантируются, только если в заказе указан код ТВ2; без кода действует общий предел ТВ1 — 255 HB для горячекатаного и 269 HB для нагартованного калиброванного металла. ТВ3 допускает твёрдость нагартованного проката на 15 HB выше таблицы 6. Прочерк — норма в стандарте не установлена. Числа твёрдости по Бринеллю указываются без единиц.
Источник — ГОСТ 1050-2013, табл. 9 и 6. Код М4 означает те же нормы таблиц 4, 5 и 9, но без требования к относительному сужению. Нагартовка поднимает σв стали 10 на 120 Н/мм² относительно отожжённого состояния и снижает удлинение с 26 до 8 %.
Для термообработанного проката под высадку ГОСТ 10702 задаёт σв диапазоном с верхним пределом: металл не должен быть слишком прочным, иначе он хуже деформируется и быстрее изнашивает инструмент. Нормы твёрдости ГОСТ 10702 строже, чем в ГОСТ 1050: 137 против 143 HB для горячекатаной стали 10.
Строки о цементации описывают общую технологию для низкоуглеродистых цементуемых сталей и не являются марочными нормами для стали 10. Режим для конкретной детали — глубину слоя, время выдержки, вариант закалки — назначают по технологической документации. Марочные режимы цементации из справочников на странице не приведены, так как не сверены с первоисточником.
Расчёт по формулам К. У. Эндрюса для нагрева с малой скоростью; это оценка, а не норма. Средний состав: C 0,105; Si 0,27; Mn 0,50 %, остаточные Cr и Ni приняты равными нулю. Диапазон получен сочетанием крайних пределов таблицы 2 с учётом остаточных Cr ≤0,15 и Ni ≤0,30 %. Табличные значения критических точек из марочников на странице не приводятся: в доступных копиях они расходятся на несколько градусов и не сверены с первоисточником.
CE = C + Mn/6 + (Cr + Mo + V)/5 + (Ni + Cu)/15 (формула Международного института сварки); Pcm = C + Si/30 + (Mn + Cu + Cr)/20 + Ni/60 + Mo/15 + V/10 + 5B (формула Ито — Бессио для низкоуглеродистых сталей). Расчёт выполнен по пределам таблицы 2. ГОСТ 1050-2013 группу свариваемости не устанавливает: по коду ГС величину углеродного эквивалента и формулу согласовывают в заказе (п. 7.2.18).
Значения из норм проектирования относятся к конструкционной стали в целом и не являются марочными характеристиками стали 10. Марочные теплофизические характеристики на странице не приводятся.
EN 10084:2008 заменён стандартом EN ISO 683-3; нормы новой редакции на странице не сверены. Для S10C по документации производителей дополнительно ограничена сумма Ni + Cr — не более 0,35 %. Прочерк — элемент в документе не нормирован.
«Близкий аналог» означает, что диапазоны перекрываются, но не совпадают: металл по одному стандарту не обязательно удовлетворяет другому. Для замены в документации нужен сертификат с фактическим составом, проверенный по обоим стандартам. Обозначение 1.0301 (C10) — другая разновидность, на этой странице не рассматривается.
Трубы для котлов и паропроводов поставляются по отдельным техническим условиям; их требования на странице не рассматриваются. Перед заказом статус каждого документа проверяют в Федеральном информационном фонде стандартов.
Нормы — ГОСТ 1050-2013, табл. 1, 4, 6. Доля перлита оценена по правилу отрезков для середины диапазона углерода: (C − 0,02)/(0,80 − 0,02). Сталь Ст3 в сравнение не включена: это сталь обыкновенного качества по ГОСТ 380, её нормы — на отдельной странице.
Пункты и таблицы — по ГОСТ 1050-2013. Твёрдость и магнит не позволяют отличить сталь 10 от 08 или 20: решает содержание углерода по сертификату или по анализу.
Расчёт по плотности 7,85 г/см³ (ГОСТ 2590-2006) для номинальной толщины. Фактическая масса партии отличается на величину допусков по толщине и размерам листа.
Расчёт по формуле m = 0,02466 · (D − s) · s кг/м при плотности 7,85 г/см³. Размеры приведены как примеры для расчёта; сортамент и допуски определяет стандарт на трубы.
