- Расшифровка и общее описание
- 3 марки стали
- Зарубежные аналоги стали марки ст3сп
- Механическая обработка
- Механические свойства при повышенных температурах
- Механические свойства проката
- Механические свойства проката при повышенных температурах
- Механические свойства проката при растяжении, а также условия испытаний на изгиб в холодном состоянии (гост 535-2005)
- Механические свойства ст3сп при нормальной температуре
- Нормируемые показатели стали ст3сп по категориям проката (гост 535-2005)
- Область применения
- Параметры применения электросварных прямошовных труб из стали ст3сп (гост 32569-2022)
- Параметры применения электросварных спиральношовных труб из стали ст3сп (гост 32569-2022)
- Поставка ст3сп
- Преимущества и недостатки
- Применение стали ст3
- Раскисление стали ст3
- Рекомендуемые режимы сварки при исправлении дефектов сварных швов
- Сварочные материалы для сварки под флюсом
- Свойства сплава
- Сталь ст3сп — ст3
- Температура предварительного и сопутствующего подогрева и отпуска при сварке конструкций из стали ст3сп
- Термическая обработка
- Технологические качества
- Ударная вязкость kcu (гост 380-94)
- Ударная вязкость проката (гост 535-2005)
- Ударная вязкость стали ст3сп
- Физические и механические свойства
- Характеристики, применение и назначение
- Химический состав
- Химический состав, % (гост 380-2005)
Расшифровка и общее описание
Данный вид металла является углеродистой конструкционной сталью обыкновенного качества. Соответствует ГОСТу 380-2005.
Расшифровывается подобная маркировка следующим образом:
- «Ст» – собственно название металла.
- «3» – номер марки, определяемый химсоставом материла.
- «сп» – спокойная. Эти буквы являются обозначением степени раскисления стали, и «говорят» о том, что при затвердевании вещества почти не выделяется газ.
https://www.youtube.com/watch?v=b5TweCLIMhs
Сталь с подобной маркировкой характеризуется максимально однородным составом, что делает ее менее хрупкой, придает ей повышенную устойчивость к агрессивному воздействию различных факторов. При этом материал остается пластичным и довольно легко подвергается обработке.
Производится такая сталь кислородно-конверторным либо мартеновским способом. В первом случае металл изготавливается посредством воздействия кислородом на чугун. Кислород, подаваемый под высоким давлением выжигает из чугуна углерод и позволяет металлу приобрести новые характеристики.
Во втором случае сталь плавится в специальных мартеновских печах под воздействием высоких температур. При этом, независимо от способа производства, характеристики металла не изменяются.
3 марки стали
3.1 Углеродистую сталь обыкновенного качества изготовляют следующих марок: Ст0, Ст1кп, Ст1пс, Ст1сп, Ст2кп, Ст2пс, Ст2сп, Ст3кп, Ст3пс, Ст3сп, Ст3Гпс, Ст3Гсп, Ст4кп, Ст4пс, Ст4сп, Ст5пс, Ст5сп, Ст5Гпс, Ст6пс, Ст6сп. Буквы «Ст» обозначают «Сталь», цифры — условный номер марки в зависимости от химического состава, буква «Г» — марганец при его массовой доле в стали 0,80% и более, буквы «кп», «пс», «сп» — степень раскисления стали: «кп» — кипящая, «пс» — полуспокойная, «сп» — спокойная.
3.2 Сопоставление марок стали по настоящему стандарту и международным стандартам ИСО 630 и ИСО 1052 приведено в приложении А.
3.3 Требования к химическому составу стали марок Е 185 (Fe 310), E 235 (Fe 360), E 275 (Fe 430), Е 355 (Fe 510), Fe 490, Fe 590, Fe 690 по международным стандартам ИСО 630 и ИСО 1052 приведены в приложении Б.
3.4 Степень раскисления, если она не указана в заказе, устанавливает изготовитель.
Зарубежные аналоги стали марки ст3сп
| США | A284Gr.D, A57036, A573Gr.58, A611Gr.C, GradeC, K01804, K02001, K02301, K02502, K02601, K02701, K02702, M1017 |
| Германия | 1.0038, 1.0116, DC03, Fe360B, Fe360D1, RSt37-2, RSt37-3, S235J0, S235J2G3, S235JR, S235JRG2, St37-2, St37-3, St37-3G |
| Япония | SS330, SS34, SS400 |
| Франция | E24-2, E24-2NE, E24-3, E24-4, S235J0, S235J2G3, S235J2G4, S235JRG2 |
| Англия | 1449-2723CR, 1449-3723CR, 3723HR, 40B, 40C, 40D, 4360-40B, 4360-40D, 4449-250, 722M24, Fe360BFU, Fe360D1FF, HFS3, HFS4, HFW3, HFW4, S235J2G3, S235JR, S235JRG2 |
| Евросоюз | Fe37-3FN, Fe37-3FU, Fe37B1FN, Fe37B1FU, Fe37B3FN, Fe37B3FU, S235, S235J0, S235J2G3, S235JR, S235JRG2 |
| Италия | Fe360B, Fe360BFN, Fe360C, Fe360CFN, Fe360D, Fe360DFF, Fe37-2, S235J0, S235J2G3, S235J2G4, S235JRG2 |
| Бельгия | FE360BFN, FE360BFU, FED1FF |
| Испания | AE235BFN, AE235BFU, AE235D, Fe360BFN, Fe360BFU, Fe360D1FF, S235J2G3, S235JRG2 |
| Китай | Q235, Q235A, Q235A-B, Q235A-Z, Q235B, Q235B-Z, Q235C |
| Швеция | 1312, 1313 |
| Болгария | BSt3ps, BSt3sp, Ew-08AA, S235J2G3, S235JRG2, WSt3ps, WSt3sp |
| Венгрия | Fe235BFN, Fe235D, S235J2G3, S235JRG2 |
| Польша | St3S, St3SX, St3V, St3W |
| Румыния | OL37.1, OL37.2, OL37.4 |
| Чехия | 11375, 11378 |
| Финляндия | FORM300H, RACOLD03F, RACOLD215S |
| Австрия | RSt360B |
- Конструкционная сталь
- Инструментальная сталь
Механическая обработка
Выбор режимов резания и подбор инструмента – это важная часть, необходимая для составления правильного технологического процесса обработки деталей, изготовленных из Ст3.
