1 Назначение и применение стали Ст3
Сталь марки Ст3 — именно так ее называет ГОСТ 380-2005 — относится к углеродистым сталям обыкновенного качества. Чаще ее называют просто сталь Ст3. Но не «сталь 3» и не «сталь марки 3» — так называют качественные углеродистые стали по ГОСТ 1050-88, например, «сталь марки 20» и часто — «сталь 20».
Сталь марки Ст3 предназначена для изготовления горячекатаного проката –сортового, фасонного, толстолистового, тонколистового, а также труб, поковок и штамповок, лент, проволки, метизов.
2 Химический состав стали Ст3 по ГОСТ 380-2005
2.1 Легирующие элементы:
Таблица 1
2.2 Примеси, не более:
— хром: 0,30 %;
— никель: 0,30 %;
— медь: 0,30 %;
— сера: 0,005 %;
— фосфор: 0,04 %;
— азот: 0,10 %.
2.3 Степени раскисления стали Ст3
По способу раскисления сталь Ст3 подразделяется на:
— спокойную (раскисление марганцем, кремнием и алюминием);
— кипящую (раскисление только марганцем) и
— полуспокойную (раскисление марганцем и алюминием).
Степень раскисления указывается в обозначении стали буквами «сп», «кп» и «пс» соответственно.
По химическому составу кипящая сталь отличается от спокойной тем, что почти не содержит кремния (менее 0,05 %). Спокойная сталь содержит кремния от 0,15 до 0,30 %. Поскольку кипящая сталь содержит кислорода больше, чем спокойная сталь, то она хуже по качеству, чем спокойная.
Полуспокойная сталь занимает по качеству промежуточное положение между кипящей и спокойной сталями.
2.4 Раскисление стали Ст3
Раскисление стали — процесс удаления из жидкой стали, находящегося в ней кислорода. Кислород является вредной примесью, ухудшающей механические свойства металла.
Раскисление стали заключается в снижения растворимости кислорода в стали присадками элементов-раскислителей и создании условий для возможно полного удаления образующихся продуктов раскисления из жидкой стали.
Для раскисления сталей в основном применяют марганец, кремний и алюминий. Марганец является сравнительно слабым раскислителем. Кремний – более сильный раскислитель, чем марганец. Алюминий является наиболее сильным раскислителем стали.
3 Обозначение стали Ст3: старые и новые
3.1 Обозначение стали Ст3 по ГОСТ 380-2005
Строго говоря, ГОСТ 380-2005 не предусматривает обозначение стали Ст3 в таком «чистом» виде «Ст3» – без букв «кп», «пс» и «сп». Этот стандарт определяет марки стали Ст3кп, Ст3пс, Ст3сп, а также их модификации с повышенным содержанием марганца – Ст3Гсп и Ст3Гпс. Употребление обозначения стали Ст3 без сопутствующих букв стандартом не предусмотрено. Более того, в ГОСТ 380-2005 указано, что если в заказе не указана степень раскисления стали, то ее устанавливает изготовитель. К слову, самая дешевая в изготовлении – кипящая сталь.
Полное обозначение любой марки стали по ГОСТ 380-2005, то есть такое, которое нужно указывать в заказе, выглядит, например, следующим образом:
Ст3Гсп ГОСТ 380-2005
Здесь:
Ст: обозначение стали углеродистой обыкновенного качества;
3: условный номер марки стали (всего их в ГОСТ 380-2005 семь, в зависимости от ее химического состава – 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6);
Г: буква Г присутствует в обозначении, если массовая доля марганца в стали превышает 0,8 %;
сп: степень раскисления стали.
Правда, похоже, сложилась практика, когда под сталью Ст3 понимают Ст3сп. Однако, как мы видели, ГОСТ 380-2005 формально этого не предусматривает.
3.2 Устаревшие обозначения стали Ст3
Встречаются устаревшие обозначения стали Ст3, например, ВСт3пс5, причем со ссылками на редакции ГОСТ 380 от 1971, 1988, 1994 и даже 1960 годов, а то и 1950 года!
ГОСТ 380-1971 предусматривал поставку сталей трех групп: А, Б и В с различными вариантами гарантий механических свойств и химического состава.
Стали группы А обозначались также как и по действующему ГОСТ 380-2005, например, Ст3кп. К сталям групп Б и В спереди добавлялась соответствующая буква, например, ВСт3кп.
Действующий ГОСТ 380-2005 (да уже и более ранний ГОСТ 380-94) в отличие от ранних редакций определяет только химический состав сталей. Механические и другие свойства определяют стандарты на конкретные виды стального проката, например, ГОСТ 535-88 на сортовой и фасонный прокат, а ГОСТ 14637-89 – на толстолистовой прокат.
4 Горячекатаный прокат из стали Ст3
4.1 Категории проката по ГОСТ 535-2005
4.1.1 В зависимости от нормируемых показателей механических свойств прокат подразделяют на категории от 1 до 7.
4.1.2 Показатели механических свойств, которые применяются при контроле механических свойств проката:
— временное сопротивление: все категории;
— предел текучести: все категории, кроме категории1;
— относительное удлинение: все категории;
— изгиб в холодном состоянии: все категории, кроме категории 1;
— ударная вязкость KCU при температуре +20 °С: категория 3;
— ударная вязкость KCU при температуре –20 °С: категория 4;
— ударная вязкость KCU после механического старения: категория 5;
— ударная вязкость KCVпри температуре +20 °С: категория 6;
— ударная вязкость KCV при температуре –20 °С: категория 7.
4.2 Механические свойства проката по ГОСТ 535-2005 из стали Ст3
4.2.1 Прочностные свойства проката из стали Ст3
Таблица 2
4.2.2 Ударная вязкость проката из стали Ст3
Таблица 3
5 Применение стали Ст3
Сталь Ст3кп применяют в основном для второстепенных и малонагруженных элементов сварных элементов и не сварных конструкций, работающих в интервале температур от минус 10 до 40 °С.
Стали Ст3пс и Ст3сп применяют в более ответственных случаях, например, для несущих и ненесущих элементов сварных и несварных конструкций и деталей, работающих при положительных температурах.
Из сталей Ст3Гпс и Ст3Гсп изготавливают фасонный и листовой прокат толщиной до 36 мм для несущих элементов сварных конструкций, работающих при переменных нагрузках в интервале от -40 до + 45 °С, а также для несущих элементов сварных конструкций, работающих при температуре от -40 до +45 °С.
6 Свариваемость стали Ст3
Сталь Ст3 всех марок сваривается без ограничений. Способы сварки: ручная дуговая, автоматическая дуговая под флюсом и газовой защитой, электрошлаковая, контактно-точечная. Для толщины более 36 мм рекомендуется подогрев и последующая термообработка.
7 Режимы ковки стали Ст3
Температура начала ковки – 1300 °С.
Температура конца ковки – 750 °С.
Охлаждение на воздухе.
8 Отпускная хрупкость стали Ст3
Не склонна
9 Флокены в стали Ст3
Не флокеночувствительна
