Сортамент стальных уголков

Что такое металлический уголок?

Металлический уголок — это вид металлопроката, представляющий собой профиль с Г-образным поперечным сечением, который образует два перпендикулярных друг другу плеча (полки).

Виды металлических уголков

По форме сечения

• Равнополочные уголки — полки имеют одинаковую длину, что делает профиль симметричным. Такие уголки применяются для создания каркасных конструкций, где требуется равномерное распределение нагрузки.
• Неравнополочные уголки — одна полка длиннее другой, что позволяет использовать уголок в случаях, когда нагрузка на одну из сторон больше. Такой подход необходим при асимметричных нагрузках или в конструкциях, где нужно сэкономить пространство, сохраняя при этом несущую способность.

По способу производства

Горячекатаные уголки

Горячекатаный уголок получают методом горячей прокатки, когда металл нагревают до высокой температуры (около 1000 °C) и прокатывают через специальные ролики для придания нужной формы. После прокатки изделие охлаждается и приобретает стабильные механические свойства.

Особенности горячекатаных уголков: высокая прочность и устойчивость к механическим воздействиям.

Применение: Горячекатаные уголки применяют в строительстве зданий, мостов, для создания опорных каркасов и других конструкций, где требуется высокая прочность.

Холоднокатаные уголки

Холоднокатаные уголки изготавливаются методом холодной прокатки, при котором металл прокатывают при комнатной температуре. Этот процесс делает материал более плотным и гладким, но без увеличения толщины стенок, как у горячекатаных уголков. Особенности холоднокатаных уголков:

• Обладают хорошей точностью размеров и ровной поверхностью.
• Менее устойчивы к большим нагрузками деформациям, чем горячекатаные уголки, из-за меньшей толщины стенок.

Применение: Используются в менее нагруженных конструкциях и в машиностроении, для производства каркасов мебели, декоративных конструкций и легких опорных элементов.

Гнутые уголки

Гнутый уголок получают методом гибки металлической полосы (листы или ленты), которая изгибается под углом 90 градусов для создания нужной формы. При этом используется специальное оборудование для гибки, и обработка производится при комнатной температуре. Особенности гнутых уголков:

• Имеют более тонкие стенки, чем горячекатаные, так как производятся из металлических листов.
• Могут быть как равнополочными, так и неравнополочными, и форма их может варьироваться в зависимости от требований проекта.
• Низкая стоимость производства по сравнению с горячекатаными и холоднокатаными уголками.
• Меньшая прочность и устойчивость к высоким нагрузкам.
• Возможны отклонения от точной геометрии формы, особенно при больших размерах.

Применение: Гнутые уголки чаще применяются в легких конструкциях и для незначительных нагрузок, таких как мебельные и отделочные конструкции, в монтаже рекламных щитов, декоративных элементов, а также в местах, где не требуется высокая прочность.

Сравнительная таблица характеристик

По материалу изготовления

Уголки из углеродистой стали

Углеродистая сталь — это наиболее распространенный материал для металлических уголков. Она характеризуется высокой прочностью, устойчивостью к механическим нагрузкам и умеренной стоимостью.

Особенности:

• Высокая прочность и жесткость.
• Средняя устойчивость к коррозии, поэтому такие уголки часто покрываются защитным слоем (цинкованием, краской) для использования на открытом воздухе.
• Подходят для создания несущих конструкций.
• Легко поддаются сварке и другим видам обработки.

Применение: Углеродистые стальные уголки широко используются в строительстве, машиностроении, каркасных конструкциях, для укрепления и создания несущих опор.

Нержавеющая сталь

Уголки из нержавеющей стали изготавливаются из коррозионностойких сплавов стали, которые содержат хром и другие элементы для повышения устойчивости к агрессивным средам.

Особенности:

• Высокая устойчивость к коррозии, благодаря содержанию хрома (более 10,5%).
• Высокая прочность, сохраняющаяся даже при эксплуатации в агрессивных условиях.
• Эстетичный внешний вид, который не требует дополнительного покрытия.
• Более высокая стоимость по сравнению с углеродистой сталью.