Сталь 10 — нелегированная качественная конструкционная сталь с содержанием углерода 0,07–0,14 %, состав и общие требования к которой устанавливает ГОСТ 1050-2013. Цифра в марке означает среднее содержание углерода в сотых долях процента: «10» — около 0,10 %. Отсутствие буквенного индекса говорит о том, что сталь спокойная, то есть полностью раскислена кремнием и марганцем. Индексы «пс» и «кп» обозначают полуспокойную и кипящую сталь — это разновидности той же марки с другим способом раскисления и другим содержанием кремния.
Малое количество углерода определяет всё поведение стали. В равновесном состоянии её структура почти целиком состоит из мягкого и пластичного феррита: по правилу отрезков на диаграмме железо — углерод доля перлита при 0,10 % углерода составляет около (0,10 − 0,02)/(0,80 − 0,02) ≈ 10 %. Отсюда низкая прочность (σв не менее 330 Н/мм²), высокая пластичность (δ5 не менее 31 %), отличная свариваемость и почти полное отсутствие отклика на закалку. Эти же свойства задают нишу стали: холодная высадка и штамповка, глубокая вытяжка, бесшовные трубы, мелкие детали под цементацию с вязкой сердцевиной.
Справочные таблицы в начале страницы построены по принципу «каждое число — с документом». Состав — таблицы 2–5, нормы прочности и твёрдости — таблицы 6–9, термообработка и расчётные критические точки — таблицы 10–11, свариваемость и физические характеристики — 12–13, аналоги — 14–15, выбор марки и входной контроль — 17–18, масса проката — 19–20. Улучшение, прокаливаемость и крепёж высоких классов относятся к среднеуглеродистым маркам и разобраны на странице стали 35.
Действующий стандарт на сталь 10 — ГОСТ 1050-2013 «Металлопродукция из нелегированных конструкционных качественных и специальных сталей. Общие технические условия». Он введён в действие с 1 января 2015 г. приказом Росстандарта № 1451-ст от 28.10.2014 и заменил ГОСТ 1050-88; в текст внесены поправки, поэтому при заказе важно ссылаться на актуальную редакцию. Стандарт распространяется на горячекатаный, кованый, калиброванный прокат и прокат со специальной отделкой поверхности, а в части химического состава — также на слитки, заготовки, поковки и другую продукцию.
Для практики важны четыре изменения по сравнению с прежним документом. Первое — нормы состава: по таблице 1 фосфор не более 0,030 %, сера не более 0,035 %, никель и медь не более 0,30 % каждого. На многих справочных страницах до сих пор приводится состав из прежних редакций с другими пределами серы, никеля и меди, и такие данные нельзя использовать для приёмки. Второе — разделение марок на классы качества: сталь 10 отнесена к нелегированным качественным, а стали с требованиями к улучшению, например 35 и 45, — к нелегированным специальным. Третье — нормы азота в зависимости от способа выплавки (таблица 3). Четвёртое — система кодов заказа: М1–М5 для механических свойств, ТВ1–ТВ3 для твёрдости, ГС для гарантии свариваемости и другие. Без кода в заказе действуют только базовые требования, и это главный источник недоразумений с твёрдостью (раздел 6).
Отдельное правило касается разновидностей кп и пс. По разделу 1 стандарт распространяется на марки 05кп, 08кп, 08пс, 10кп, 10пс, 11кп, 15кп, 15пс, 18кп, 20кп и 20пс только в части химического состава. Механические свойства металла из 10кп и 10пс ГОСТ 1050-2013 не нормирует: их задаёт стандарт на конкретную продукцию — ГОСТ 10702-2016 для проката под высадку, ГОСТ 4041-2017 для толстого листа под штамповку.
Состав по ковшевой пробе приведён в таблице 2. Углерод 0,07–0,14 % — основной элемент, от которого зависят прочность и твёрдость. Марганец 0,35–0,65 % связывает серу в сульфиды и немного упрочняет феррит. Кремний 0,17–0,37 % в спокойной стали — следствие раскисления; в полуспокойной его 0,05–0,17 %, в кипящей — не более 0,07 %. Хром до 0,15 %, никель и медь до 0,30 % — остаточные элементы, попадающие из шихты; специально их не вводят. Фосфор и сера ограничены 0,030 и 0,035 %, мышьяк — 0,08 %.
