Сталь Ст3сп: состав, характеристики, применение

Химический состав

Марку Ст3 относят к углеродистым конструкционным сталям обыкновенного качества. В состав входят следующие химические элементы:

• углерод до 0,22%;
• кремний до 0,17%;
• марганец до 0,65% и многие другие, в том числе хром и никель.

ГОСТ

Металлургические комбинаты производят следующую номенклатуру изделий из марки Ст3:

1. Поковки ГОСТ 8479-70;
2. Прокат ГОСТ 2591-2006;
3. Полосовой и ленточный прокат ГОСТ 14918-80;
4. Рельсы ГОСТ 5812-82;
5. Трубы и арматура к ним ГОСТ 10705-80;

Расшифровка стали Ст3

Поставляемая заказчику сталь должна быть отмаркирована в соответствии с ГОСТ 380-2005. Полное название Ст3 должно звучать следующим образом Ст3Гсп ГОСТ 380-2005. Ее расшифровка звучит следующим образом:

• Ст – так обозначают углеродную сталь обыкновенного качества;
• 3 – порядковый номер марки сплава по ГОСТ 380-2005;
• Г – это обозначение марганца. Если в сплаве его более 0,8%, то ее необходимо указывать.
• Сп – уровень раскисления.

В качестве заменителя можно использовать сталь С245, это определено в ГОСТ 27772-88 и С285

Углеродистая сталь марки ст3сп — обыкновенного качества

Заменители

Сталь СтЗпс, Сталь С245

Иностранные аналоги

Расшифровка стали Ст3сп

• Буквы «В» обозначает, что данная сталь, поставляемая по механическим свойствам и с отдельными требованиями по химическому составу,
• Буквы «Ст» обозначает «Сталь»,
• цифра 3 обозначает условный номер марки в зависимости от химического состава,
• буквы «сп» — спокойная (степень раскисления стали),
• Если после буквы «сп» следует цифра, то она обозначает категорию. Если цифры нет, то категория стали 1. В зависимости от категории сталь имеет различные нормируемые показатели (см. ниже).

Вид поставки

• Сортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 2590-88, ГОСТ 2591-88, ГОСТ 535-88, ГОСТ 2879-88, ГОСТ 19771-93, ГОСТ 19772-93, ГОСТ 8278-83, ГОСТ 8281-80, ГОСТ 8282-83, ГОСТ 8283-93, ГОСТ 380-94, ГОСТ 8509-93, ГОСТ 8510-86, ГОСТ 8239-89.
• Лист толстый ГОСТ 19903-74.
• Лист тонкий ГОСТ 19903-74.
• Лента ГОСТ 503-81, ГОСТ 6009-74.
• Полоса ГОСТ 103-76, ГОСТ 82-70, ГОСТ 535-88.
• Поковки и кованые заготовки ГОСТ 8479-70.
• Трубы ГОСТ 8734-75, ГОСТ 10706-76, ГОСТ 10705-80.

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.

Температура критических точек, °C

Химический состав, % (ГОСТ 380-94)

Химический состав, % (ГОСТ 380-2005)

ПРИМЕЧАНИЕ.

1. Массовая доля хрома, никеля и меди в стали Ст3сп, должна быть не более 0,30% каждого.
2. Массовая доля серы в стали Ст3сп, должна быть не более 0,050%, фосфора — не более 0,040%.
3. Массовая доля азота в стали должна быть не более:
   выплавленной в электропечах — 0,012%;
4. мартеновской и конвертерной — 0,010%.
5. Массовая доля мышьяка должна быть не более 0,080%.

Нормируемые показатели стали Ст3сп по категориям проката (ГОСТ 535-2005)

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.

Параметры применения электросварных прямошовных труб из стали Ст3сп (ГОСТ 32569-2013)

ПРИМЕЧАНИЕ. Группы сред смотри таблица 5.1 ГОСТ 32569-2013

Параметры применения электросварных спиральношовных труб из стали Ст3сп (ГОСТ 32569-2013)

ПРИМЕЧАНИЕ. Группы сред смотри таблица 5.1 ГОСТ 32569-2013

Применение стали Ст3сп для крепежных деталей(ГОСТ 32569-2013)

Условия применения стали Ст3сп для корпусов, крышек, фланцев, мембран и узла затвора, изготовленных из проката, поковок (штамповок) (ГОСТ 33260-2015)

Стойкость конструкционных материалов против щелевой эрозии (ГОСТ 33260-2015)

ПРИМЕЧАНИЕ. Коэффициент эрозионной стойкости материала представляет собой отношение скорости эрозионного износа материала к скорости эрозионного износа стали 12Х18Н10Т (принятой за 1).

