Сталь углеродистаяобыкновенного качествамаркигост 380-2005

Алан-э-Дейл       10.09.2022 г.

ГОСТы: стали и сплавы — марки, металлопрокат — сортамент

Марки сталей и сплавов

  • ГОСТ 380-2005 Сталь углеродистая обыкновенного качества. Марки.
  • ГОСТ 1050-88 Прокат сортовой, калиброванный, со специальной отделкой поверхности из углеродистой качественной конструкционной стали.
    Общие технические условия.
  • ГОСТ 4543-71 Прокат из легированной конструкционной стали. Технические условия.
  • ГОСТ 5632-72 Стали высоколегированные и сплавы коррозионно-стойкие, жаростойкие и жаропрочные. Марки.
  • ГОСТ 19281-89 Прокат из стали повышенной прочности. Общие технические условия.
  • ГОСТ 14959-79 Прокат из рессорно-пружинной углеродистой и легированной стали. Технические условия.
  • ГОСТ 977-88 Отливки стальные. Общие технические условия.
  • ГОСТ 20072-74 Сталь теплоустойчивая. Технические условия.
  • ГОСТ 5521-93 Прокат стальной для судостроения. Технические условия.
  • ГОСТ 10885-85 Сталь листовая горячекатаная
    двухслойная коррозионно-стойкая. Технические условия.

Сортамент

  • ГОСТ 16523-97 Прокат тонколистовой из углеродистой стали качественной и обыкновенного качества общего назначения. Технические условия.
  • ГОСТ 14637-89 Прокат толстолистовой из углеродистой стали обыкновенного качества. Технические условия.
  • ГОСТ 19903-74 Прокат листовой горячекатаный. Сортамент.
  • ГОСТ 19904-90 Прокат листовой холоднокатаный. Сортамент.
  • ГОСТ 82-70 Прокат стальной горячекатаный широкополосный универсальный. Сортамент.
  • ГОСТ 103-2006 Прокат сортовой стальной горячекатаный полосовой. Сортамент.
  • ГОСТ 2590-2006 Прокат сортовой стальной горячекатаный круглый. Сортамент.
  • ГОСТ 2591-2006 Прокат сортовой стальной горячекатаный квадратный. Сортамент.
  • ГОСТ 2771-81 Проволока круглая холоднотянутая. Сортамент.
  • ГОСТ 7417-75 Сталь калиброванная круглая. Сортамент.
  • ГОСТ 8239-89 Двутавры стальные горячекатаные. Сортамент.
  • ГОСТ 8240-97 Швеллеры стальные горячекатаные. Сортамент.
  • ГОСТ 8509-93 Уголки стальные горячекатаные равнополочные. Сортамент.
  • ГОСТ 8510-86 Уголки стальные горячекатаные неравнополочные. Сортамент.
  • ГОСТ 8639-82 Трубы стальные квадратные. Сортамент.
  • ГОСТ 8645-68 Трубы стальные прямоугольные. Сортамент.
  • ГОСТ 8732-78 Трубы стальные бесшовные горячедеформированные. Сортамент.
  • ГОСТ 8734-75 Трубы стальные бесшовные холоднодеформированные. Сортамент.
  • ГОСТ 10704-91 Трубы стальные электросварные прямошовные. Сортамент.
  • ГОСТ 5781-82 Сталь горячекатаная для армирования железобетонных конструкций. Технические условия.
  • ГОСТ 5157-83 Профили стальные горячекатаные разных назначений. Сортамент.
  • ГОСТ 17152-89 Профили стальные горячекатаные для ножей землеройных машин. Общие технические условия.
  • ГОСТ 19240-73 Рельсы для наземных и подвесных путей. Сортамент.

ГОСТы: процессы сваркиГОСТы: сварные соединения. Типы, конструктивные элементы и размерыГОСТы: сварочные расходуемые материалыГОСТы: сварочное оборудованиеГОСТы: механическое сварочное оборудованиеГОСТы: безопасность труда, требования безопасности к сварочному оборудованиюГОСТы: неразрушающие методы контроля сварных соединений, качество сваркиГОСТы: методы химического анализа сварочных материаловГОСТы: газовая сварка и резка металлов

.

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.

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.

Рейтинг: /5 —
голосов

5 Методы контроля

5.1 Методыотборапробдляопределенияхимическогосоставастали-поГОСТ 7565.

