Стальной пруток Сталь 3: сортамент, механические свойства и применение
Стальной пруток Сталь 3 — востребованная позиция металлопроката, изготавливаемая из углеродистой стали обыкновенного качества марки Ст3 (Ст3сп, Ст3пс, Ст3кп) по ГОСТ 380. Материал относится к группе конструкционных сталей с гарантируемыми механическими свойствами, что определяет его применение в узлах, воспринимающих статические и умеренные динамические нагрузки. Пруток поставляется в горячекатаном состоянии, диаметром от 5 до 250 мм, мерной или немерной длины.
Химический состав и технологические характеристики
Химический состав стали Ст3 регламентирован ГОСТ 380 и характеризуется низким содержанием углерода — 0,14–0,22%. Легирующих элементов в составе нет, что обеспечивает хорошую свариваемость без ограничений по технологии — от ручной дуговой до автоматической сварки под флюсом. Содержание серы и фосфора не превышает 0,05% и 0,04% соответственно, что гарантирует отсутствие красноломкости и холодноломкости при обработке давлением.
В зависимости от степени раскисления пруток Сталь 3 подразделяется на спокойную (Ст3сп), полуспокойную (Ст3пс) и кипящую (Ст3кп) разновидности. Спокойная сталь характеризуется минимальной ликвацией и применяется для ответственных сварных конструкций, работающих при температурах до –40 C. Полуспокойная сталь — оптимальный баланс стоимости и ударной вязкости. Кипящая сталь склонна к старению и не рекомендуется для конструкций, эксплуатируемых при отрицательных температурах.
Механические свойства и сортамент
Нормируемые показатели прочности прутка Ст3 зависят от толщины проката. Для диаметров до 20 мм предел текучести составляет не менее 245 МПа, временное сопротивление разрыву — 370–490 МПа. Относительное удлинение после разрыва достигает 26%, что обеспечивает достаточный запас пластичности при гибке и правке.
| Диаметр, мм | Предел текучести, МПа | Временное сопротивление, МПа | Относительное удлинение, % | Ударная вязкость KCU, Дж/см |
|---|---|---|---|---|
| 10 | 245 | 390–490 | 26 | — |
| 25 | 235 | 380–490 | 25 | — |
| 50 | 225 | 370–480 | 23 | — |
| 100 | 205 | 370–470 | 22 | — |
Для прутков диаметром свыше 20 мм, предназначенных для ответственных сварных конструкций, нормируется ударная вязкость KCU при температуре –20 C — не менее 29 Дж/см (для Ст3сп). Поставка возможна в термически обработанном состоянии по требованию заказчика.
Области применения прутка Ст3
Пруток Ст3 используется в качестве заготовки для изготовления крепежа, осей, валов, шпилек, пальцев и других деталей общего машиностроения, не подвергающихся термической обработке. Материал пригоден для холодной механической обработки на токарных, фрезерных и сверлильных станках, а также для горячей объемной штамповки.
- Строительные металлоконструкции — связи, распорки, элементы фахверка, работающие при статических нагрузках;
- Машиностроение — валы передач, оси роликов, тяги, рычаги, втулки;
- Судостроение — набор корпуса, детали палубных механизмов;
- Производство трубопроводной арматуры — фланцы, бобышки, штуцеры;
- Энергетическое оборудование — опорные элементы, кронштейны, площадки обслуживания;
- Сельскохозяйственная техника — рамы, навесные устройства, детали сцепки.
Пруток Ст3 не применяется для деталей, работающих при температурах выше 425 C, а также в средах, вызывающих коррозионное растрескивание. Для узлов, требующих повышенной износостойкости или работающих при циклических нагрузках, целесообразно использовать легированные стали типа 40Х или 20Х.
Особенности заказа и контроля качества
При заказе прутка Ст3 необходимо указывать диаметр, группу прочности (для проката с гарантированными механическими свойствами), категорию (1–5), определяющую объем испытаний, и длину. Категория 2 предусматривает контроль ударной вязкости при +20 C, категория 3 — при –20 C, категория 4 — механический контроль после механического старения.
Поверхность прутка не должна иметь плен, трещин, рванин и закатов. Допускаются мелкие дефекты — рябизна, отпечатки, царапины — глубиной не более предельных отклонений по диаметру. Кривизна прутка не должна превышать 0,5% от длины для диаметров до 80 мм и 0,4% для больших сечений.
Вопросы и ответы
Чем отличается пруток Ст3сп от Ст3пс?
Ст3сп — спокойная сталь, раскисленная кремнием и алюминием, имеет более однородную структуру и стабильную ударную вязкость при отрицательных температурах. Ст3пс — полуспокойная сталь, частично раскисленная, характеризуется меньшей стоимостью и допустима для конструкций, работающих при температурах до –20 C.
Подвергается ли пруток Ст3 термической обработке?
Стандартная поставка — в горячекатаном состоянии без термообработки. По требованию заказчика возможна нормализация для улучшения обрабатываемости резанием и стабилизации структуры. Закалка и отпуск для Ст3 не применяются из-за низкого содержания углерода.
Какие виды сварки применимы для прутка Ст3?
Материал сваривается всеми видами сварки: ручной дуговой электродами типа Э42, Э46, полуавтоматической в среде CO проволокой Св-08Г2С, аргонодуговой и контактной. Предварительный подогрев не требуется при толщинах до 30 мм и температуре окружающей среды выше –10 C.
Какова допустимая температура эксплуатации конструкций из прутка Ст3?
Для спокойной стали Ст3сп — от –40 C до +425 C. Полуспокойная Ст3пс ограничена температурой –30 C, кипящая Ст3кп — –20 C. При температурах выше 300 C необходимо учитывать снижение допускаемых напряжений.