Азот для низкоуглеродистой стали — значимая примесь: он вызывает деформационное старение, при котором после холодной деформации и вылёживания металл упрочняется и теряет пластичность. Поэтому ГОСТ 1050-2013 нормирует азот по способу выплавки — от 0,006 % для конвертерной стали без внепечной обработки, идущей на тонкий лист и ленту, до 0,012 % для электростали (таблица 3). Азот разрешается не нормировать, если в сталь введены азотосвязывающие элементы, прежде всего алюминий.
Анализ готовой продукции может выходить за пределы ковшевой пробы на допускаемые отклонения таблицы 3 стандарта. Для стали 10 это означает следующие пределы в прокате (таблица 4):
Углерод: 0,07 − 0,01 = 0,06 % и 0,14 + 0,01 = 0,15 %. Марганец: 0,35 − 0,03 = 0,32 % и 0,65 + 0,03 = 0,68 %. Сера: 0,035 + 0,005 = 0,040 %. Фосфор: 0,030 + 0,005 = 0,035 %. Если при проверке прутка получено 0,15 % углерода и 0,038 % серы, это не брак: значения укладываются в допуски для готовой продукции, но в протоколе должно быть указано, что анализ выполнен на прокате, а не на пробе плавки.
Три разновидности различаются тем, насколько полно из жидкой стали удалён кислород перед разливкой. Спокойная сталь 10 раскислена кремнием и марганцем, а при необходимости алюминием: она застывает без выделения газа и даёт плотный однородный металл. Кипящая 10кп раскислена только марганцем, поэтому при кристаллизации в ней продолжается реакция углерода с кислородом, металл «кипит», а в слитке образуются газовые пузыри и зона ликвации. Полуспокойная 10пс занимает промежуточное положение. По составу различие видно в кремнии (таблица 2): 0,17–0,37 % у спокойной, 0,05–0,17 % у полуспокойной и не более 0,07 % у кипящей; у кипящей ниже и нижний предел марганца — 0,25 %.
Практические следствия такие:
Путать эти три марки в документах нельзя. Сертификат на «сталь 10» без индекса означает спокойную сталь; если в заказе была 10кп, а пришла 10, это допустимая замена в сторону более качественного металла, но обратная замена требует согласования. Для 10кп и 10пс механические свойства нужно искать в стандарте на продукцию — например, в таблице 9 этой страницы для проката по ГОСТ 10702-2016.
ГОСТ 1050-2013 нормирует для стали 10 предел текучести не менее 205 Н/мм², временное сопротивление не менее 330 Н/мм², относительное удлинение не менее 31 % и относительное сужение не менее 55 % (таблица 6). Главное, что нужно знать об этих числах: они относятся не к металлу в состоянии поставки, а к нормализованным образцам. Образцы вырезают из заготовок размером 20–25 мм, которые предварительно нормализуют, а для проката тоньше 25 мм — из нормализованных проб профиля поставки (п. 9.12.1). Иначе говоря, таблица 4 стандарта характеризует свойства, которые металл способен показать после нормализации, а не свойства горячекатаного прутка, полученного со склада.
Для крупных сечений стандарт разрешает снижать нормы пластичности: для проката размером свыше 80 до 180 мм — удлинение на 2 % и сужение на 5 % в абсолютных единицах, свыше 180 мм — на 3 и 10 % (п. 7.1.17.1). Для стали 10 это даёт δ5 не менее 29 % и ψ не менее 50 % в диапазоне 80–180 мм и 28 % и 45 % для сечений более 180 мм. Нормы прочности при этом не снижаются.
Отношение σт/σв = 205/330 ≈ 0,62: до начала пластического течения используется лишь около 60 % прочности, и у металла остаётся большой запас деформационного упрочнения. Именно это делает сталь 10 пригодной для вытяжки и высадки. Для сравнения: у стали 20 отношение 245/410 ≈ 0,60, а у 35 — 315/530 ≈ 0,59; разница в отношении невелика, но абсолютный уровень прочности и сопротивление деформированию у стали 10 заметно ниже, что снижает усилие на инструменте.
Пример оценки: стержень диаметром 10 мм имеет площадь сечения 78,5 мм², и нагрузка, соответствующая нормативному пределу текучести, равна 205 · 78,5 ≈ 16 100 Н, то есть около 16 кН. Это иллюстрация нормы, а не допускаемая нагрузка: расчёт детали ведут с коэффициентами запаса по действующим методикам.