5.2 Химическийанализстали-поГОСТ 12359, ГОСТ 17745, ГОСТ 18895, ГОСТ 22536.0- ГОСТ 22536.11, ГОСТ 27809, ГОСТ 28033илидругимиметодами, утвержденнымивустановленном порядкеиобеспечивающиминеобходимуюточность.

Привозникновенииразногласиймеждуизготовителемипотребителемоценкупроводятметодами контроля, предусмотренныминастоящимстандартом.

5.3 Определениемассовойдолихрома, никеля, меди, мышьяка, азота, авкипящейсталитакже кремниядопускаетсянепроводитьприусловиигарантииобеспечениянормизготовителем.

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:

  1. Спокойная характеризуется тем, что в состав входит от 0,16 до 0,3% кремния.
  2. Полуспокойная имеет средний показатель концентрации рассматриваемого элемента.
  3. 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:

  1. Структура однородная, за счет чего повышается степень защиты материала от воздействия окружающей среды.
  2. 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.

Стальная арматура

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:

  1. 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.
  2. 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.
  3. 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.
  4. Различные шестигранники. Они также получили широкое распространение, могут применяться в самых различных отраслях промышленности.

Лист стальной Ст3 горячекатаный

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. Применение самых современных технологий позволяет снизить количество фосфора и серы в составе, за счет материал становится более прочным и менее хрупким. В некоторых случаях проводится добавление легирующих элементов.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие межгосударственные стандарты:

  • ГОСТ 7565-81 (ИСО 377-2-89) Чугун, сталь и сплавы. Метод отбора проб для определения химического состава
  • ГОСТ 7566-94 Металлопродукция. Приемка, маркировка, упаковка, транспортирование и хранение
  • ГОСТ 12359-99 (ИСО 4945-77) Стали углеродистые, легированные и высоколегированные .Методы определения азота
  • ГОСТ 17745-90 Стали и сплавы .Методы определения газов
  • ГОСТ 18895-97 Сталь .Метод фотоэлектрического спектрального анализа
  • ГОСТ 22536.0-87 Сталь углеродистая и чугун нелегированный .Общие требования к методам анализа
  • ГОСТ 22536.1-88 Сталь углеродистая и чугун нелегированный .Методы определения общего углерода и графита
  • ГОСТ 22536.2-87 Сталь углеродистая и чугун нелегированный .Методы определения серы.
  • ГОСТ 22536.3-88 Сталь углеродистая и чугун нелегированный .Методы определения фосфора
  • ГОСТ 22536.4-88 Сталь углеродистая и чугун нелегированный .Методы определения кремния
  • ГОСТ 22536.5-87 (ИСО 629-82) Сталь углеродистая и чугун нелегированный .Методы определения марганца
  • ГОСТ 22536.6-88 Сталь углеродистая и чугун нелегированный .Методы определения мышьяка
  • ГОСТ 22536.7-88 Сталь углеродистая и чугун нелегированный .Методы определения хрома
  • ГОСТ 22536.8-87 Сталь углеродистая и чугун нелегированный .Методы определения меди.
  • ГОСТ 22536.9-88 Сталь углеродистая и чугун нелегированный .Методы определения никеля
  • ГОСТ 22536.10-88 Сталь углеродистая и чугун нелегированный .Методы определения алюминия
  • ГОСТ 22536.11-87 Сталь углеродистая и чугун нелегированный .Методы определения титана
  • ГОСТ 27809-95 Чугун и сталь .Методы спектрографического анализа
  • ГОСТ 28033-89 Сталь .Метод рентгенофлюоресцентного анализа
Примечание
При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов по указателю «Национальные стандарты», составленному по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим информационным указателям, опубликованным в текущем году .Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом .Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

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. Если говорить о механических характеристиках, то стальной прокат делится на три группы — обычной, повышенной и высокой прочности

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.

Характеристика стали марки Ст3Гпc

Ст3Гпс — Сталь конструкционная углеродистая обыкновенного качества, хорошо сваривается, сварка осуществляется без подогрева и без последующей термообработки, способы сварки: ручная дуговая сварка, автоматическая дуговая сварка под флюсом и газовой защитой, КТС, ЭШС. Для толщины более 36 миллиметров рекомендуется подогрев и последующая термообработка, не склонна к флокеночувствительности, склонность к отпускной хрупкости присутствует. Обрабатываемость резанием в горячекатаном состоянии при НВ 124 и σв=410 МПа, Kυ тв.спл. = 1,8 и Kυ б.ст. = 1,6, нашла свое применение в производстве листвого проката толщиной от 10 до 36 мм для несущих элементов сварных конструкций, работающих при переменных нагрузках в диапазоне температур от — 40 до +425 градусов, толщиной выше 30 мм для сварных конструкций работающих с переменными нагрузками в темературном режиме от -20 до +425 градусов и для несущих элементов сварных конструкций работающих от -20 до 425 градусов при условии заказа и поставки с гарантированной свариваемостью. Ковку производят при температурном режиме от 1250 до 800 0С, охлаждение производят на воздухе. По ГОСТ 27772-88 сталь Ст3Гпс соответствует стали для строительных конструкций С255 и С285.