Для ее точения или фрезерования применяют режущий инструмент, выполненный из твердых сплавов ВК8, Т5К10. Для получения резьбы и внутренней, и наружной применяют метчики и плашки, выполненные из сталей Р18, Р6М5. При обработке на станках токарно-фрезерной группы целесообразно применять водоэмульсионные СОЖ, например, Эмульсол. Кстати, при нарезании резьбы вручную желательно использовать касторовое масло, которое существенно облегчает работу.
Выбор скорости обработки производят на основании свойств стали, технических параметров станочного оборудования и вида обработки. Например, при диаметре заготовки от 60 до 100 мм, допустимо использовать токарный резец с размером державки 16х25 мм. При глубине резания в 3 мм, скорость подачи суппорта должна равняться от 0,7 до 1,2 мм на один оборот шпинделя. При обработке на токарном станке допускается скорость вращения шпинделя в пределах 700 оборотов в минуту.
Механические свойства при повышенных температурах
| tисп, °C | σ0,2, МПа | σв, МПа | δ5,% | ψ, % | KCU, Дж/см2 |
| Горячекатаная заготовка размерами 140×120 мм | |||||
| 20 | 220 | 445 | 33 | 59 | 154 |
| 300 | 205 | — | — | — | 199 |
| 500 | 180 | 285 | 34 | 80 | 119 |
| Лист и фасонный прокат в горячекатаном состоянии толщиной до 30 мм | |||||
| 20 | 205-340 | 420-520 | 28-37 | 56-68 | — |
| 200 | 215-285 | — | — | — | — |
| 300 | 05-265 | — | — | — | — |
| 400 | 155-255 | 275-490 | 34-43 | 60-73 | — |
| 500 | 125-175 | 215-390 | 36-43 | 60-73 | — |
| Образец диаметром 6 мм, длиной 30 мм кованый и нормализованный. Скорость деформирования 16 мм/мин, скорость деформации 0,009 1/с | |||||
| 700 | 73 | 100 | 57 | 96 | — |
| 800 | 51 | 63 | 95 | 95 | — |
| 900 | 38 | 65 | 84 | 100 | — |
| 1000 | 25 | 43 | 79 | 100 | — |
| 1100 | 19 | 31 | 80 | 100 | — |
| 1200 | 14 | 25 | 84 | 100 | — |
Механические свойства проката
| ГОСТ | Состояние поставки | Сечение, мм | σ0,2, МПа | σв, МПа | δ5(δ4),% |
| не менее | |||||
| ГОСТ 380-94 | Прокат горячекатаный | До 20 | 245 | 370-480 | 26 |
| Св. 20 до 40 | 235 | 25 | |||
| Св. 40 до 100 | 225 | 23 | |||
| Св. 100 | 205 | 23 | |||
| ГОСТ 16523-89(образцыпоперечные) | Лист горячекатаный | До 2,0 вкл. | — | 370-480 | (20) |
| Св. 2,0 до 3,9 вкл. | (22) | ||||
| Лист холоднокатаный | До 2,0 вкл. | — | 370-480 | (22) | |
| Св. 2,0 до 3,9 вкл. | (24) | ||||
Механические свойства проката при повышенных температурах
| tисп.,°C | σ0,2, МПа | σв, МПа | δ5, % | Ψ, % | KCU, Дж/см2 |
| 20 | 230 | 395 | 33 | 69 | 104 |
| 100 | 210 | 370 | — | — | 126 |
| 300 | 145 | — | — | — | 120 |
| 400 | 125 | 350 | — | 71 | 89 |
| 500 | 105 | 210 | — | 75 | 86 |
| 600 | 55 | 140 | 42 | 87 | 80 |
ПРИМЕЧАНИЕ. При σв = 323-412 МПа предел выносливости σ-1 = 176-196 МПа
Механические свойства проката при растяжении, а также условия испытаний на изгиб в холодном состоянии (гост 535-2005)
| Марка стали | Ст3сп | |
| Временное сопротивление σв, Н/мм2 (кгс/мм2), для проката толщин, мм | до 10 включ. | 380-490 (39-50) |
| св.10 | 370-480 (38-49) | |
| Предел текучести σт, Н/мм2 (кгс/мм2), для проката толщин, мм (не менее) | до 10 включ. | 255(26) |
| св. 10 до 20 включ. | 245(25) | |
| св. 20 до 40 включ. | 235(24) | |
| св.40 до 100 включ. | 225(23) | |
| св. 100 | 205(21) | |
| Относительное удлинение δ5, %, для проката толщин, мм (не менее) | до 20 включ. | 26 |
| св.20 до 40 включ. | 25 | |
| св.40 | 23 | |
| Изгиб до параллельности сторон (а — толщина образца, d — диаметр оправки), для проката толщин, мм | до 20 включ. | d = a |
| св.20 | d = 2a | |
ПРИМЕЧАНИЕ
- По согласованию изготовителя с потребителем допускается:
- снижение предела текучести на 10 Н/мм2 (1 кгс/мм2) для фасонного проката толщиной свыше 20 мм;
- снижение относительного удлинения на 1 % (абс.) для фасонного проката всех толщин.
- Допускается превышение верхнего предела временного сопротивления на 49,0 Н/мм2 (5 кгс/мм2), а по согласованию с потребителем — без ограничения верхнего предела временного сопротивления при условии выполнения остальных норм. По требованию потребителя превышение верхнего предела временного сопротивления не допускается.
