Конструкционная сталь — это обширная группа сталей, предназначенных для изготовления строительных конструкций, деталей машин, механизмов и оборудования. Основное требование к конструкционной стали — сочетание высокой прочности, достаточной пластичности и хорошей свариваемости. Конструкционные стали делятся на углеродистые и легированные. Углеродистые стали содержат углерод в пределах от ноль восемь десятых до ноль восемь процентов и не содержат специальных легирующих добавок. Легированные стали содержат хром, никель, марганец, кремний, молибден и другие элементы, которые повышают прочность, износостойкость, коррозионную стойкость и хладостойкость. По назначению конструкционные стали делятся на стали для строительных конструкций, машиностроительные, пружинные, подшипниковые и инструментальные.
Углеродистые конструкционные стали обычного качества выпускаются марок Ст0, Ст1, Ст2, Ст3, Ст4, Ст5 и Ст6. Наибольшее распространение получила сталь Ст3, которая используется для несущих конструкций, арматуры, крепежа и труб. По степени раскисления эти стали делятся на кипящие, полуспокойные и спокойные. Кипящие стали дешевле, но менее хладостойки и хуже свариваются. Спокойные стали, раскисленные алюминием, имеют более однородную структуру и применяются в ответственных конструкциях. Качественные углеродистые стали марок 20, 35, 45 и 50 содержат меньше вредных примесей и используются для деталей машин, валов, шестерен и крепежа. Они подвергаются термической обработке для получения нужных свойств.
Легированные конструкционные стали делятся на низколегированные, среднелегированные и высоколегированные. Низколегированные стали содержат до двух с половиной процентов легирующих элементов и применяются в строительстве для мостов, каркасов, трубопроводов и кранов. Типичные представители — 09Г2С, 17ГС, 14Г2АФ и 10ХСНД. Среднелегированные стали содержат от двух с половиной до десяти процентов легирующих элементов и используются в машиностроении для ответственных деталей: валов, зубчатых колес, турбин и авиационных конструкций. Высоколегированные стали содержат более десяти процентов легирующих элементов и обладают особыми свойствами: коррозионной стойкостью, жаропрочностью, износостойкостью. К ним относятся нержавеющие, жаропрочные и инструментальные стали.
Характеристики конструкционной стали определяются химическим составом, структурой и термической обработкой. Основные механические характеристики — предел текучести, предел прочности, относительное удлинение, ударная вязкость и твердость. Предел текучести показывает напряжение, при котором начинаются пластические деформации, и является главным критерием при расчете конструкций. Пластичность характеризуется относительным удлинением и определяет способность стали деформироваться без разрушения. Ударная вязкость важна для конструкций, работающих при низких температурах и динамических нагрузках. Свариваемость зависит от содержания углерода и легирующих элементов: чем больше углерода, тем хуже свариваемость. Конструкционная сталь выбирается по условиям эксплуатации, нагрузкам, температуре и требованиям нормативных документов.