Механические свойства проката при растяжении, а также условия испытаний на изгиб в холодном состоянии (ГОСТ 535-2005)

ПРИМЕЧАНИЕ

1. По согласованию изготовителя с потребителем допускается:
   снижение предела текучести на 10 Н/мм2 (1 кгс/мм2) для фасонного проката толщиной свыше 20 мм;
2. снижение относительного удлинения на 1 % (абс.) для фасонного проката всех толщин.
3. 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.

Ударная вязкость проката (ГОСТ 535-2005)

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.

Механические свойства проката

Механические свойства поковок

Ударная вязкость KCU (ГОСТ 380-94)

Механические свойства при повышенных температурах

Предел выносливости

ПРИМЕЧАНИЕ. Лист толщиной 40 мм в горячекатаном состоянии.

Технологические свойства

Температура ковки, °С: начала 1300, конца 750. Охлаждение на воздухе.

Обрабатываемость резанием — Kv тв.спл = 1,8 и Kv б.ст = 1,6 в горячекатаном состоянии при НВ 124 и σв = 400 МПа.

Флокеночувствительность — не чувствительна.

Склонность к отпускной хрупкости — не склонна.

Сварка

Свариваемость — сваривается без ограничений; способы сварки: РДС, АДС пс флюсом и газовой защитой, ЭШС и КТС. Для толщины свыше 36 мм рекомендуется подогрев и последующая термообработка.

Допускается применение стали ст3сп для сварных соединений трубопроводной арматуры при температуре рабочей среды (стенки) от -20 до 300 °C.

Сварочные материалы для электродуговой сварки

Сварочные материалы для сварки в защитных газах

Сварочные материалы для сварки под флюсом

Сварочные материалы для сварки стали ст3сп с другими сталями

Температура предварительного и сопутствующего подогрева и отпуска при сварке конструкций из стали ст3сп

Рекомендуемые режимы сварки при исправлении дефектов сварных швов

ПРИМЕЧАНИЕ. * — наряду с маркой электродов УОНИ 13/… возможно применение марки УОНИИ 13/…, в зависимости от обозначения марки в ТУ завода изготовителя электродов.

Режимы электродуговой сварки образцов и изделий

ПРИМЕЧАНИЕ. * — наряду с маркой электродов УОНИ 13/… возможно применение марки УОНИИ 13/…, в зависимости от обозначения марки в ТУ завода изготовителя электродов.

Режимы аргонодуговой сварки образцов для входного контроля сварочных материалов

Коэффициент линейного расширения α*106, К-1

Модуль Юнга (нормальной упругости) Е, ГПа

Коэффициент теплопроводности λ Вт/(м*К)

Узнать еще

Сталь 40ХН2МА конструкционная легированная…

Сталь 50(50А) — конструкционная углеродистая…

Сталь 6ХС инструментальная штамповая…

Сталь 18ХГТ конструкционная легированная…

Применение стали Ст3

Технические параметры Ст3, позволяют ее использовать для производства нагруженных элементов сварных конструкций и деталей машин и механизмов, работающие при положительных температурах.

Некоторые виды проката, в частности, пятой категории используют при производстве металлоконструкций, которые могут работать при температурах от -40 до 425 градусов Цельсия при знакопеременных нагрузках.

После сооружения сложных конструкций имеет смысл провести термическую обработку, в частности, отжиг. Та операция необходима для снятия напряжений, возникающих после выполнения сварочных работ.

Кроме того, этот материал используют при производстве строительной арматуры Ат400с.

Лист, произведенный из данной стали, применяют для производства деталей, произведенной по технологии холодной штамповки. Из него производят корыта для сбора СОЖ и отработанных масел, устанавливаемых на станках, емкости различного объема и назначения, крышки для станочного оборудования, кожухи и пр.