Применение: Используются в пищевой, химической и фармацевтической промышленности, в строительстве на объектах с повышенной влажностью (например, в бассейнах) и в местах, где важен эстетичный вид (в интерьерах, отделке фасадов).

Низколегированная сталь

Низколегированные стальные уголки отличаются тем, что в их составе есть небольшое количество легирующих элементов (например, никель, медь, ванадий), что улучшает коррозионную стойкость и механические свойства.

Особенности:

• Умеренная устойчивость к коррозии без покрытия.
• Высокая прочность и износостойкость, благодаря легирующим элементам.
• Подходят для эксплуатации в суровых погодных условиях, без необходимости в дополнительной защите.
• Хорошо сохраняют свойства при низких температурах.
• Немного дороже углеродистых уголков, но стоят дешевле нержавеющих.

Применение: Применяются в мостостроении, в производстве транспортных конструкций, опорных элементов и для возведения конструкций в местах с низкими температурами и повышенной влажностью.

Алюминиевые уголки

Алюминиевые уголки изготавливают из алюминия или его сплавов, что делает их легкими и устойчивыми к коррозии, но менее прочными, чем стальные уголки.

Особенности:

• Небольшой вес, высокая устойчивость к коррозии и хорошие антикоррозийные свойства.
• Легко поддаются механической обработке и резке.
• Идеальны для использования в условиях повышенной влажности.
• Хорошо подходят для легких конструкций, так как вес изделия минимален.
• Менее прочны, чем стальные уголки, и поэтому не подходят для несущих конструкций с высокими нагрузками.

Применение: Алюминиевые уголки часто используются в отделочных работах, производстве легких каркасов, в интерьере и декоративных конструкциях, а также в судостроении и авиастроении, где важна легкость материалов.

Латунные уголки

Латунные уголки производятся из сплава меди и цинка, что придает им устойчивость к коррозии и износостойкость.

Особенности:

• Привлекательный золотистый цвет и хорошая коррозионная стойкость.
• Мягкость материала, что делает его податливым для декоративной обработки.
• Эстетичный внешний вид, что позволяет использовать в декоративных и интерьерных проектах.
• Более высокая стоимость.
• Меньшая прочность, чем у стальных уголков, поэтому они не подходят для тяжелых нагрузок.

Применение: Латунные уголки востребованы в декоративной отделке, в интерьере, для элементов мебели, а также в сантехнических конструкциях и местах с высокой влажностью.

Медные уголки

Медные уголки изготавливаются из чистой меди или медных сплавов, что делает их устойчивыми к коррозии и придает им характерный медный цвет.

Особенности:

• Высокая стойкость к коррозии, особенно в условиях морского климата.
• Отличные электропроводящие свойства.
• Декоративный и эстетически привлекательный вид, который со временем покрывается патиной (благородной зеленоватой плёнкой).
• Хорошо подходят для проводки и других конструкций, требующих высокой проводимости.
• Высокая стоимость, что делает медь более редким выбором.
• Мягкость материала не позволяет использовать его в местах с высокими нагрузками.

Применение: Используются в декоративной отделке, электромонтажных работах, в строительстве, морском и судостроительном деле, а также в условиях, где требуется высокая коррозионная стойкость.

Сравнительная таблица характеристик уголков по материалу

Основные характеристики металлических уголков

Размер полок

Размер полок (или плеч) уголка — это длина каждой из двух сторон, образующих угол. В зависимости от конструкции уголок может быть равнополочным (где полки одинаковой длины) или неравнополочным (одна полка длиннее другой). Стандартные размеры варьируются, например, уголок может быть 50×50 мм, 100×50 мм и т.д.

Значение:

• Чем больше размер полок, тем больше площадь контакта уголка с поверхностью и, соответственно, выше несущая способность.
• Равнополочные уголки обеспечивают равномерное распределение нагрузки по обеим сторонам, тогда как неравнополочные могут выдерживать асимметричные нагрузки, обеспечивая прочность и экономию пространства.