Механические свойства ст3сп при нормальной температуре
| Вид поставки | Размер | Напр. | sв | sT | d5 | y | KCU | Термообработка |
| — | мм | — | МПа | МПа | % | % | кДж / м2 | — |
| Трубы, ГОСТ 8696-74 | 372 | 245 | 23 | |||||
| Трубы, ГОСТ 10705-80 | 372 | 225 | 22 | |||||
| Прокат, ГОСТ 535-2005 | 370-490 | 205-255 | 23-26 | |||||
| Лист толстый, ГОСТ 14637-89 | 370-480 | 205-245 | 23-26 | |||||
| Арматура, ГОСТ 5781-82 | 373 | 235 | 25 | |||||
| Катанка, ГОСТ 30136-95 | 490-540 | 60 |
Нормируемые показатели стали ст3сп по категориям проката (гост 535-2005)
| Катег- ория | Химич- еский состав | Времен- ное сопротив- ление σв | Предел текуче- сти σт | Относи- тельное удли- нение δ5 | Изгиб в холо- дном сос- тоянии | Ударная вязкость | ||||
| KCU | KCV | |||||||||
| При темпе- ратуре, °C | После механи- ческого старения | При темпе- ратуре, °C | ||||||||
| 20 | -20 | 20 | -20 | |||||||
| 1 | — | — | — | — | — | — | ||||
| 2 | — | — | — | — | — | |||||
| 3 | — | — | — | — | ||||||
| 4 | — | — | — | — | ||||||
| 5 | — | — | — | |||||||
| 6 | — | — | — | — | ||||||
| 7 | — | — | — | — | ||||||
ПРИМЕЧАНИЕ
- Знак « » означает, что показатель нормируется, знак «-» означает, что показатель не нормируется.
- Химический состав стали по плавочному анализу или в готовом прокате — в соответствии с заказом.
Область применения
Технологические параметры спокойных сталей позволяют использовать их в производстве:
Наиболее широкое применение имеют полуспокойные стали. Несмотря на сниженные показатели твердости и пластичности, эти сплавы характеризуются более доступной стоимостью. Из них получают:
- трубы для систем отопления разного диаметра и толщины стенок;
- листовой прокат для обшивки корпуса различных агрегатов;
- уголки и квадраты для несущих конструкций.
Кипящая сталь входит в категорию самых доступных по стоимости. Из-за высокой концентрации кислорода эксплуатационные свойства материала заметно ниже, но он хорошо поддается термической обработке. Из него производят изделия рядового назначения, которые не подвергаются переменным нагрузкам.
Параметры применения электросварных прямошовных труб из стали ст3сп (гост 32569-2022)
| Марка стали, класс прочности, стандарт или ТУ | СтЗсп5 ГОСТ 380 | СтЗсп4-5 ГОСТ 380 | СтЗсп4 ГОСТ 380 | ||||
| Технические требования на трубы (стандарт или ТУ) | ГОСТ 10705 группа В | ГОСТ 10706 группа В | ТУ 14-3-377-87 | ТУ 14-3-1399-95 | ГОСТ 10706 группа В | ||
| Номинальный диаметр, мм | 10-500 | 450-1400 | 200-400 | 200, 350, 400, 500 | 400-1400 | ||
| Виды испытаний и требований (стандарт или ТУ) | ГОСТ 10705 | ГОСТ 10706 | ТУ 14-3-377-87 | ТУ 14-3-1399-95 | ГОСТ 10706 | ||
| Транспортируемая среда (см. обозначения таблицы 5.1) | Среды групп Б, В | Среды группы В Среды группы Б, кроме СУГ | Среды группы В, кроме пара и горячей воды | Все среды, кроме группы А(а) и СУГ | Среды группы Б, кроме СУГ | ||
| Расчетные параметры трубопровода | Максимальное давление, МПа | ≤1,6 | ≤2,5 | ≤1,6 | |||
| Максимальная температура, °С | 300 | 200 | 300 | 200 | |||
| Толщина стенки трубы, мм | — | ≤12 | — | ≤10 | — | ||
| Минимальная температура в зависимости от толщины стенки трубы при напряжении в стенке от внутренго давления [σ], °C | более 0,35[σ] | минус 20 | |||||
| не более 0,35[σ] | минус 40 | ||||||
ПРИМЕЧАНИЕ. Группы сред смотри таблица 5.1 ГОСТ 32569-2022
Параметры применения электросварных спиральношовных труб из стали ст3сп (гост 32569-2022)
| Марка стали, класс прочности, стандарт или ТУ | СтЗспЗ, СтЗсп2 ГОСТ 380 | СтЗсп5 ГОСТ 380 | ||
| Технические требования на трубы (стандарт или ТУ) | ТУ 14-3-943-80 | ТУ 14-3-954-80 | ||
| Номинальный диаметр, мм | 200-500 | 500-1400 | ||
| Виды испытаний и требований (стандарт или ТУ) | ТУ 14-3-943-80 | ТУ 14-3-954-80 с учетом требований п.2.2.10 ГОСТ 32569-2022 | ||
| Транспортируемая среда (см. обозначения таблицы 5.1) | Все среды, кроме группы А и СУГ | Все среды, кроме группы А и СУГ | ||
| Расчетные параметры трубопровода | Максимальное давление, МПа | ≤1,6 | ≤2,5 | |
| Максимальная температура, °С | 200 | 300 | ||
| Толщина стенки трубы, мм | ≤6 | ≤12 | ||
| Минимальная температура в зависимости от толщины стенки трубы при напряжении в стенке от внутренго давления [σ], °C | более 0,35[σ] | минус 30 | минус 20 | |
| не более 0,35[σ] | — | минус 20 | ||
ПРИМЕЧАНИЕ. Группы сред смотри таблица 5.1 ГОСТ 32569-2022
Поставка ст3сп
Поставляется в виде сортового проката, в том числе и фасонного по регламенту ГОСТ 2590-88 Прокат стальной горячекатаный круглый, ГОСТ 2591-88 Прокат стальной горячекатаный квадратный, ГОСТ 8239-89 Двутавры стальные горячекатаные, ГОСТ 19771-93 Уголки стальные гнутые равнополочные, ГОСТ 19772-93 Уголки стальные гнутые неравнополочные, ГОСТ 8278-83 Швеллеры стальные гнутые равнополочные, ГОСТ 8281-80 Швеллеры стальные гнутые неравнополочные, ГОСТ 8283-93 Профили стальные гнутые корытные равнополочные, ГОСТ 380-94 Сталь углеродистая обыкновенного качества, ГОСТ 8509-93 Уголоки стальные горячекатаные равнополочные, ГОСТ 8510-86 Уголки стальные горячекатаные неравнополочные, ГОСТ 8240-97 Швеллеры стальные горячекатаные, ГОСТ 535-88 Прокат сортовой и фасонный из углеродистой стали обыкновенного качества, ГОСТ 2879-88 Прокат стальной горячекатаный шестигранный, ГОСТ 19903-2022 Прокат листовой горячекатанный, ГОСТ 19904-90 Прокат листовой холоднокатанный, ГОСТ 16523-97 Прокат тонколистовой из углеродистой стали качественной и обыкновенного качества общего назначения, ГОСТ 503-81 Лента холоднокатаная из низкоуглеродистой стали, ГОСТ 103-76 Полоса стальная горячекатаная, ГОСТ 82-70 Прокат стальной горячекатаный широкополосный универсальный, ГОСТ 3282-74 Проволока стальная низкоуглеродистая общего назначения, ГОСТ 17305-71 Проволока из углеродистой конструкционной стали, ГОСТ 10705-80 Трубы стальные электросварные, ГОСТ 10706-76 Трубы стальные электростварные прямошовные, ГОСТ 3262-75 Трубы стальные водогазопроводные.