Твёрдость стали 10 — классический пример числа, которое без указания стандарта и кода заказа ничего не значит. В ГОСТ 1050-2013 действует двухуровневая схема (таблица 7). По умолчанию, без кода в заказе, работает требование п. 7.1.16 (ТВ1): не более 255 HB для горячекатаного и кованого металла без термообработки и не более 269 HB для нагартованного калиброванного. Эти пределы общие для марок таблицы 1 и для стали 10 практически не ограничивают ничего. Марочные нормы таблицы 6 — 143 HB для горячекатаной стали без термообработки, 187 HB для калиброванной нагартованной и 143 HB для калиброванной после отжига — гарантируются только при заказе с кодом ТВ2. Код ТВ3 разрешает для нагартованного калиброванного металла твёрдость на 15 HB выше, то есть до 202 HB.
ГОСТ 10702-2016 на прокат для холодной высадки устанавливает свои, более строгие нормы (таблица 9): 137 HB для горячекатаной стали 10 без термообработки и 115 HB после термообработки, 187 HB для калиброванной нагартованной и 143 HB для калиброванной после термообработки. Для 10кп и 10пс предел нагартованного металла ниже — 179 HB. Поэтому одно и то же значение «143 HB» в одном сертификате будет нормой, а в другом — браком: всё зависит от стандарта на продукцию.
Как пользоваться этими числами на практике: при заказе калиброванного прутка для токарной обработки указывают ГОСТ 1050-2013 и код ТВ2; при заказе проката под высадку — ГОСТ 10702-2016, где нормы твёрдости обязательны без дополнительных кодов. Твёрдость по Бринеллю определяют по ГОСТ 9012 и записывают без единиц измерения; встречающиеся в справочниках записи вида «HB 143 МПа» некорректны.
Холодная объёмная штамповка — высадка, выдавливание, формовка головок — главное применение стали 10 в сортовом прокате. Для неё действует ГОСТ 10702-2016 «Прокат из качественной конструкционной углеродистой и легированной стали для холодной объёмной штамповки», в который входят все три разновидности: 10кп, 10пс и 10. Стандарт меняет состав (таблица 5): кремний в 10кп ограничен 0,03 %, в 10пс — 0,10 %, а для спокойной стали 10 нижний предел марганца разрешено снижать до 0,20 %. Кремний и марганец растворяются в феррите и упрочняют его, поэтому их снижение облегчает деформацию и уменьшает износ матриц.
Механические свойства горячекатаного проката без термообработки ГОСТ 10702 не нормирует (п. 6.5), зато задаёт твёрдость и прочность термообработанного и нагартованного металла (таблица 9). У термообработанного проката предел σв ограничен сверху: для стали 10 после отжига — 330–450 Н/мм², после сфероидизирующего отжига — 310–410 Н/мм². Сфероидизирующий отжиг переводит пластинчатый цементит перлита в зернистый и даёт наименьшее сопротивление деформации; для глубокой высадки заказывают именно такое состояние.
Для листовой штамповки сталь 10 поставляют, в частности, по ГОСТ 4041-2017 — толстолистовой прокат 4–14 мм для холодной штамповки из марок 10кп, 10пс и 10. Нормы штампуемости этого стандарта на странице не приводятся.
С крепежом у стали 10 есть ограничение, о котором часто забывают. По таблице 2 ГОСТ ISO 898-1-2014 для болтов, винтов и шпилек класса прочности 5.6 углерод должен быть не менее 0,13 %. Сталь 10 с её 0,07–0,14 % этого не гарантирует: подходит лишь плавка с углеродом у верхнего предела, что нужно подтверждать сертификатом. Для классов 4.6 и 4.8 стандарт ограничивает углерод только сверху, но первая цифра класса означает номинальное временное сопротивление 400 Н/мм², а у нормализованной стали 10 норма σв — 330 Н/мм². Такие классы получают за счёт нагартовки при высадке — у нагартованного проката σв не менее 390–410 Н/мм² (таблицы 8 и 9) — и подтверждают испытаниями готовых изделий. Крепёж средних и высоких классов делают из сталей 20–45 и легированных; классы, достижимые на стали 35, разобраны на странице стали 35.
