Стальная полоса Ст3кп: конструкционный прокат из кипящей углеродистой стали
Стальная полоса Ст3кп — горячекатаный сортовой прокат прямоугольного сечения, изготовленный из углеродистой стали обыкновенного качества марки Ст3кп (кипящая, категория 1–5 по ГОСТ 380). Полоса производится по ГОСТ 103 и ГОСТ 535 методом продольной резки горячекатаного рулона или непосредственно на сортовых станах. Кипящая сталь Ст3кп отличается неполным раскислением: в изложнице выделяется оксид углерода, формирующий характерную структуру без усадочной раковины, что снижает себестоимость проката, но повышает вероятность ликвационной неоднородности по сечению.
Технические характеристики и сортамент
Полоса Ст3кп поставляется в горячекатаном состоянии без термической обработки. Толщина — от 4 до 60 мм, ширина — от 12 до 200 мм, длина мерная или немерная. Предельные отклонения по толщине соответствуют ГОСТ 103 (обычная и повышенная точность). Кривизна полосы не превышает 0,5 % длины при толщине до 20 мм. Серповидность — не более 5 мм на 1 м длины.
| Параметр | Значение | Параметр | Значение | Стандарт |
|---|---|---|---|---|
| Марка стали | Ст3кп | Предел текучести т | 235–245 МПа | ГОСТ 380 |
| Толщина | 4–60 мм | Временное сопротивление в | 370–490 МПа | ГОСТ 535 |
| Ширина | 12–200 мм | Относительное удлинение 5 | 25 % | ГОСТ 1497 |
| Степень раскисления | кипящая (кп) | Ударная вязкость KCU | 34 Дж/см | ГОСТ 9454 |
| Содержание углерода | 0,22 % | Твёрдость (горячекатаная) | 156 HB | ГОСТ 9012 |
Химический состав и металлургические особенности
Сталь Ст3кп содержит 0,14–0,22 % углерода, 0,30–0,60 % марганца, 0,05–0,15 % кремния, до 0,30 % никеля, до 0,30 % хрома, до 0,40 % меди. Ограниченное содержание кремния (менее 0,15 %) обусловлено кипящим способом раскисления. Сера — не более 0,050 %, фосфор — не более 0,040 %. Пониженное содержание кремния улучшает пластичность при холодной гибке, но снижает стойкость к атмосферной коррозии по сравнению со спокойной сталью Ст3сп.
Структура горячекатаной полосы — феррито-перлитная с выраженной полосчатостью вдоль направления прокатки. Ликвация серы и фосфора по осевой зоне слитка может вызывать анизотропию механических свойств: ударная вязкость в поперечном направлении снижается на 20–30 % относительно продольного.
Области применения
- Металлоконструкции общего назначения: каркасы, связи, фасонные элементы сварных рам под нагрузкой до 245 МПа.
- Изготовление гнутых профилей на профилегибочных станах (СПП, «стан-балочных» линиях) для строительных ограждающих конструкций.
- Заготовки для холодной штамповки малонагруженных деталей: кронштейнов, накладок, хомутов.
- Армирование кладки и стяжек в гражданском строительстве (при отсутствии требований по свариваемости ответственных узлов).
- Изготовление крепёжных элементов, шайб, прокладок методами механической обработки и резки.
- Сельхозмашиностроение: элементы борон, культиваторов, ограждений сельхозтехники.
Технологические рекомендации
Свариваемость Ст3кп ограничена: из-за повышенного содержания серы и фосфора возможно образование горячих трещин при сварке толстостенных элементов. Рекомендуется применять электроды с основным покрытием и предварительный подогрев до 100–150 C при толщине свыше 20 мм. Гибка в холодном состоянии выполняется с минимальным радиусом 1,5–2 толщины полосы; при меньших радиусах требуется нагрев до 700–800 C.
Обрабатываемость резанием удовлетворительная: скорость резания твердосплавным инструментом — 120–180 м/мин при подаче 0,15–0,30 мм/об. Полоса Ст3кп не предназначена для работы при температурах ниже –20 C из-за склонности кипящей стали к хрупкому разрушению.
Вопросы и ответы
Чем полоса Ст3кп отличается от полосы Ст3сп?
Ст3кп — кипящая сталь с содержанием кремния менее 0,15 %, Ст3сп — спокойная с кремнием 0,15–0,30 %. Полоса Ст3сп имеет более однородную структуру, лучшую свариваемость и хладостойкость до –40 C, но выше стоимость.
При какой температуре эксплуатируется полоса Ст3кп?
Рекомендуемый диапазон — от –20 C до +425 C. При более низких температурах ударная вязкость кипящей стали резко падает, что создаёт риск хрупкого разрушения сварных конструкций.
Допускается ли сварка полосы Ст3кп без подогрева?
При толщине до 12 мм возможна сварка без подогрева электродами с рутиловым покрытием. Для толщин свыше 20 мм требуется предварительный подогрев до 100–150 C и последующая термообработка для снятия напряжений.
Какой минимальный радиус гибки полосы Ст3кп в холодном состоянии?
Минимальный радиус составляет 1,5–2 толщины полосы при гибке поперёк направления прокатки. При гибке вдоль прокатки радиус увеличивают до 2,5 толщин из-за анизотропии свойств.
