Поковки из стали 3: конструкционный сортовой металлопрокат для силовых узлов
Поковки из стали 3 — горячедеформированные заготовки из углеродистой конструкционной стали обыкновенного качества (Ст3сп, Ст3пс, Ст3Гпс) по ГОСТ 380 и ГОСТ 8479. Материал относится к группе низкоуглеродистых нелегированных сталей с пределом прочности 370–490 МПа и применяется там, где требуется сочетание пластичности, свариваемости и ударной вязкости при умеренных нагрузках. Поковки получают ковкой слитков и обжатых заготовок на гидравлических и паровоздушных молотах, что обеспечивает залечивание литейных дефектов и формирование направленного волокна макроструктуры.
Технические характеристики и марки
Химический состав стали 3 регламентируется массовой долей углерода 0,14–0,22 %, кремния 0,05–0,30 % (для спокойной — до 0,30 %), марганца 0,40–0,65 %. Степень раскисления определяет марку и поведение металла при сварке и низкотемпературной эксплуатации.
- Ст3сп — спокойная, полностью раскисленная, для ответственных поковок и сварных конструкций
- Ст3пс — полуспокойная, для поковок общего назначения
- Ст3Гпс — с повышенным марганцем, для упрочнённых деталей
- Ст3кп — кипящая, ограниченно для неответственных заготовок
Поковки классифицируют по группам I–IV ГОСТ 8479 в зависимости от назначения и объёма испытаний. Группа I — без испытаний механических свойств, группа IV — с определением ударной вязкости KCU при отрицательных температурах. Термообработка: нормализация при 880–920 C либо нормализация с отпуском.
Механические свойства и режимы
| Марка | Предел текучести, МПа | Предел прочности, МПа | Относительное удлинение, % | KCU, Дж/см |
|---|---|---|---|---|
| Ст3сп | 245 | 370–490 | 26 | 50 |
| Ст3пс | 245 | 370–490 | 25 | 40 |
| Ст3Гпс | 255 | 390–510 | 24 | 40 |
| Ст3сп (после нормализации) | 235–255 | 380–490 | 25–27 | 60–90 |
Ударная вязкость при температуре –20 C для группы IV сохраняется на уровне не ниже 29 Дж/см. Склонность к хрупкому разрушению возрастает при содержании углерода выше 0,22 % и наличии серы свыше 0,040 %.
Технология изготовления
Ковка выполняется при 1250–800 C с соблюдением уковки не менее 2,5 для ответственных сечений. Охлаждение после ковки — замедленное в термосах или печах для предотвращения флокенов. Поковки проходят ультразвуковой контроль по ГОСТ 24507, а также контроль макро- и микроструктуры на наличие неметаллических включений и ликвационных зон.
Области применения
- Фланцы, днища и патрубки сосудов, работающих под давлением до 1,6 МПа
- Зубчатые колёса, валы и полуоси грузоподъёмной техники
- Крюки, траверсы и элементы грузозахватных приспособлений
- Заготовки для мостовых кранов, конвейерных рольгангов, редукторов
- Опоры трубопроводов, анкерные болты, строительные закладные детали
- Детали сельхозтехники: лемехи, стойки, кронштейны навесных систем
В металлургии поковки из стали 3 применяют для изготовления шлаковых чаш, изложниц и вспомогательного инструмента прокатных станов. В энергетике — для элементов арматуры тепловых сетей с рабочей температурой до 300 C.
Вопросы и ответы
Чем поковка из стали 3 отличается от литой заготовки?
Ковка обеспечивает направленное волокно макроструктуры и залечивание усадочных дефектов, что повышает ударную вязкость и усталостную прочность по сравнению с литьём.
Какая группа поковок по ГОСТ 8479 подходит для сосудов под давлением?
Для сосудов под давлением применяют поковки групп III–IV с обязательным контролем механических свойств и ударной вязкости при отрицательных температурах.
Допускается ли сварка поковок из стали 3?
Да, сталь 3 обладает хорошей свариваемостью. Для толщин свыше 20 мм рекомендуется подогрев до 100–150 C и последующая термообработка.
При какой температуре эксплуатируются поковки из Ст3сп?
Диапазон рабочих температур — от –40 C до +300 C в зависимости от группы поковок и условий нагружения.