Химические и физические свойства

Примесей в стали данной марки не более:

  • хром — 0,30 процента;
  • никель — 0,30 процента;
  • медь — 0,30 процента;
  • сера — 0,005 процента;
  • фосфор — 0,04 процента;
  • азот — 0,10 процента.

Раскисление стали

Процесс раскисления стали — это химический процесс в результате которого из расплавленного сырья удаляется кислород. Он в данном случае определяется примесью, которая ухудшает механические и физические свойства сплава.

По процессу раскисления сталь марки Ст3 делят на такие виды:

  1. Спокойную — раскисление происходит с применением марганца, кремния и алюминия.
  2. Кипящую — раскисление с применением только марганца.
  3. Полуспокойную — раскисление с применением алюминия и марганца.

Уровень раскисления указывается в маркировке стали буквами «кп», «сп» и «пс», также указывается их модификация с повышенным процентом марганца. Для примера – Ст3Гсп или Ст3Гпс.

Кипящая сталь, по химическому составу от спокойной отличается тем, что содержание в ней кремния очень мало, менее 0,05 процентов. Спокойная сталь содержит больше кремния от 0,16 до 0,30 процентов. Так как кипящая сталь в себе содержит больше кислорода, чем сталь спокойная, то она по качеству намного хуже, чем спокойная.

Сталь полуспокойная по качеству занимает среднее положение между спокойной и кипящей сталями.

Для процесса раскисления используют такие элементы, как кремний, марганец, алюминий. Сила их воздействия на сталь различается. Так, самым «сильным» является алюминий, а «слабым» — марганец.


Спокойная СтальИз этой марки стали делают:

  • листовой и фасованный прокат (лист стальной Ст 3);
  • заготовки арматуры и детали для трубопроводов (квадратная труба Ст 3);
  • основные и второстепенные элементы для железнодорожного хозяйства, подвесных и наземных путей и др.

Стали полуспокойного вида занимают нейтральную позицию между кипящими и спокойными видами сырья. В этом виде уже присутствует процент кислорода, что дает сплаву менее выраженные характеристики пластичности и твердости.

Химический состав у этого вида стали нельзя считать однородным. Из марки этой стали изготавливают трубный и листовой прокат, такой популярный продукт, как балка Ст 3. Стали полуспокойного вида идут также на производство кругов и полос, уголков и квадратов, закладных деталей и шестигранников.

Если говорить о кипящих сталях, то — это самые популярные и доступные по стоимости конструкционные сплавы стали. Себестоимость производства невысока, но при этом заготовки из этой стали (слябы, слитки, готовые прокатные листы) прекрасно поддаются различной обработке при разных термических условиях.

Плотность стали марки 3 этой модификации совсем неоднородна, тем не менее при соблюдении правильного использования и соответствующих требований, она занимает одним из самых популярных и недорогих, практичных типов сплавов.

Согласно ГОСТу 380-2005 сказано, что производитель имеет право самостоятельно указать степень раскисления сырья, если заказчик не определил ее.

Механические показатели

Механические показатели свойств стали Ст3, которые используются при контроле свойств сырья проката:

  • сопротивление, возникающее временно — все категории;
  • текучесть и ее предел – все кроме первой категории;
  • изгиб под посторонним воздействием в холодном состоянии — все кроме первой категории;
  • относительное удлинение — здесь все существующие категории;
  • KCU (ударная вязкость) при температуре окружающей среды +20 °С – третья категория;
  • KCU (ударная вязкость) при температуре окружающей среды –20 °С – четвертая категория;
  • KCU (ударная вязкость) после старения механически – пятая категория;
  • KC V (ударная вязкость) при температуре окружающей среды +20 °С – шестая категория;
  • KC V (ударная вязкость) при температуре окружающей среды –20 °С – седьмая категория.

Свариваемость стали марки Ст3

Потребителям нравится работать с этой маркой стали. Ее технические характеристики с учетом модификаций очень универсальны. Одно из самых важных преимуществ данной марки – это отличная свариваемость.