Сталь 10 — одна из основных марок для бесшовных труб общего назначения: она хорошо деформируется при прокатке и волочении, сваривается без подогрева и поддаётся гибке и развальцовке. Холоднодеформированные трубы из стали 10 поставляют по ГОСТ 8733-74. Для горячедеформированных труб сталь 10 предусматривал ГОСТ 8731-74; с 01.03.2026 его заменил ГОСТ 8731-2025, и марку по новому стандарту сверяют по официальному изданию. Трубы по ГОСТ 8733-74 и ГОСТ 8731-74 изготовляют по группам, различающимся тем, что нормируется: механические свойства, химический состав или то и другое; группа обязательно указывается в заказе. Нормы механических свойств труб на странице не приводятся: доступные копии стандартов дают расходящиеся значения, и их нужно сверять по официальному изданию.
Для нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности применяют трубы по ГОСТ 550-2020, который действует с 1 апреля 2021 г. взамен ГОСТ 550-75. В некоторых справочных базах ГОСТ 550-75 до сих пор значится действующим, поэтому статус лучше проверять по сведениям Росстандарта. Трубы для котлов и паропроводов поставляют по отдельным техническим условиям; их требования на этой странице не рассматриваются.
Сводка документов и их статусов — в таблице 16, теоретическая масса трубы в зависимости от диаметра и стенки — в таблице 20. Для листа из стали 10 масса приведена в таблице 19.
Цементация — насыщение поверхности стальной детали углеродом при нагреве в углеродсодержащей среде с последующей закалкой и низким отпуском. Её смысл в том, чтобы получить на одной детали два материала: высокоуглеродистый поверхностный слой, который закаливается до высокой твёрдости и сопротивляется износу, и низкоуглеродистую сердцевину, которая остаётся вязкой и не раскалывается при ударе. Сталь 10 подходит для этого по составу: углерода в ней мало, и сердцевина после любой термообработки сохраняет пластичность.
Общая технология для низкоуглеродистых сталей по учебному курсу термической обработки сведена в таблице 10. Цементацию ведут при 900–930 °C, то есть в аустенитной области: по расчётной оценке (таблица 11) Ac3 стали 10 лежит около 840–870 °C, и такой нагрев обеспечивает полную растворимость углерода в аустените. Повышение температуры резко ускоряет диффузию и рост слоя, но одновременно укрупняет зерно. Углерод в поверхностном слое стараются держать не выше 1,1–1,2 %: при большем содержании по границам зёрен выделяется хрупкий вторичный цементит. Для твёрдой цементации в учебной литературе приводится ориентир около 5 ч выдержки на 1 мм слоя; газовая цементация идёт быстрее.
После насыщения деталь закаливают по одному из трёх вариантов: непосредственно с температуры цементации, после охлаждения на воздухе с повторного нагрева до 850–900 °C или двойной закалкой — сначала с 850–900 °C для измельчения зерна сердцевины, затем с 760–800 °C для слоя. Завершает обработку низкий отпуск при 150–200 °C, снимающий закалочные напряжения без заметной потери твёрдости. Типичная твёрдость поверхности цементованного слоя — 58–62 HRC.
Перечисленные режимы — общие для низкоуглеродистых цементуемых сталей, а не марочные нормы стали 10. Глубину слоя, время выдержки и вариант закалки для конкретной детали назначают по технологической документации. Марочные режимы цементации из справочников на странице не приводятся, так как не сверены с первоисточником.
Где сталь 10 уступает. Её прокаливаемость очень мала, поэтому даже после цементации и закалки сердцевина остаётся мягкой. Для деталей, работающих на износ при небольших нагрузках — втулок, пальцев, мелких осей, упоров, — это допустимо. Если цементованная деталь испытывает значительные контактные или изгибные нагрузки, мягкая сердцевина не поддерживает твёрдый слой, и он продавливается. В этом случае применяют сталь 20, у которой прочность сердцевины выше (σт 245 против 205 Н/мм²), а для нагруженных зубчатых колёс — легированные цементуемые стали. Сравнение 10 и 20 — в разделе 14 и на странице стали 20.
Нитроцементация — совместное насыщение углеродом и азотом из газовой среды — ведётся при более низкой температуре, чем цементация, и даёт меньшее коробление тонких деталей. Для стали 10 она применима по тем же соображениям, что и цементация; режимы назначают по технологической документации.
Короткий ответ: сталь 10 нельзя закалить до инструментальной твёрдости, и упрочнять её закалкой без цементации практически бессмысленно. Причина — в углероде. Твёрдость мартенсита определяется содержанием углерода в аустените, и при 0,07–0,14 % углерода даже полностью мартенситная структура не достигает уровня, который обычно имеют в виду под закалкой. Для оценки часто используют эмпирическую зависимость максимальной твёрдости мартенсита от углерода (формула Джаста): HRC ≈ 20 + 60√C при C до 0,6 %.
