Расшифровка и химический состав
Сравнение с легированными конструкционными сталями
Сравнение с легированными инструментальными сталями
Сталь 3, ст3 или ст3Гсп конструкционная углеродистая сталь обыкновенного качества. Является материалом широкого применения для всех сфер промышленности, популярным, хорошо продающимся. Универсальная сталь для сварных и несварных конструкций, работающих в нормальных условиях. Применяют в несущих фермах, ограждениях или элементах декора. Сталь 3 не подходит для использования при низких температурах и в условиях агрессивной внешней среды.
В соответствии с ГОСТ 380-2005 полное имя стали 3 ст3Гсп. Марка указывает на химический состав, порядковый номер и степень раскисления.
98% состава стали ст3 составляет железо. Содержание углерода в составе ст3 невысоко. Его достаточно, чтобы обеспечить сплаву твердость, в то же время он не снижает вязкость стали и ее пластичность. В составе также можно обнаружить:
Фосфор и сера негативно сказываются на свариваемости из-за них сварные швы становятся пористыми и склонными к трещинам.
ГОСТ 380- 2005
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 |
Марка стали |
Массовая доля химических элементов |
||
углерода |
марганца |
кремния |
|
Ст3сп |
0,14-0,22 |
0,40-0,65 |
0,15-0,30 |
Сталь 3 и другие сплавы этого класса превосходят по объему применения все остальные разновидности стали. Ее используют для производства кованых изделий ограждений, ворот, декоративных элементов. В строительстве как материал для несущих, не несущих, сварных и не сварных строительных конструкций. Из нее изготавливают трубы и арматуру, детали механизмов для эксплуатации при положительных температурах. Сталь ст3 применяется в химической и нефтегазовой промышленностях, а также в машиностроении.
Благодаря простому химическому составу, доступности, эксплуатационным характеристикам, физическим свойствам, сталь 3 входит в число самых распространенных материалов в отраслях, которым требуется много стали. Например, в строительстве железных дорог и трубопроводов для транспортировки природного газа или воды.
Свойства стали ст3, требования к химическому составу, методы контроля и данные о международном стандарте качества перечисляются в ГОСТ 380-2005. Данный стандарт регламентирует углеродистую сталь обыкновенного качества. К таковой относятся 7 марок стали, различных по химическому составу и содержанию углерода (ст0 ст6) и их разновидности по степени окисления (сп, пс, кп). Всего насчитывается 20 марок в этом классе. Подробнее о них - в материалах нашего сайта.
Главной отличительной особенностью стали ст3 является совокупность положительных характеристик или универсальность. Это значит, что у нее нет какого-то одного ключевого достоинства, она показывает достойные характеристики со всех сторон, что и делает ее первой на рынке. Эта сталь не предназначена для узкоспециализированного применения в особых условиях, но идеально подходит для широкого повседневного применения.
К недостаткам стали нужно отнести невысокие показатели работы при низких температурах.
Достоинства стали ст3Гсп:
Отдельно следует упомянуть, что материал отлично поддается сварке. Ее можно проводить по любой известной технологии без предварительной и последующей обработок.
Ст3 характеризуется как углеродистая конструкционная сталь обыкновенного качества. Сталь не имеет в составе легирующих добавок, защищающих от внешнего воздействия. Для использования в агрессивной химической среде или условиях повышенной влажности необходимо покрывать сталь защитным слоем. Ст3 обладает хорошей свариваемостью, высокими показателями прочности, хорошо противостоит нагрузкам, что и позволяет использовать ее в несущих конструкциях. Цена стали ст3 оптимальна для строительства объектов или прокладки коммуникаций, требующих большого количества металла. Плотность Ст3 - 7850 кг/м3.
Заменитель это сплав, наиболее близкий по эксплуатационным характеристикам к основному. В качестве заменителей для ст3 обычно выступает одна из трех отечественных марок: С245, С285, ВСт3Сп.
Допустимо применение зарубежных аналогов, отличающихся по маркировке, но доступных в любом уголке карты мира. Ими являются:
В США:
В Великобритании:
В Германии:
Во Франции:
В Японии:
В Китае:
В Австрии:
В Венгрии
Сталь ст3 является углеродистой конструкционной сталью обыкновенного качества. Она используется для получения сварных и несварных конструкций, тяжелонагруженных ферм и других несущих элементов. Ст3 устойчива к атмосферной коррозии, но без защитного покрытия будет разрушаться при длительном контакте с влагой или агрессивной химической средой.
Легированная конструкционная сталь защищена от коррозии легирующими элементами, благодаря чему может использоваться без защитного слоя при контакте с влагой и агрессивными средами. Легированная сталь сложнее в производстве, дороже и более склонна к хрупкости. Обработка такой стали может требовать особых условий, в то время как более доступная и простая в производстве ст3 не требует никаких специальных условий обработки.