Сталь позволяет использовать автоматические дуговые и ручные способы сварки, а также контактно-точечный и электрошлаковый методы. Ст 3 применяют и для изготовления кованых деталей (ограждений, различных решеток и т.д.).

• Статус — заменен на ГОСТ 380-94

Предыдущий стандарт ГОСТ 380-71

Структура условного обозначения марок стали.

Ст 3 кп ГОСТ 380-88

Ст

наименование металла (сталь)

3

условный номер марки в зависимости от химического состава стали (увеличение номера от 1 до 6 означает повышение содержания углерода в стали)

кп

степень раскисления стали (кп — кипящая, пс — полуспокойная,сп — спокойная сталь)

ГОСТ 380-88

номер стандарта

Степень раскисления стали, если она не указана в заказе, определяется изготовителем.

Для обозначения стали с повышенным содержанием марганца к обозначению марки стали добавляется буква Г, например Ст3Гпс.

Область применения стали

Марка стали

Заменитель

Область применения

Свариваемость

Ст0

Для второстепенных элементов конструкций и неответственных деталей: настилы, арматура, шайбы, перила, кожухи, обшивки и др.

Сваривается без ограничений.

Ст2кпСт2псСт2сп

-Ст2спСт2пс

Неответсвенные детали, требующие повышенной пластичности, малонагруженные элементы сварных конструкций, работающие при постоянных нагрузках и положительных температурах.

Сваривается без ограничений. Для толщины более 36 мм рекомендуется подогрев и последующая термообработка.

Ст3кп

Ст3пс

Для второстепенных и малонагруженных элементов сварных и несварных конструкций, работающих в интервале температур от -10 до 400 град С.

Сваривается без ограничений. Для толщины более 36 мм рекомендуется подогрев и обязательная последующая термообработка.

Ст3псСт3сп

Ст3спСт3пс

Несущие и не несущие элементы сварных и несварных конструкций и деталей, работающих при положительных температурах. Фасонный и листовой прокат (5 категории) толщиной до 10 мм для несущих элементов сварных конструкций, работающих при переменных нагрузках в интервале от -40 до +425 град С для Ст3пс и толщиной до 25 мм для Ст3сп. Ст3пс при толщине проката от 10 до 25 мм для несущих элементов сварных конструкций, работающих при переменных нагрузках в интервале от -40 до +425 град С при условии поставки с гарантируемой свариваемостью. Ст3сп при толщине проката свыше 25 мм для несущих элементов сварных конструкций, работающих при переменных нагрузках в интервале от -40 до +425 град С при условии поставки с гарантируемой свариваемостью.

Сваривается без ограничений. Для толщины более 36 мм рекомендуется подогрев и последующая термообработка.

Ст3Гпс

Ст3псСт18Гпс

Фасонный и листовой прокат толщиной от 10 до 36 мм для несущих элементов сварных конструкций, работающих при переменных нагрузках в интервале от -40 до +425 град С и для элементов сварных конструкций, работающих при переменных нагрузках в интервале от -40 до +425 град С при гарантируемой свариваемости.

Сваривается без ограничений. Для толщины более 36 мм рекомендуется подогрев и обязательная последующая термообработка.

Ст4кп

Сварные, клепанные и болтовые конструкции повышенной прочности в виде сортового, фасонного и листового проката, а также для малонагруженных деталей.

Ст4пс

Ст4сп

Сварные, клепанные и болтовые конструкции повышенной прочности в виде сортового и листового проката, а также для малонагруженных деталей типа валов, осей, втулок и др.

Сваривается ограниченно.

Ст5псСт5сп

-Ст6сп,Ст4сп

Детали клепанных конструкций, болты, гайки, ручки, тяги, ходовые валики, втулки, цапфы, рычаги, упоры, штыри, пальцы, стержни, звездочки, трубчатые решетки, фланцы и другие детали, работающие в интервале от 0 до +425 град С; поковки сечениес до 800 мм.

Сваривается ограниченно. Рекомендуется подогрев и последующая термообработка.

Ст6пс

Для деталей повышенной прочности: осей, валов, пальцев, поршней и т.д.

Сваривается ограниченно. Рекомендуется подогрев и последующая термообработка.

Ст6сп

Ст5сп

Для деталей повышенной прочности: осей, валов, пальцев и других деталей в термообработанном состоянии, а также для стержневой арматуры периодического профиля.

Сваривается ограниченно. Рекомендуется подогрев и последующая термообработка.