При C = 0,10 %: HRC ≈ 20 + 60 · √0,10 = 20 + 60 · 0,316 ≈ 39. При C = 0,14 %: 20 + 60 · 0,374 ≈ 42. Это верхняя оценка для тонкого сечения, закалённого в воде на полный мартенсит. В реальной детали сталь 10 из-за низкой прокаливаемости принимает закалку лишь в тонком поверхностном слое, а в сердцевине образуются феррит и продукты промежуточного превращения. Для сравнения: при 0,36 % углерода (сталь 35) та же формула даёт около 56 HRC.
Критические точки стали 10 в таблице 11 рассчитаны по эмпирическим формулам Эндрюса по пределам состава: Ac1 около 716–733 °C, Ac3 около 837–873 °C. Для доэвтектоидных сталей температуру нормализации и закалки выбирают выше Ac3; ГОСТ 1050-2013 рекомендует нормализовать образцы стали 10 при 920 °C (таблица 10), что на 50–80 °C выше расчётной Ac3. Табличные значения критических точек из марочников на странице не приводятся: в доступных копиях они расходятся на несколько градусов и не сверены с первоисточником. Как читать Ac1, Ac3 и Ar3 и как их используют при назначении режимов — в статье о критических точках стали.
Если от детали из стали 10 нужна твёрдая поверхность, путь один — химико-термическая обработка: цементация или нитроцементация с последующей закалкой и низким отпуском (раздел 9). Если нужна прочность всего сечения, сталь 10 не подходит: следует выбирать среднеуглеродистые стали под улучшение — 35, 45 — или легированные.
Сталь 10 — одна из наиболее легко свариваемых конструкционных сталей. Склонность к образованию холодных трещин в зоне термического влияния определяется углеродным эквивалентом, и у стали 10 он мал при любом сочетании элементов в пределах стандарта (таблица 12): по формуле Международного института сварки CE составляет 0,13–0,19 % без учёта остаточных элементов и не превышает 0,32 % даже при всех элементах по верхнему пределу. По формуле Pcm, разработанной для низкоуглеродистых сталей, — 0,09–0,21 %.
Средний состав: C 0,105; Mn 0,50; остаточные элементы на верхнем пределе: Cr 0,15; Ni 0,30; Cu 0,30 %. CE = 0,105 + 0,50/6 + 0,15/5 + (0,30 + 0,30)/15 = 0,105 + 0,083 + 0,030 + 0,040 = 0,258 ≈ 0,26 %. Даже в таком неблагоприятном случае эквивалент остаётся на уровне, при котором сварка обычно выполняется без подогрева.
ГОСТ 1050-2013 группу свариваемости не устанавливает. Если свариваемость важна для изделия, её гарантию заказывают кодом ГС, а величину углеродного эквивалента и формулу его расчёта согласовывают в заказе (п. 7.2.18). Особые случаи, требующие внимания:
Для расчёта массы проката из стали 10 используют плотность 7,85 г/см³ (7850 кг/м³): это значение принято в ГОСТ 2590-2006 для вычисления массы 1 м проката. Для расчётов конструкций европейские нормы проектирования EN 1993-1-1 задают общие для конструкционной стали характеристики (таблица 13): модуль упругости 210 000 Н/мм², коэффициент Пуассона 0,3, коэффициент линейного расширения 12·10⁻⁶ 1/К; модуль сдвига по ним около 81 000 Н/мм².
Эти значения не являются марочными характеристиками стали 10, но для инженерного расчёта их достаточно: у низкоуглеродистых сталей модуль упругости, плотность и коэффициент расширения меняются от марки к марке незначительно. Марочные теплофизические характеристики на странице не приводятся.
Сталь 10 ферромагнитна в любом состоянии — горячекатаном, отожжённом, нагартованном, цементованном: её основа — феррит. Магнит поэтому не помогает отличить её от других углеродистых сталей, зато ферромагнитность позволяет применять магнитные методы неразрушающего контроля; ГОСТ 1050-2013 ссылается для них на ГОСТ 30415 (п. 9.21). Коррозионной стойкости у стали 10 нет: на влажном воздухе и в воде она ржавеет, как любая нелегированная сталь. Для работы в таких условиях детали защищают покрытиями — цинкованием, окраской, оксидированием — или выбирают нержавеющую сталь, например 12Х18Н10Т.