Толщина стенки

Толщина стенки уголка варьируется в зависимости от типа и назначения изделия. Обычно она составляет от нескольких миллиметров до нескольких сантиметров и влияет на его прочность и устойчивость к деформациям.

Значение:

• Чем толще стенка, тем прочнее уголок, он способен выдерживать более высокие нагрузки.
• Увеличение толщины также увеличивает вес уголка, что может быть важно при создании лёгких конструкций или экономии материалов.

Металлические уголки широко используются в строительстве, машиностроении и монтажных работах:

• Уголки — основной элемент для создания несущих конструкций, металлических рам, опорных стоек, перекрытий, колонн, балок.
• Мебель и интерьеры — уголки применяются для усиления конструкции мебели, стеллажей, монтажных элементов и декоративных деталей.
• Арматура и соединительные элементы — в качестве элементов крепления уголки обеспечивают жёсткость и прочность соединений, выступая в качестве соединительных элементов для других металлических конструкций.
• Машиностроение — изготовление различных деталей и узлов машин и механизмов.
• Автомобилестроение — изготовление элементов кузова и рамы.

Преимущества металлического уголка

• Высокая прочность — уголки выдерживают значительные нагрузки на изгиб, что делает их незаменимыми в строительстве и инженерных конструкциях.
• Долговечность — при правильной обработке стальные уголки устойчивы к износу и коррозии, особенно при использовании антикоррозионных покрытий.
• Универсальность — уголки легко монтируются и режутся на нужную длину, что позволяет использовать их для самых разных конструкций.

Механические свойства

Механические свойства металлического уголка — это совокупность характеристик, определяющих его поведение при воздействии нагрузок и его способность сохранять прочность и форму при различных условиях эксплуатации. Они важны для оценки надежности и долговечности металлических конструкций, где уголки используются в качестве элементов, несущих нагрузки.

• Предел прочности  — это максимальная нагрузка, которую он может выдержать без разрушения. Этот показатель измеряется в мегапаскалях (МПа) и зависит от материала, из которого изготовлен уголок, а также от его толщины и формы.  Предел прочности определяет, какой вес или силу может выдержать уголок в строительных и машиностроительных конструкциях. Например, в мостах и каркасах зданий, где металлические уголки подвергаются значительным нагрузкам, этот параметр является ключевым.
• Предел текучести — это нагрузка, при которой уголок начинает деформироваться пластически, то есть принимает новую форму, которая не восстанавливается после снятия нагрузки. Как и предел прочности, он измеряется в мегапаскалях.  Уголки, используемые в ответственных конструкциях, должны иметь высокий предел текучести, чтобы минимизировать риск деформации. Это особенно важно в тех случаях, когда уголок работает в составе несущих конструкций, где недопустимы изменения его формы.
• Твердость — это его сопротивляемость проникновению другого материала. Этот показатель зависит от состава стали и способа её обработки. Он измеряется по разным шкалам, например, Бринелля или Виккерса.  Чем выше твердость, тем больше уголок устойчив к механическим повреждениям, таким как царапины и вмятины. Твердость также влияет на износостойкость уголков при трении, что полезно в условиях, где они подвергаются контактной нагрузке.
• Ударная вязкость — это способность материала уголка поглощать энергию при ударе, не разрушаясь. Этот показатель измеряется в джоулях на квадратный сантиметр (Дж/см²) и особенно важен для конструкций, подверженных внезапным нагрузкам или ударам.  Высокая ударная вязкость позволяет уголкам выдерживать кратковременные динамические нагрузки, что критично для элементов конструкций, подвергающихся вибрации, ударам и резким нагрузкам.
• Износостойкость — это его способность противостоять повреждениям, возникающим в результате трения и контакта с другими материалами. Износостойкость особенно важна в конструкциях, где уголок контактирует с движущимися элементами.  Высокая износостойкость увеличивает срок службы уголка и всей конструкции, снижая затраты на ремонт и замену. Для повышения износостойкости могут применяться покрытия или легирование углеродом и другими элементами.
• Пластичность — это его способность изменять форму под нагрузкой без разрушения. Высокая пластичность позволяет уголку деформироваться под нагрузкой, не разрушаясь, и затем возвращаться к своей исходной форме.  Пластичность важна в конструкциях, где возможны колебания или временные перегрузки, так как она предотвращает появление трещин и повреждений.
• Модуль упругости — это показатель, определяющий сопротивляемость уголка деформациям под воздействием нагрузки. Чем выше модуль упругости, тем меньше уголок деформируется при одинаковой нагрузке.  Этот параметр важен для конструкций, где необходима жесткость, например, в мостовых опорах и других несущих элементах, где чрезмерные деформации могут привести к повреждению или разрушению конструкции.
• Усталостная прочность — это способность уголка выдерживать многократные циклические нагрузки без разрушения. Под влиянием переменных нагрузок могут возникать микротрещины, которые со временем приведут к полному разрушению.  Высокая усталостная прочность особенно важна в конструкциях, работающих в условиях вибрации или циклических нагрузок, таких как промышленные сооружения и мостовые конструкции.