| Обработка металлов давлением. Поковки | ГОСТ 8479-70; |
| Классификация, номенклатура и общие нормы | ГОСТ 380-2005; |
| Сортовой и фасонный прокат | ГОСТ 2591-2006; ГОСТ 535-2005; ГОСТ 5422-73; ГОСТ 5781-82; ГОСТ 30136-95; ГОСТ 8239-89; ГОСТ 8240-97; ГОСТ 8509-93; ГОСТ 10884-94; ГОСТ 2879-2006; ГОСТ 9234-74; ГОСТ 5267.0-90; ГОСТ 25577-83; ГОСТ 11474-76; ГОСТ 4781-85; ГОСТ 8510-86; ГОСТ 19240-73; ГОСТ 19425-74; ГОСТ 30565-98; ГОСТ 2590-2006; |
| Листы и полосы | ГОСТ 14918-80; ГОСТ 8568-77; ГОСТ 16523-97; ГОСТ 14637-89; ГОСТ 19903-74; ГОСТ 103-2006; |
| Ленты | ГОСТ 3560-73; ГОСТ 6009-74; |
| Ленты | ГОСТ 19851-74; |
| Рельсы. Накладки. Подкладки. Костыли | ГОСТ 5812-82; ГОСТ 8142-89; ГОСТ 16277-93; |
| Трубы стальные и соединительные части к ним | ГОСТ 24950-81; ГОСТ 10705-80; ГОСТ 10706-76; ГОСТ 12132-66; ГОСТ 20295-85; ГОСТ 8696-74; ГОСТ 3262-75; ГОСТ 10707-80; |
Преимущества и недостатки
Плюсы и минусы сплава определяются его механическими свойствами. Одной из важных характеристик стали 3 является хорошая свариваемость без предварительной подготовки и последующей термообработки. Сварку можно проводить любым из методов:
- дуговым;
- электрошлаковым;
- контактно-точечным;
- плавящимся электродом в углекислом газе;
- аргонно-дуговым.
Для изделий, толщина которых превышает 36 мм, сварочные работы рекомендуется проводить с подогревом детали и термической обработкой шва.
Сплав представляет универсальный конструкционный материал, который по совокупности положительных качеств превосходит высоколегированные стали.
Достоинства марки стали Ст3сп состоят:
- в наличии гомогенной структуры, обеспечивающей защиту металла от внешнего воздействия;
- высокой коррозионной устойчивости;
- повышенной твердости и упругости;
- отсутствии флокеночувствительности и отпускной хрупкости;
- устойчивости к динамическим нагрузкам;
- доступной стоимости по сравнению с другими сплавами.
Недостатком сталей Ст3 является невысокая устойчивость к низким температурам.
Применение стали ст3
Рассматривая различные марки стали нужно учитывать тот момент, что они классифицируются по степени раскисления. Этот химический процесс предусматривает удаление с состава кислорода. Слишком большая концентрация кислорода определяет снижение физических и механических свойств.
Классификация проводится следующим образом:
- Спокойная характеризуется тем, что в состав входит от 0,16 до 0,3% кремния.
- Полуспокойная имеет средний показатель концентрации рассматриваемого элемента.
- Кипящая отличается по химическому составу от спокойной тем, что в составе содержится кремния не менее 0,05%.
Маркируется материал Ст3 соответствующим образом. Для проведения химического процесса могут использоваться различные вещества.
Стоит учитывать, что спокойная обходится намного дороже других вариантов исполнения. Это можно связать со следующими моментами:
- Структура однородная, за счет чего повышается степень защиты материала от воздействия окружающей среды.
- В состав входит небольшое количество кислорода, что и определяет высокие эксплуатационные качества.
При использовании спокойной стали могут изготавливать следующие изделия:
- Прокат листового и фасонного типа.
- Арматура и детали, которые можно применять для создания трубопровода. Для транспортировки теплоносителя или газа, другой среды могут применятся различные трубы. Для того чтобы они выдерживали высокую нагрузку и воздействие окружающей среды при изготовлении должны применять материалы, обладающие прочностью и твердостью. Кроме этого, уделяется внимание и себестоимости, так как слишком дорогие сплавы могут быть менее практичными в применении. Сталь 3 подходит в большей степени для изготовления подобных изделий.
- Основные и второстепенные элементы, применяемые при изготовлении подвесных конструкций и железнодорожных элементов. В железнодорожной отрасли наиболее востребованы металлы, которые имеют невысокую стоимость и высокие эксплуатационные качества. За счет больших размеров подвесных конструкций цена одного квадратного метра также имеет большое значение.