Полного зарубежного аналога у стали 10 нет: все ближайшие марки отличаются хотя бы по одному элементу (таблица 14). Ближе всего европейская C10E (номер 1.1121) по EN 10084:2008: углерод 0,07–0,13 %, марганец 0,30–0,60 %, фосфор и сера не более 0,035 %. Расхождения — в верхнем пределе углерода (0,13 против 0,14 %), в смещении диапазона марганца и в более мягкой норме фосфора. Плавка с углеродом 0,07–0,13 %, марганцем 0,35–0,60 %, кремнием 0,17–0,37 % и фосфором не более 0,030 % удовлетворяет обоим стандартам, но не каждая плавка стали 10 будет соответствовать C10E, и наоборот. Разновидность C10R (1.1207) отличается серой в диапазоне 0,020–0,040 % и соответствует стали 10 с опцией серы по п. 7.2.7 ГОСТ 1050-2013. Стандарт EN 10084:2008 заменён EN ISO 683-3; нормы новой редакции на странице не сверены.
Японская S10C (JIS G4051) и американская SAE 1010 имеют углерод 0,08–0,13 % и марганец 0,30–0,60 % — это тоже близкие, но не тождественные марки; у SAE 1010 допускается больше серы (до 0,050 % по редакции 2001 г.). Состав S10C приведён по документации производителей металла, SAE 1010 — по тексту SAE J403 редакции 2001 г. Сводный вывод — в таблице 15.
Для кипящей 10кп и полуспокойной 10пс зарубежных аналогов по способу раскисления нет: в EN 10083-2 прямо записано, что все стали должны быть спокойными (п. 6.2). При замене 10кп на зарубежный металл фактически поставляется спокойная сталь, и это нужно учитывать, если технология рассчитана на мягкость кипящей стали.
Стали 08, 10 и 20 — соседи по ряду ГОСТ 1050-2013, и выбор между ними решается соотношением пластичности и прочности (таблица 17).
По углероду 08 (0,05–0,12 %) и 10 (0,07–0,14 %) перекрываются в интервале 0,07–0,12 %, поэтому плавка с 0,09 % углерода формально подходит под обе марки — различает их сертификат и, косвенно, предел хрома (0,10 % у 08, 0,15 % у 10). Стали 10 и 20 по углероду не перекрываются даже с учётом допусков для готового проката (0,15 и 0,16 %).
Ст3 стоит особняком. Это сталь обыкновенного качества по ГОСТ 380, предназначенная прежде всего для сварных строительных конструкций без термообработки; для неё нормируют свойства в состоянии поставки по стандартам на прокат. Сталь 10 — качественная, с более жёсткими пределами по сере и фосфору и с нормами после нормализации. Если деталь предстоит штамповать, высаживать или цементовать, выбирают сталь 10; если речь о сварной конструкции из листа или профиля без последующей обработки — обычно Ст3.
Большинство ошибок с поставками стали 10 обнаруживается не в лаборатории, а при чтении документа о качестве. Перечень того, что проверить, дан в таблице 18; ключевые пункты:
Лабораторная проверка сводится к определению углерода. Твёрдость и магнит не отличают сталь 10 от 08 и 20. Портативные рентгенофлуоресцентные анализаторы углерод не определяют, поэтому для подтверждения марки используют оптико-эмиссионный спектральный анализ или химический анализ; ГОСТ 1050-2013 допускает химические методы по ГОСТ 22536.0–22536.12, спектральные по ГОСТ 18895 и ГОСТ 27809 и рентгенофлуоресцентный по ГОСТ 28033, а при разногласиях арбитражными считаются химические методы (п. 9.1).
Теоретическая масса проката из стали 10 рассчитывается по плотности 7,85 г/см³ (ГОСТ 2590-2006). Масса листа приведена в таблице 19, масса бесшовных труб — в таблице 20. Формулы для ручного расчёта при размерах в миллиметрах:
Лист: масса 1 м² равна 7,85 · t кг, где t — толщина. Пример: лист 2 × 1250 × 2500 мм — 7,85 · 2 · 1,25 · 2,5 = 49,06 кг.