Металлические уголки производятся из различных типов стали, что определяет их механические свойства:

• Уголки из углеродистой стали обладают хорошей прочностью и жесткостью, но имеют ограниченную коррозионную стойкость, что требует применения защитных покрытий.
• Легирование углеродистой стали добавками (например, хромом или никелем) повышает её прочность, пластичность и устойчивость к коррозии.
• Уголки из нержавеющей стали обладают высокой коррозионной стойкостью и ударной вязкостью, что делает их предпочтительными для использования во влажных и агрессивных средах.
• Горячекатаные уголки имеют высокую прочность и ударную вязкость, так как горячая обработка улучшает структуру стали, делая её более однородной. Эти уголки часто используются для несущих конструкций.
• Холодногнутые уголки обладают более высокой точностью и гладкостью поверхности, но их прочность ниже из-за холодной обработки, которая может привести к остаточным напряжениям. Такие уголки часто используются для декоративных элементов и конструкций с умеренными нагрузками.

ГОСТ’ы на металлические уголки

В России и странах СНГ производство металлических уголков регламентируется государственными стандартами (ГОСТ), которые обеспечивают соблюдение технических требований, точных размеров, допусков и механических характеристик продукции. ГОСТы для металлических уголков разработаны таким образом, чтобы изделия отвечали потребностям строительства, машиностроения, мостостроения и других отраслей, где важны прочность, долговечность и надежность.

ГОСТы выполняют несколько ключевых функций:

• Обеспечение качества и безопасности — стандарты определяют минимальные требования к качеству металла, его устойчивости к нагрузкам и коррозии, что особенно важно для безопасного строительства и создания несущих конструкций.
• Снижение издержек на проектирование — унификация размеров и характеристик уголков позволяет инженерам использовать стандартные данные в проектах, не затрачивая время и средства на адаптацию нестандартных материалов.
• Упрощение контроля качества — задают строгие параметры и допуски для всех аспектов уголка — от толщины стенки до ровности и углов сгиба. Это облегчает проверки и гарантирует соответствие изделий установленным стандартам.
• Унификация и взаимозаменяемость продукции — стандарты делают уголки разных производителей взаимозаменяемыми, что позволяет избежать дефицита материалов и гарантирует доступность продукции на рынке.

Основные ГОСТы, регулирующие производство уголков:

ГОСТ 8509-93 — «Прокат сортовой стальной. Уголки равнополочные»

Стандарт описывает равнополочные уголки с одинаковыми полками, используемые в строительстве, машиностроении и других сферах. Устанавливает требования к геометрии, допустимым отклонениям, физическим и механическим характеристикам продукции. Регламентирует условия изготовления, хранения и транспортировки уголков, обеспечивая высокое качество конечного изделия.