Полуспокойная разновидность стали, применение которой также весьма широкое, в составе имеет около одного процента кислорода. За счет этого характеристики твердости и пластичности выражены в меньшей степени. При применении стали 3 могут изготавливаться:
- Трубы. Подобный материал сегодня получил самое широкое распространение. Трубы применяются при создании отопительной системы, в качестве несущих элементов. Стоит учитывать, что трубы могут иметь различный диаметр и толщину создаваемых стенок. Рассматриваемый сплав обладает относительно невысокой коррозионной стойкостью, поэтому нужно проводить защиту поверхности от воздействия повышенной влажности.
- Листовой прокат также применяется крайне часто, особенно при изготовлении корпусных изделий или обшивке несущих конструкций. Толщина может варьировать в большом диапазоне. Прокат листовой может применяться при холодной гибке или штамповке. Эти два процесса характеризуются высокой производительностью. Именно поэтому рассматриваемый сплав получил самое широкое распространение.
- Квадраты и уголки часто применяются для получения несущих конструкций. Они характеризуются высокой прочностью, так как грани существенно повышают жесткость и могут распределять нагрузку. Уголки и квадраты характеризуются большим количеством параметров: толщина листа, угол расположения плоскостей, длина и форма поперечного сечения. Область применения – изготовление несущих конструкций и усиление уже существующих конструкций.
- Различные шестигранники. Они также получили широкое распространение, могут применяться в самых различных отраслях промышленности.

Кипящие сплавы получили широкое распространение по причине доступности. По стоимости они самые доступные, при этом получаемая структура характеризуется высокой степенью обрабатываемости. Кроме этого, сплав хорошо поддается термической обработке, однако эксплуатационные качества по причине высокой концентрации кислорода снижены.
В заключение отметим, что многие аналоги стали 3 обладают соответствующими эксплуатационными характеристиками. Зарубежные производители применяют собственные стандартны при маркировке. При этом концентрация вредных примесей выдерживается в определенном диапазоне.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl Enter.
Одной из самых востребованных марок стальных сплавов можно смело назвать сталь Ст3. Этот материал можно найти практически везде, начиная от садовых скамеек и заканчивая сложными сварными конструкциями. Чем это вызвано?
Раскисление стали ст3
Процесс раскисления выполняют для удаления лишнего кислорода, который снижает механические характеристики стали. Для этого применяют кремний или алюминий. Они нейтрализуют кислород, а появляющиеся окислы служат стимулом для формирования очагов кристаллизации и тем самым способствуют появлению мелкозернистой структуры. Стали, прошедшие через эту операцию разделяют на три типа:
- спокойные – сп;
- полуспокойные – пс;
- кипящие – кс.
В чем их отличия друг от друга. Спокойные стали получили свое название, потому что они не кипят при розливе. Они имеют более однородную структуру, они лучше обрабатываются сваркой и проявляют хорошую стойкость к динамическим нагрузкам. Но, с другой стороны, стоят они дороже и именно поэтому более широкое распространение получили стали полуспокойные.
Они занимают место между спокойными и кипящими сплавами. Кстати, именно полуспокойные стали чаще всего применяют для создания конструкций разного назначения. Для ее получения используют меньшее количество раскислителя, по большей части – это кремний.
Как пример можно привести использование стали ст3 пс для создания строительных конструкций.
Тут следует отметить, что сталь должна отвечать требованиям ГОСТ 380-71. При покупке этой марки, предприятие поставщик должен предоставить документы с результатами испытаний материала на химический состав, по прочностным характеристикам, временные сопротивления и прочее.
Рекомендуемые режимы сварки при исправлении дефектов сварных швов
| Сварочные материалы | Основной материал | Диаметр электрода, проволоки, мм | Сила сварочного тока, А | Напряжение на дуге, В |
| УОНИ 13/45А* УОНИ 13/55 | Ст3сп | 3,0 4,0 5,0 | От 100 до 130 От 160 до 210 От 220 до 280 | От 22 до 26 |
| Св-08Г2С | 1,6 | От 100 до 120 | От 12 до 14 | |
| 2,0 | От 140 до 160 |
ПРИМЕЧАНИЕ. * — наряду с маркой электродов УОНИ 13/… возможно применение марки УОНИИ 13/…, в зависимости от обозначения марки в ТУ завода изготовителя электродов.
Сварочные материалы для сварки под флюсом
| Марка основного материала | Марка сварочной проволоки по ГОСТ 2246, ТУ, Рекомендуемая марка флюса по ГОСТ 9087 | Дополнительные указания | ||
| Электроды, тип по ГОСТ 10052 (рекомендуемые марки) | Сварочная проволока, ГОСТ 2246 или ТУ | |||
| Группа А | Группа Б | |||
| 10Х18Н9Л, 12Х18Н9ТЛ ГОСТ 977 08Х18Н10Т, 12Х18Н9Т, 12Х18Н10Т, 12Х18Н9 ГОСТ 5632 08Х18Н10Т-ВД ТУ 14-1-3581 10Х18Н9, 10Х18Н9-ВД, 10Х18Н9-Ш ТУ 108.11.937 15Х18Н12СЧТЮ (ЭИ 654) ГОСТ 5632 10Х17Н13М3Т (ЭИ 432) 10Х17Н13М2Т (ЭИ 448) ГОСТ 5632 | Ст3сп ГОСТ 380 | Э-10Х15Н25М6АГ2 (ЭА-395/9) Э-10Х25Н13Г2 (ОЗЛ-6, ЗИО-8), Э-11Х15Н25М6АГ2 (НИАТ-5, ЦТ-10) | Св-07Х23Н13 | Сварное соединение неравнопрочное |
| Э-10Х15Н25М6АГ2 (ЭА-395/9) 582/23, 855/51 | Св-10Х16Н25АМ6 Cв-06Х15Н35Г7М6Б Cв-03Х15Н35Г7М6Б | Сварное соединение неравнопрочное. Сварочные материалы применяются для изделий, подведомственных Ростехнадзор | ||
Свойства сплава
Основные физические свойства стали 3:
- плотность – 7850 кг/м3, показатель может колебаться в определенных пределах;
- модуль упругости – 200 ГПа;
- коэффициент теплопроводности – 55 Вт/м*К;
- величина, характеризующая отношение относительного поперечного сжатия к растяжению – 0,3.