Легированная инструментальная сталь применяется в производстве инструмента. Легирующие добавки направлены на повышение качеств стали, благодаря им, удается добиться значительного преимущества перед углеродистыми сплавами. К ним относятся:
Сталь ст3 является конструкционной и, как правило, не применяется для изготовления подвижных деталей инструментов.
Европа EN 10027-1 (EN 10027-2) |
S235JR (1.0038) |
Германи DIN |
RSt37-2, |
США (AISI, ASTM) |
A238/C |
Франция (AFNOR) |
E 24-2 |
Великобритания BS |
40B |
Чехия (CSN) |
11375 |
Польша PN/H |
St3SV, |
Технологические свойства материала Ст3сп .
Свариваемость: |
без ограничений. |
Флокеночувствительность: |
не чувствительна. |
Склонность к отпускной хрупкости: |
не склонна. |
Температура критических точек, °C
Ас1 |
Ас3 |
Аr3 |
Аr1 |
735 |
850 |
835 |
680 |
Нормируемые показатели стали Ст3сп по категориям проката (ГОСТ 535-2005)
Катег- |
Химич- |
Времен- |
Предел |
Относи- |
Изгиб |
Ударная |
||||
KCU |
KCV |
|||||||||
При |
После |
При |
||||||||
+ 20 |
-20 |
+ 20 |
-20 |
|||||||
1 |
— |
+ |
+ |
+ |
+ |
— |
— |
— |
— |
— |
2 |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
— |
— |
— |
— |
— |
3 |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
— |
— |
— |
— |
4 |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
— |
+ |
— |
— |
— |
5 |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
— |
+ |
+ |
— |
— |
6 |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
— |
— |
— |
+ |
— |
7 |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
— |
— |
— |
— |
+ |
Параметры применения электросварных прямошовных труб из стали Ст3сп (ГОСТ 32569-2013)
Марка стали, |
СтЗсп5 |
СтЗсп4-5 |
СтЗсп4 |
||||
Технические |
ГОСТ 10705 |
ГОСТ 10706 |
ТУ 14-3-377-87 |
ТУ 14-3-1399-95 |
ГОСТ 10706 |
||
Номинальный |
10-500 |
450-1400 |
200-400 |
200, 350, 400, 500 |
400-1400 |
||
Виды испытаний |
ГОСТ 10705 |
ГОСТ 10706 |
ТУ 14-3-377-87 |
ТУ 14-3-1399-95 |
ГОСТ 10706 |
||
Транспортируемая среда |
Среды |
Среды |
Среды |
Все среды, |
Среды |
||
Расчетные |
Максимальное |
≤1,6 |
≤2,5 |
≤1,6 |
|||
Максимальная |
300 |
200 |
300 |
200 |
|||
Толщина |
— |
≤12 |
— |
≤10 |
— |
||
Минимальная |
более |
минус 20 |
|||||
не более |
минус 40 |
Параметры применения электросварных спиральношовных труб из стали Ст3сп (ГОСТ 32569-2013)
Марка стали, |
СтЗспЗ, |
СтЗсп5 |
||
Технические |
ТУ 14-3-943-80 |
ТУ 14-3-954-80 |
||
Номинальный |
200-500 |
500-1400 |
||
Виды испытаний |
ТУ 14-3-943-80 |
ТУ 14-3-954-80 |
||
Транспортируемая среда |
Все среды, |
Все среды, |
||
Расчетные |
Максимальное |
≤1,6 |
≤2,5 |
|
Максимальная |
200 |
300 |
||
Толщина |
≤6 |
≤12 |
||
Минимальная |
более |
минус 30 |
минус 20 |
|
не более |
— |
минус 20 |
Применение стали Ст3сп для крепежных деталей(ГОСТ 32569-2013)
Марка |
Технические |
Допустимые |
Назначение |
|
Температура |
Давление |
|||
СтЗсп4 |
СТП 26.260.2043 |
От -20 |
2,5 (25) |
Шпильки, |
10 (100) |
Шайбы |
Условия применения стали Ст3сп для корпусов, крышек, фланцев, мембран и узла затвора, изготовленных из проката, поковок (штамповок) (ГОСТ 33260-2015)
Материал |
НД на |
Температура |
Дополнительные |
Ст3сп |
Поковки Сортовой прокат |
От -30 до 300 |
Для сварных |
Лист |
От -20 до 300 |
Для сварных узлов Для категорий |
Стойкость конструкционных материалов против щелевой эрозии (ГОСТ 33260-2015)
Группа |
Балл |
Эрозионная |
Материал |
Нестойкие |
6 |
0,005-0,05 |
Cтали ВСт3сп3 |
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)
Марка стали |
Ст3сп |
|
Временное |
до 10 включ. |
380-490 |
св.10 |
370-480 |
|
Предел |
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 |
до 20 включ. |
26 |
св.20 до 40 включ. |
25 |
|
св.40 |
23 |
|
Изгиб до |
до 20 включ. |
d = a |
св.20 |
d = 2a |
ПРИМЕЧАНИЕ
Ударная вязкость проката (ГОСТ 535-2005)
Марка стали |
Ст3сп |
||
Толщина |
Св. 5,0 |
||
KCU, |
Тип образца по ГОСТ 9454 |
2,3 |
|
При температуре, °С |
+20 |
108(11) |
|
-20 |
49(5) |
||
После механического старения |
49(5) |
||
KCV, |
Тип образца по ГОСТ 9454 |
12,13 |
|
При температуре, °С |
+20 |
34(3,5) |
|
-20 |
— |
ПРИМЕЧАНИЕ
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 поковок
ГОСТ |
Термообработка |
Сечение, мм |
σ0,2, МПа |
σв, МПа |
δ5,% |
ψ, % |
KCU, Дж/см2 |
Твердость НВ |
не менее |
||||||||
ГОСТ 8479-70 |
Нормализация |
До 100 |
175 |
353 |
28 |
55 |
64 |
101-143 |
100-300 |
175 |
353 |
24 |
50 |
59 |
|||
До 100 |
195 |
392 |
26 |
55 |
59 |
111-156 |
||
100-300 |
195 |
392 |
23 |
50 |
54 |
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 |
— |
— |
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. |
|||||
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 |
— |
Предел выносливости
Образец |
σ-1, МПа |
n |
Гладкий |
191 |
107 |
С надрезом |
93 |
107 |
Ограничений по сварке стали ст3сп нет, предварительная и последующая температурные обработки не являются обязательными. Информацию по сварочным материалам смотрите в таблицах ниже.