ГОСТ 8510-86 — «Прокат сортовой стальной. Уголки неравнополочные»

 Определяет неравнополочные уголки, где полки имеют разную длину. Такие уголки широко применяются в строительных конструкциях, требующих разной несущей способности на каждую сторону. ГОСТ предписывает, какие материалы и методы можно использовать при производстве неравнополочных уголков, а также задает точные допуски и требования к качеству поверхности.

ГОСТ 19771-93 и ГОСТ 19772-93 — «Прокат стальной гнутый равнополочный и неравнополочный уголковый»

ГОСТы регламентируют, каким требованиям должны соответствовать гнутые уголки, чтобы обеспечить их долговечность и прочность при использовании в конструкциях с умеренными нагрузками.

ГОСТ 8281-80 — «Уголки стальные горячекатаные для мостостроения»

Стандарт описывает требования к прочности, коррозионной стойкости и допустимым отклонениям, обеспечивая высокую надежность уголков для использования в ответственных сооружениях.

ГОСТы на металлические уголки регламентируют следующие критически важные параметры:

• Геометрические размеры — длина полок, толщина стенок, высота и угол между полками. Это позволяет контролировать точные формы уголков, чтобы они подходили для стандартных соединений и конструкций.
• Механические свойства — ГОСТы устанавливают требования к пределу прочности, текучести и пластичности. Эти характеристики проверяются с использованием специальных тестов и обеспечивают возможность эксплуатации изделий под нагрузкой.
• Допуски и точность — устанавливаются допустимые отклонения от номинальных размеров, что важно для точной сборки конструкций.
• Качество поверхности и антикоррозийная защита — описывают допустимые неровности и повреждения поверхности уголка, а также методы защиты от коррозии (например, оцинковка), что особенно важно при использовании уголков на открытом воздухе или в агрессивной среде.
• Качество стали — марка стали, химический состав, механические свойства (прочность, пластичность).
• Маркировка — Способы маркировки и обозначения характеристик уголка.
• Методы контроля качества — Способы проверки соответствия уголков требованиям стандарта.

Сортамент металлических уголков — это стандартизированная классификация и описание всех возможных видов и размеров металлических уголков, включая их геометрические параметры, механические характеристики и допустимые отклонения от номинальных размеров. Сортамент, по сути, представляет собой полный каталог продукции, содержащий информацию, необходимую для выбора подходящего уголка для конкретных конструкций и условий эксплуатации.

В России сортамент металлических уголков регламентируется государственными стандартами (ГОСТ), которые охватывают продукцию как общего назначения, так и специальные уголки для мостостроения и других конструкций с повышенными требованиями.

Основные параметры сортамента металлических уголков

• Тип уголка: равнополочные / неравнополочные.
• Размеры: длина полок (плеч) / толщина стенки / длина уголка (стандартная длина уголков составляет от 2 до 12 метров, и она также указывается в сортаменте).
• Марка стали и механические свойства: предел прочности / текучесть / твердость /  устойчивость к коррозии.
• Тип изготовления: горячекатаные уголки / холодногнутые уголки.
• Допуски и точность: допустимые отклонения от номинальных размеров. ГОСТы разделяют уголки на несколько категорий по точности: обычной точности и высокой точности.
• Антикоррозийная защита.

Сортамент уголков определяется согластно стандратам производства (ГОСТ'ам) и указывает:

Размеры:

• Высоту бокового фланца / полки (вертикальная сторона — a).
• Ширину бокового фланца / полки (горизонтальная сторона — b).
• Толщину стенок бокового фланца / полки — t.

Пример обозначения металлического уголка может выглядеть, например, так: «50x50x5», где первая и вторая цифры представляют высоту и ширину бокового фланца в миллиметрах, а третья цифра — толщину стенки.

Сортамент уголока горячекатаного равнополочного стального по ГОСТ 8509-93.

Таблица 1. Размеры, сортамент уголка металлического равнополочного.

Сортамент уголока горячекатаного неравнополочного стального по ГОСТ 8510-86.

Таблица 2. Размеры, сортамент уголка металлического неравнополочного.

Смотрите также статьи:

• Таблицы расчета веса металлического уголка
• Чертежи и характеристики уголка