Стандарты на продукцию

Ключевые слова: металлургия; установление марок стали углеродистой

Механические и физические характеристики

Подвид данного сплава маркируемого как сталь Ст3пс, характеристики которого сходятся с сырьем с индексом С245 производственными особенностями и практически идентичным составом, принадлежит категории материалов для возведения несущих и не несущих сооружений в среде с положительной температурой. То есть, сварные сооружения, эксплуатируемые в условиях диапазона температур от -20 °C до +425 °C, с условием что толщина материала будет варьироваться в пределах от 10 до 25 мм.

К примеру, электросварочные трубы, имеющие рабочую температуру в пределах 300 °C, трубопроводные и котловые элементы, предназначенные для работы в пределах температуры 200 °C. Также для стали Ст3пс характерно удлиняться во время деформации в холодном состоянии, при этом, не получая разрушений и не теряя прочность.

Механические и физические свойства стали Ст3ПС

Характеристики Ст3пс5 соответствуют нормам материалов, тонкие листы из которых поддаются штамповке и сгибанию без повреждений, но в то же время толстый слой этого материала можно безопасно деформировать только в случае изгиба по большому радиусу или при использовании предоперационного нагрева. Показатель устойчивости к коррозии на среднем уровне, достаточный для хранения заготовок между операциями или для эксплуатации в сухом помещении, без нужды в нанесении на сталь дополнительной защиты.

Механические требования к изделиям изготовленным из Ст3пс находящимся в помещении при температуре +20 °С:

Наименование σв, Мегапаскаль σТ, Мегапаскаль δ5, % Ψ, %
Труба, изготовленная по ГОСТу 8696-74 372 245 23
Труба, изготовленная по ГОСТу 10705-80 372 225 22
Прокат стали по ГОСТу 535-2005 370-480 205-245 23-26
Толстый лист стали по ГОСТу 14637-89 370-480 205-245 23-26
Стальная арматура, изготовленная по ГОСТу 5781-82 373 235 25
Стальная катанка, изготовленная по ГОСТу 30136-95 490-540 60

Химический состав

Каждая категория стали характеризуется своим определенным химическим составом. Он во многом определяет область применения создаваемых заготовок и сложности, которые возникают при термической обработке.

Ключевыми моментами, которые касаются химического состава, назовем следующее:

  1. Как ранее было отмечено, основными химическими элементами являются железо и углерод. Первый элемент имеет концентрацию 97%, углерода всего 0,14-0,22%. Именно углерод определяет показатель твердости и некоторые другие физико-химические свойства структуры.
  2. В состав структуры включается относительно небольшое количество легирующих элементов. Основными элементами стали хром и никель, концентрация которых составляет 0,3%. В этой же концентрации в состав включается медь.

Химический состав

При большом количестве разновидностей сталей у рассматриваемой жестко контролируется концентрация вредных примесей, которыми являются фосфор и сера. Кроме этого, в состав в большой концентрации входит азот, на который приходится около 0,1 массы.

Химический состав

Сталь состоит из приблизительно:

  • 98 % железа,
  • 0,2 % углерода,
  • 0,65 % марганца,
  • от 0,05 до 0,015 % кремния,
  • до 0,3 % хрома, никеля и меди вместе взятых.

Допускается наличие до 0,05 % серы, 0,04 % фосфора и 0,08% мышьяка.

Расшифровка стали С245

В обозначении стали буква С означает «строительная, цифры 245 – предел текучести (Т) в мегапаскалях (МПа). В более привычных единицах σТ=24,5 кг/кв. мм.

Из других параметров, характеризующих механические свойства стали отметим предел прочности при растяжении в=370 МПа (37 кг/кв. мм).

Свариваемость

Для оценки свариваемости используют критерий эквивалента углерода, рассчитываемого по формуле

Сэ=С+Г/6+Х/5+(Н+Д)/15, где С, Г, Х, Н, Д – количество углерода, марганца, хрома, никеля и меди в процентах в составе стали или сплава.

Для С245 эквивалентный углерод ниже 0,25 %, что означает хорошую свариваемость. Сварной шов не склонен к образованию горячих и холодных трещин. Детали можно сваривать любыми способами без проведения дополнительных мероприятий – предварительного подогрева, проковки околошовной зоны и т. д.

Пластичность

Пластические качества, т. е. способность к деформации в холодном состоянии без признаков разрушения, характеризуется относительным удлинением образца при разрыве и размером площадки текучести.

Сталь С245 имеет показатель относительного удлинения при разрыве, т. е. удлинение образца по отношению к начальному размеру после разрушения, 25 %.