Сварочные материалы для электродуговой сварки
Марка |
Тип электрода по |
Температура |
Дополнительные |
Ст3сп |
Э42, Э46 |
Не ниже -15 |
— |
Э42А, Э46А |
Не ниже -30 |
— |
|
Э50А |
ниже -30 до -40 |
После сварки |
Сварочные материалы для сварки в защитных газах
Марка |
Марка сварочной |
Температура |
Ст3сп |
Св-08Г2С |
От -20 до 300 |
Сварочные материалы для сварки под флюсом
Марка |
Марка сварочной |
Дополнительные |
|||
Электроды, тип |
Сварочная проволока, |
||||
Группа А |
Группа Б |
||||
10Х18Н9Л, 12Х18Н9ТЛ ГОСТ 977 |
Ст3сп ГОСТ 380 |
Э-10Х15Н25М6АГ2 |
Св-07Х23Н13 |
Сварное |
|
Э-10Х15Н25М6АГ2 |
Св-10Х16Н25АМ6 |
Сварное |
Сварочные материалы для сварки стали ст3сп с другими сталями
Марки |
Сварочные |
Температура |
Ст3сп |
Св-08, Св-08А |
Не ниже -20 |
Температура предварительного и сопутствующего подогрева и отпуска при сварке конструкций из стали ст3сп
Марки |
Толщина |
Температура |
Интервал |
Температура |
|
сварка |
наплавка |
||||
Ст3сп |
До 36 |
Не требуется |
Не требуется |
Не ограничивается |
Не требуется |
Свыше 36 до 100 |
630-660 |
||||
Свыше 100 |
100 |
Рекомендуемые режимы сварки при исправлении дефектов сварных швов
Сварочные |
Основной |
Диаметр |
Сила сварочного |
Напряжение |
УОНИ 13/45А* |
Ст3сп |
3,0 |
От 100 до 130 |
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.
Режимы электродуговой сварки образцов и изделий
Марка электродов |
Основной материал |
Диаметр электрода, мм |
Сила сварочного тока, А |
Напряжение на дуге, В |
УОНИ 13/45А*, |
Ст3сп |
3 |
От 110 до 130 |
От 22 до 26 |
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
Марка электродов |
Основной материал |
Диаметр электрода, мм |
Сила сварочного тока, А |
Напряжение на дуге, В |
Св-08Г2С |
Ст3сп |
1,6 |
От 100 до 120 |
От 12 до 14 |
Коэффициент линейного расширенияα*106, К-1
Марка |
Температура, К (°С) |
|||||||||||
323 |
373 |
423 |
473 |
523 |
573 |
623 |
673 |
723 |
773 |
823 |
873 |
|
Ст3сп5 |
11,5 |
11,9 |
12,2 |
12,5 |
12,8 |
13,1 |
13,4 |
13,6 |
13,8 |
14,0 |
14,2 |
14,4 |
Модуль Юнга (нормальной упругости) Е, ГПа
Марка |
Температура, К (°С) |
||||||||||
293 |
323 |
373 |
423 |
473 |
523 |
573 |
623 |
673 |
723 |
773 |
|
Ст3сп5, |
200 |
197 |
195 |
192 |
190 |
185 |
180 |
175 |
170 |
165 |
160 |
Коэффициент теплопроводности λ Вт/(м*К)
Марка Стали |
λ Вт/(м*К), при температуре испытаний, °С |
|||||||
20 |
100 |
200 |
300 |
400 |
500 |
600 |
700 |
|
Ст3сп |
— |
55 |
54 |
50 |
45 |
39 |
34 |
30 |