Среди технических параметров особое значение придается:
- поверхностной твердости – 131 МПа;
- временному сопротивлению – 360-570 МПа;
- пределу текучести – 235-245 МПа;
- относительному удлинению – 33%;
- относительному сужению – 59%;
- температурному диапазону ковки – 750-1300 градусов;
- неограниченной свариваемости любым из возможных способов;
- отсутствию склонности к отпускной хрупкости и флокеночувствительности.
Сталь ст3сп — ст3
| Химический состав в % стали Ст3сп | ||
| C | 0,14 — 0,22 | ![]() |
| Si | 0,15 — 0,3 | |
| Mn | 0,4 — 0,65 | |
| Ni | до 0,3 | |
| S | до 0,05 | |
| P | до 0,04 | |
| Cr | до 0,3 | |
| N | до 0,008 | |
| Cu | до 0,3 | |
| As | до 0,08 | |
| Fe | ~97 | |
| Зарубежные аналоги марки стали Ст3сп | ||
| США | A284Gr.D, A57036, A573Gr.58, A611Gr.C, GradeC, K01804, K02001, K02301, K02502, K02601, K02701, K02702, M1017 | |
| Германия | 1.0038, 1.0116, DC03, Fe360B, Fe360D1, RSt37-2, RSt37-3, S235J0, S235J2G3, S235JR, S235JRG2, St37-2, St37-3, St37-3G | |
| Япония | SS330, SS34, SS400 | |
| Франция | E24-2, E24-2NE, E24-3, E24-4, S235J0, S235J2G3, S235J2G4, S235JRG2 | |
| Англия | 1449-2723CR, 1449-3723CR, 3723HR, 40B, 40C, 40D, 4360-40B, 4360-40D, 4449-250, 722M24, Fe360BFU, Fe360D1FF, HFS3, HFS4, HFW3, HFW4, S235J2G3, S235JR, S235JRG2 | |
| Евросоюз | Fe37-3FN, Fe37-3FU, Fe37B1FN, Fe37B1FU, Fe37B3FN, Fe37B3FU, S235, S235J0, S235J2G3, S235JR, S235JRG2 | |
| Италия | Fe360B, Fe360BFN, Fe360C, Fe360CFN, Fe360D, Fe360DFF, Fe37-2, S235J0, S235J2G3, S235J2G4, S235JRG2 | |
| Бельгия | FE360BFN, FE360BFU, FED1FF | |
| Испания | AE235BFN, AE235BFU, AE235D, Fe360BFN, Fe360BFU, Fe360D1FF, S235J2G3, S235JRG2 | |
| Китай | Q235, Q235A, Q235A-B, Q235A-Z, Q235B, Q235B-Z, Q235C | |
| Швеция | 1312, 1313 | |
| Болгария | BSt3ps, BSt3sp, Ew-08AA, S235J2G3, S235JRG2, WSt3ps, WSt3sp | |
| Венгрия | Fe235BFN, Fe235D, S235J2G3, S235JRG2 | |
| Польша | St3S, St3SX, St3V, St3W | |
| Румыния | OL37.1, OL37.2, OL37.4 | |
| Чехия | 11375, 11378 | |
| Финляндия | FORM300H, RACOLD03F, RACOLD215S | |
| Австрия | RSt360B | |
Особенности стали Сс3сп и электрошлаковая сварка: углеродистые стали — самый распространенный конструкционный материал. По объему применения стали этого класса превосходят все остальные. К углеродистым относятся стали с содержанием 0,1-0,7% С, при содержании остальных элементов не более: 0,8% Мn, 0,4% Si, 0,05% Р, 0,05% S, 0,5% Си, 0,3% Сг, 0,3% Ni. В табл. 9.1 приведен химический состав и механические свойства сталей, нашедших применение при изготовлении сварных конструкций с использованием электрошлаковой сварки.
По способу производства различают мартеновскую и конвертерную стали, по степени раскисления (в порядке возрастания) кипящую, полуспокойную и спокойную.
Спокойные углеродистые стали поступают в промышленность в виде отливок и поковок по ГОСТ 977-75, в виде горячекатаной стали обыкновенного качества по ГОСТ 380-71, качественных конструкционных горячекатаных сортовых сталей по ГОСТ 1050-74. Главным отличительным признаком этих сталей является содержание в них углерода.
Прочностные характеристики углеродистых сталей повышаются с увеличением содержания углерода, при этом их свариваемость ухудшается, так как возрастает опасность образования горячих трещин в шве. При содержании свыше 0,5% С стали практически не свариваются электрошлаковой сваркой без специальных приемов.
Чувствительность к горячим трещинам в шве возрастает с увеличением жесткости свариваемых конструкций. Предварительный и сопутствующий подогрев могут существенно снизить опасность появления трещин даже при сварке жестких стыков (например, на участке замыкания кольцевого шва). Одним из радикальных средств по предотвращению горячих трещин служит снижение скорости подачи электродной проволоки.
Углеродистые стали в настоящее время сваривают проволочными электродами, электродами большого сечения или плавящимися мундштуками. Наиболее широко применяют проволочные электроды и плавящиеся мундштуки.
Наиболее целесообразный путь повышения прочности металла шва заключается в увеличении содержания марганца, поскольку это не сопровождается снижением технологической прочности металла шва. Марганец увеличивает склонность металла к закалке и упрочняет феррит. Так, при легировании металла шва 1,5% Мn (0,12-0,14% С) достигаются те же прочностные характеристики, что и при 0,22-0,24% С (0,5-0,7% Мn). Металл шва в первом случае обладает большей стойкостью против кристаллизационных трещин и против перехода в хрупкое состояние. Положительное влияние на прочность оказывают также небольшие добавки в металл шва никеля, хрома и других легирующих элементов.