Протяженность площадки текучести, т. е. изменение относительного удлинения, при котором не меняется напряжение, составляет не менее 2,5%.

Это говорит о возможности гибки и штамповки тонких листов стали. Для толстых во избежание появления трещин следует применять местный нагрев.

Чтобы понять различие в деформационной способности тонких и толстых листов, следует обратиться к курсу сопротивления материалов. При сгибе листа разница в изменении размеров наружной и внутренней стороны будет тем больше, чем больше толщина. Значит, у толстого листа относительная деформация будет больше и вероятность разрушения – появления трещин – выше.

С повышением температуры предел текучести металла снижается, а площадка текучести увеличивается. Поэтому для деформации стального листа большой толщины его необходимо нагреть или увеличить радиус сгиба.

Коррозионная стойкость

Легирующие компоненты – кремний, медь и др. – несколько повышают коррозионную стойкость сталей.

С245 обладает средней стойкостью к окислению. Её достаточно для межоперационного хранения заготовок, а также для эксплуатации внутри сухих помещений без дополнительной защиты. В остальных случаях следует наносить лакокрасочные покрытия соответствующие условиям эксплуатации конструкции.

ГОСТ 19281-89

Низколегированная конструкционная сталь. Первые две цифры указывают среднее содержание углерода в сотых долях процента. Буквы за цифрами указывают присутствие легирующих элементов, а цифры после букв обозначают содержание легирующих элементов в процентах (17Г1С, 09Г2С, 14ХГС). Г — это марганец, С — это кремний, Ф — ванадий, Х — хром и т.п. Буква А означает азот, но если А стоит в конце (30ХГСА), то это обозначает не азот, а высококачественную сталь («Ш» в конце еще круче: 30ХГС-Ш).Если содержание легирующих элементов менее 1,5%, то цифра отсутствует ( 50Х, 17ГС ). Для легированных сталей вводят понятие углеродного эквивалента, подсчитываемого с учетом химического состава по несложной формуле. Углеродный эквивалент характеризует прочность и хрупкость стали. При большом углеродном эквиваленте сталь становится очень хрупкой и ее использование как конструкционного материала становится опасным. На рынке б/у трубы наиболее часто встречается сталь 17ГС, 17Г1С, 17Г1С-у. Марки перечислены в порядке улучшения свойств (по химическому составу в порядке снижения содержания вредных для стали примесей фосфора и серы).

Наиболее распространенные марки сталей на рынке б/у трубы это — Ст3, 10, 20 и 17Г1С. По свариваемости они все одинаковы — без ограничений. По коррозийной стойкости: чем качественнее сталь, тем лучше. Однако, некоторые исследования по коррозии (в 3% растворе поваренной соли NaCl) показывают, что с увеличением содержания углерода в сталях 10, 20 и легирующих элементов в стали 17Г1С скорость коррозии основного металла увеличивается и составляет соответственно 0,17, 0,25 и 0,33 мм/год.

Стали марок Ст3,  20 очень мало отличаются по химическому составу:

Химический состав в % стали Ст3сп .

C Si Mn Ni S P Cr N Cu As
0.14-0.22 0.15-0.3 0.4-0.65 до 0.3 до 0.05 до 0.04 до 0.3 до 0.008 до 0.3 до 0.08

Химический состав в % стали 20.

C Si Mn Ni S P Cr N Cu As
0.17-0.24 0.17-0.37 0.35-0.65 до 0.25 до 0.04 до 0.04 до 0.25 до 0.008 до 0.25 до 0.08

Из-за допускаемого разброса по составу химический анализ не всегда позволяет однозначно отличить Ст3 и 20. Качество стали 20 лучше, чем у Ст3. У нее выше прочность и меньше разброс свойств. У стали 10 содержание углерода ниже, чем у Ст3 или 20.

Иногда трубы по механическим свойствам материала делят на классы прочности. Обозначения К 34, К 38, 42, К 50, К 52, К 55 и  К 60 (цифры означают временное сопротивление разрыву в кгс/мм2).  Чем больше цифра, тем выше прочность. Такую классификацию применяет ГОСТ 20295-85 для магистральных труб. Трубы из стали Ст3 с учетом разброса свойств теоретически могут относится к классам прочности К 38 — К 42 (фактически К 36), из стали 10 — К38, из стали 20 — К 42. Сталь 17Г1С более прочная — К 52.

Гость форума
От: admin

Эта тема закрыта для публикации ответов.