Труба: m = π · (D − s) · s · 7,85 / 1000 = 0,02466 · (D − s) · s кг/м. Пример: труба 57 × 3,5 мм — 0,02466 · 53,5 · 3,5 = 4,618 кг/м; труба длиной 6 м — 27,71 кг.
Круг: m = 0,006165 · d² кг/м. Пример: пруток 20 мм — 0,006165 · 400 = 2,466 кг/м; пруток 12 мм длиной 3 м — 0,006165 · 144 · 3 = 2,66 кг.
Полученные значения — теоретические: фактическая масса партии отличается на величину допусков по размерам. Для перевода метров в тонны удобна колонка «метров в 1 т» таблицы 20: например, 1 т трубы 25 × 2,5 мм — это около 720 м. Токарную обработку стали 10 планируют с учётом её вязкости и склонности к налипанию на резец; исходные режимы можно подобрать в тренажёре режимов резания.
Нет. Это одна марка по углероду (0,07–0,14 %), но разные стали по раскислению: 10 — спокойная с кремнием 0,17–0,37 %, 10кп — кипящая с кремнием не более 0,07 %. Кроме того, ГОСТ 1050-2013 распространяется на 10кп только в части химического состава, а механические свойства для неё задаёт стандарт на продукцию, например ГОСТ 10702-2016.
До высокой твёрдости — нет. При 0,07–0,14 % углерода даже полный мартенсит по эмпирической оценке даёт не более 39–42 HRC, а из-за низкой прокаливаемости закаливается лишь тонкий поверхностный слой. Твёрдую поверхность на стали 10 получают цементацией или нитроцементацией с последующей закалкой и низким отпуском.
Цементованный слой низкоуглеродистой стали после закалки и низкого отпуска при 150–200 °C обычно имеет 58–62 HRC. Сердцевина стали 10 остаётся мягкой. Это общий уровень для цементуемых сталей; режим и требуемую твёрдость для конкретной детали задаёт технологическая документация.
Марку и общие требования устанавливает ГОСТ 1050-2013, который с 2015 г. заменил ГОСТ 1050-88. Конкретная продукция поставляется по своим стандартам: прокат для холодной высадки — по ГОСТ 10702-2016, толстый лист для штамповки — по ГОСТ 4041-2017, холоднодеформированные бесшовные трубы — по ГОСТ 8733-74. Для горячедеформированных труб с 01.03.2026 действует ГОСТ 8731-2025 взамен ГОСТ 8731-74.
Из отечественных марок — сталью 08 (если важнее пластичность) или сталью 20 (если нужна прочность), с проверкой по нормам конкретного изделия. Из зарубежных ближе всего C10E (1.1121), S10C и SAE 1010, но это близкие, а не полные аналоги: диапазоны углерода и марганца у них сдвинуты. Замену подтверждают фактическим составом плавки по обоим стандартам.
Да и да. Сталь 10 ферромагнитна в любом состоянии, поэтому магнит не отличает её от других углеродистых сталей. Коррозионной стойкости у неё нет: без покрытия она ржавеет на влажном воздухе и в воде.
Как правило, нет. Углеродный эквивалент стали 10 по формуле Международного института сварки составляет 0,13–0,32 % в пределах стандарта — это уровень наиболее легко свариваемых сталей. Осторожность нужна при сварке толстого проката из кипящей 10кп и деталей после цементации: по цементованному слою не варят.
Как правило, нет. ГОСТ ISO 898-1-2014 требует для класса 5.6 углерод не менее 0,13 %, а сталь 10 содержит 0,07–0,14 %: подходит только плавка у верхнего предела с подтверждением сертификатом. Для крепежа классов 5.6 и 6.8 обычно применяют стали 20–35, для класса 8.8 и выше — среднеуглеродистые и легированные стали после закалки и отпуска.
Материал носит ознакомительный характер. Нормативные значения приведены по указанным стандартам и редакциям; расчётные величины (допуски в готовом прокате, критические точки, углеродный эквивалент, доля перлита, масса) получены по приведённым формулам и не являются нормами. Режимы цементации даны как общая технология для низкоуглеродистых сталей. Информация не заменяет действующие стандарты, конструкторскую и технологическую документацию. Перед выбором материала, назначением режимов термообработки и сварки и расчётами сверяйтесь с актуальными редакциями стандартов и сертификатами на конкретную продукцию. Автор и администрация сайта не несут ответственности за последствия использования информации без такой проверки.
ООО «Иннер Инжиниринг»