Для электрошлаковой сварки углеродистых сталей чаще всего используют флюс АН-8 и сварочные проволоки марок Св-08, Св-08А, Св-08 ГА, Св-08Г2С, Св-10Г2 (ГОСТ 2246-70). Так, при
сварке сталей 15, 15Л, Ст2 равнопрочные соединения могут быть получены при использовании проволок Св-08 и Св-08А. При сварке низкоуглеродистой стали СтЗ применяют проволоку Св-08ГС.
| Краткие обозначения: | ||||
| σв | — временное сопротивление разрыву (предел прочности при растяжении), МПа | ε | — относительная осадка при появлении первой трещины, % | |
| σ0,05 | — предел упругости, МПа | Jк | — предел прочности при кручении, максимальное касательное напряжение, МПа | |
| σ0,2 | — предел текучести условный, МПа | σизг | — предел прочности при изгибе, МПа | |
| δ5,δ4,δ10 | — относительное удлинение после разрыва, % | σ-1 | — предел выносливости при испытании на изгиб с симметричным циклом нагружения, МПа | |
| σсж0,05 и σсж | — предел текучести при сжатии, МПа | J-1 | — предел выносливости при испытание на кручение с симметричным циклом нагружения, МПа | |
| ν | — относительный сдвиг, % | n | — количество циклов нагружения | |
| sв | — предел кратковременной прочности, МПа | R и ρ | — удельное электросопротивление, Ом·м | |
| ψ | — относительное сужение, % | E | — модуль упругости нормальный, ГПа | |
| KCU и KCV | — ударная вязкость, определенная на образце с концентраторами соответственно вида U и V, Дж/см2 | T | — температура, при которой получены свойства, Град | |
| sT | — предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), МПа | l и λ | — коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала), Вт/(м·°С) | |
| HB | — твердость по Бринеллю | C | — удельная теплоемкость материала (диапазон 20o — T ), [Дж/(кг·град)] | |
| HV | — твердость по Виккерсу | pn и r | — плотность кг/м3 | |
| HRCэ | — твердость по Роквеллу, шкала С | а | — коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20o — T ), 1/°С | |
| HRB | — твердость по Роквеллу, шкала В | σtТ | — предел длительной прочности, МПа | |
| HSD | — твердость по Шору | G | — модуль упругости при сдвиге кручением, ГПа | |
Температура предварительного и сопутствующего подогрева и отпуска при сварке конструкций из стали ст3сп
| Марки свариваемых сталей | Толщина свариваемых кромок, мм | Температура предварительного и сопутствующего подогрева, °С | Интервал между окончанием сварки и началом отпуска, час | Температура отпуска, °С | |
| сварка | наплавка материалами аустенитного класса | ||||
| Ст3сп | До 36 | Не требуется | Не требуется | Не ограничивается | Не требуется |
| Свыше 36 до 100 | 630-660 | ||||
| Свыше 100 | 100 | ||||
Термическая обработка
Для улучшения эксплуатационных характеристик стали Ст3 применяется термообработка с помощью:
- отжига, позволяющего добиться равновесной структуры металла и более низкой пластичности;
- закалки, придающей сплаву максимальную твердость;
- отпуска, который снимает внутренние напряжения, возникающие при закалке;
- цементации, повышающей поверхностную твердость и износоустойчивость без изменения внутренней структуры.
Температурные режимы:
- для закалки – 900-920 градусов;
- отпуска – 180-250;
- нормализации – 920-950 градусов.
После термообработки основной структурной составляющей поверхности сплава становится мартенсит с карбидами высокой износостойкости и твердости — выше 60 HRC. Внутренняя структура металла будет оставаться пластичной и вязкой с показателем твердости 30-42 HRC.
Технологические качества
Данная сталь не склонна к такому дефекту, как отпускная хрупкость. Также наблюдается нефлокеночувствительность, а свариваемость — практически без ограничений. Далее важно отметить, что весь конструкционный материал делится на группы в зависимости от стойкости к коррозии, качества механических свойств и степени свариваемости.
Основные свойства сырья зависят от его химических составляющих. В качестве основного структурного материала выступает феррит. Сам по себе данный материал считается малопрочным, но пластичным. Такие свойства основного вещества не позволяют использовать феррит в чистом виде, так как его применение, к примеру, для строительных конструкций запрещается.
Именно для того, чтобы улучшить прочностные характеристики, состав проходит процесс насыщения углеродом. Стали обычной группы — это низкоуглеродистые материалы, в среднюю группу входят вещества, которые легируются такими химическими добавками, как хром, никель, кремний, марганец. Высокопрочные вещества дополнительно легируют при помощи термического упрочнения.
Ударная вязкость kcu (гост 380-94)
| Вид проката | Направление вырезки образца | Сечение, мм | KCU, Дж/см2 | ||
| 20 °C | -20 °C | после механического старения | |||
| не менее | |||||
| Лист | Поперечное | 5-9 | 78 | 39 | 39 |
| 10-25 | 68 | 29 | 29 | ||
| 26-40 | 49 | — | — | ||
| Широкая полоса | Продольное | 5-9 | 98 | 49 | 49 |
| 10-25 | 78 | 29 | 29 | ||
| 26-40 | 68 | — | — | ||
| Сортовой и фасонный | То же | 5-9 | 108 | 49 | 49 |
| 10-25 | 98 | 29 | 29 | ||
| 26-40 | 88 | — | — | ||
Ударная вязкость проката (гост 535-2005)
| Марка стали | Ст3сп | ||
| Толщина проката, мм | Св. 5,0 до 10,0 включ. | ||
| KCU, Дж/см2 (кгс*м/см2), не менее | Тип образца по ГОСТ 9454 | 2,3 | |
| При температуре, °С | 20 | 108(11) | |
| -20 | 49(5) | ||
| После механического старения | 49(5) | ||
| KCV, Дж/см2 (кгс*м/см2), не менее | Тип образца по ГОСТ 9454 | 12,13 | |
| При температуре, °С | 20 | 34(3,5) | |
| -20 | — | ||
ПРИМЕЧАНИЕ
- Знак «-» означает, что показатель не нормируется.