Применение

Из металла Ст3сп изготавливают:

• фасонный металлопрокат, в состав которого входят швеллер, двутавровая балка и другие виды изделий;
• сортовой;
• листовой прокат различной толщины.

Кроме того, материал широко применяется при производстве труб различного назначения и сечения, стальных лент, метизов и штамповок.

Используются изделия из данного вида стали в самых разнообразных сферах: от строительства и прокладки надземных и подземных коммуникаций до изготовления промышленных станков и агрегатов, эксплуатируемых даже в сложных условиях.

Технические характеристики материала позволяют его использовать при возведении каркасов и опорных конструкций, к которым предъявляются повышенные требования.

Аналоги

Как уже отмечалось, марка Ст3 востребована при производстве разнообразных конструкций, и по сути, является самой популярной конструкционной сталью. Это и послужило тому, что ее производят металлургические комбинаты, расположенные во всех частях мира, например:

• США — A284Gr.D, A57036;
• Германия — 1.0038;
• Япония — SS330;
• Евросоюз — Fe37-3FN;
• Китай — Q235.

Поставщики сталей, произведенной за пределами нашей страны, должны представить документы, подтверждающие соответствие импортных материалов отечественным ГОСТ и ТУ.

Технологические свойства

Сталь этой марки не имеет никаких ограничений по свариванию любым доступным способом в т.ч. газовой, электрической.

Ключевыми показателями стали можно назвать следующие:

• стойкость к воздействию коррозии;
• механические характеристики;
• свариваемость.

Эти показатели позволяют разделить стальные сплавы на такие группы, как: обычной, повышенной и высокой прочности. Для деталей, имеющих толщину или диаметр свыше 36 мм, после сварки имеет смысл выполнить термообработку, которая снимет напряжения, возникающие в зоне сварочного шва под воздействием высокой температуры сварки.

Полная расшифровка марки

Если опираться на ГОСТ, то обязательно употреблять марку стали Ст3сп в полном виде. Обозначение в таком виде, как Ст3 не разрешается. По международному стандарту имеется четкое разделение на маркировки Ст3сп, Ст3пс, Ст3кп. В зависимости от модификации и увеличения содержания марганца во время раскисления, может также возникать марка Ст3гпс и Ст3гсп. Также стоит обратить внимание на то, что если во время установки маркировки никакой индекс производителем добавлен не был, то степень раскисления может быть установлена покупателем. Если оформляется заказ на это сырье, то в бланке необходимо писать примерно так — «сталь Ст3сп ГОСТ 380-2005».

Данные индексы расшифровываются следующим образом:

• Ст — обозначение обычного качества углеродистой стали.
• 3 — это условный номер, который присваивается любой марке стали. Всего таких номеров предусмотрено семь штук. Изменение номера означает изменение в химическом составе сырья.
• Иногда можно обнаружить дополнительную букву Г. Она ставится лишь в том случае, если процентная доля химического вещества — марганца — превышает 0,8% от общей массовой доли веществ.
• Сп — это степень раскисления состава.

Полная расшифровка стали Ст3сп выглядит именно таким образом.

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.

Особенности производства

Свойства готового материала определяются теми веществами, которые входят в его состав и во многом зависят от того какие технологии применялись при производстве того или иного сплава.

Основу стального сплава составляет феррит. Это составляющая железоуглеродистых сплавов. Он, по сути, является твердым раствором углерода и легирующих компонентов. Для повышения его прочности расплав насыщают углеродом.

К примесям, от которых, кроме вреда, ждать нечего относят фосфор и серу, а также их производные. Фосфор, вступая в реакцию с ферритом, понижает пластичность сплава во время воздействия высоких температур и усиливает хрупкость под воздействием холода. В процессе расплава может образовываться сернистое железо, которое может привести к красноломкости. Сталь Ст3 содержит в своем составе не более 0,05% серы и фосфора 0,04%.

Для производства конструкционных сталей применяют две сталеплавильные технологии:

• мартеновскую;
• конвертерную.

Параметры марки Ст3, получаемой одним или другим методом мало чем, отличаются друг от друга, но конвертерная технология проще и дешевле.