- Определение ударной вязкости проката круглого сечения проводят начиная с диаметра 12 мм, квадратного — начиная со стороны квадрата 11 мм.
- Допускается снижение величины ударной вязкости на одном образце на 30 %, при этом среднее значение должно быть не ниже норм, указанных в настоящей таблице.
- Ударную вязкость KCV определяют при толщине проката до 20 мм включительно.
Ударная вязкость стали ст3сп
| Состояние поставки, термообработка | 20 | после мехстарения | -20 |
| Лист поперечным сечением 5-9 мм | 78 | 39 | 39 |
| Лист поперечным сечением 10-25 мм | 68 | 29 | 29 |
| Лист поперечным сечением 26-40 мм | 49 | ||
| Широкая полоса продольным сечением 5-9 мм | 98 | 49 | 49 |
| Широкая полоса продольным сечением 10-25 мм | 78 | 29 | 29 |
| Широкая полоса продольным сечением 26-40 мм | 68 | ||
| Сортовой и фасонный прокат продольным сечением 5-9 мм | 108 | 49 | 49 |
| Сортовой и фасонный прокат продольным сечением 10-25 мм | 98 | 29 | 29 |
| Сортовой и фасонный прокат продольным сечением 26-40 мм | 88 |
Физические и механические свойства
Сталь Ст3, характеристики которой будут рассмотрены подробно, применяется в качестве основы при изготовлении просто огромного количества различных заготовок. Это можно связать с уникальными физическими и механическими свойствами. Механические свойства стали Ст3, которые контролируются при выпуске заготовок, следующие:
- Временное сопротивление.
- Предел текучести.
- Степень изгиба под воздействием большого усилия.
- Относительное удлинение.
- Ударная вязкость при определенной температуре.
Наиболее важные технические характеристики углеродистой стали 3 следующие:
- Поверхность имеет твердость 131 МПа.
- Плотность стали неоднородная, вес также может варьироваться в большом диапазоне.
- Свариваемость не характеризуется какими-либо ограничениями.
- К отпускной хрупкости структура не склонна.
Рассматриваемые свойства стали 3 определяют ее широкое распространение именно в сфере строительства. Большое распространение получил и различный прокат, который применяется при механической обработке.
Характеристики, применение и назначение
Сталь Ст3сп относится к конструкционным углеродистым сталям обыкновенного качества общего назначения и применяется для изготовления следующих деталей и конструкций:
- Несущие элементы сварных и несварных конструкций и деталей, работающих при положительных температурах.
- Фасонный и листовой прокат (5-й категории) — для несущих элементов сварных конструкций, работающих при переменных нагрузках: при толщине проката до 25 мм в интервале температур от -40 до 425 °C;
- при толщине проката свыше 25 мм в интервале от -20 до 425 °C при условии поставки с гарантируемой свариваемостью.
По международному стандарту ИСО 630:1995 сталь Ст3сп обозначается Е 235-С (Fe 360-C)
Ст.3 является широко распространенной сталью в нефтяной, нефтехимической и нефтегазовой промышленности. Из стали этой марки можно изготавливать сварные и штампованные изделия:
- рамы,
- каркасы
- салазки тяжелого нефтепромыслового оборудования
- основания (блоки)
- детали буровых и эксплуатационных вышек и мачт
- тормозные ленты
- шкивы
- кулачковые соединительные муфты буровых установок
- ключи
- заглушки
- крышки грязевых насосов
- стойки
- кронштейны
- корпуса редукторов
- станины буровых установок и т.д.
Химический состав
Расшифровка марки стали Ст3 указывает на основные компоненты в ее составе – железо (97%) и углерод (0,14-0,22%). От концентрации углерода зависит основное качество сплава – его твердость. В состав стали входят также небольшие количества:
- марганца – 0,4-0,65%;
- кремния – 0,15-0,17%;
- никеля и хрома – по 0,3%;
- мышьяка – 0,08%;
- меди – до 0,3%;
- серы – 0,05%;
- фосфора – 0,04%;
- азота – до 0,008%.
Особенностью сплава Ст3 является жесткое регламентирование содержания вредных примесей – серы и фосфора. Фосфор снижает пластичность металла при действии высоких температур, а сера при взаимодействии с железом образует сульфиды, вызывающие явление красноломкости.
- первые две буквы указывают на углеродистую сталь обыкновенного качества;
- цифра «3» означает порядковый номер марки по данному ГОСТу;
- знак «Г» свидетельствует о модификации с повышенным содержанием марганца;
- «сп», «кп», «пс» — степени раскисления.
Заменителями марки стали Ст3 могут выступать:
- С245, согласно ГОСТу 27772-88;
- С285;
- ВСт3Сп.
Зарубежные аналоги маркируются по другим правилам:
- A57036, K01804 – США;
- 40B, 722M24, HFS4 – Великобритания;
- 1.0038, DC03 – Германия;
- E24-2, E24-4 – Франция;
- SS330, SS400 – Япония;
- Fe360B, Fe360C – Италия;
- G235C – Китай;
- RSt360B – Австрия;
- Fe235D – Венгрия.
Номенклатура продукции включает:
- сортовой и фасонный прокат по ГОСТу 2591-2006;
- листы различной толщины и штамповки;
- трубы и арматуру, согласно ГОСТу 10705-80;
- ленты и полосы, которые выпускаются по ГОСТу 14918-80;
- проволоку разного сечения.
Химический состав, % (гост 380-2005)
| Марка стали | Массовая доля химических элементов | ||
| углерода | марганца | кремния | |
| Ст3сп | 0,14-0,22 | 0,40-0,65 | 0,15-0,30 |
ПРИМЕЧАНИЕ.
- Массовая доля хрома, никеля и меди в стали Ст3сп, должна быть не более 0,30% каждого.
- Массовая доля серы в стали Ст3сп, должна быть не более 0,050%, фосфора — не более 0,040%.
- Массовая доля азота в стали должна быть не более:
- выплавленной в электропечах — 0,012%;
- мартеновской и конвертерной — 0,010%.
- Массовая доля мышьяка должна быть не более 0,080%.



