Лист стальной ВСт3кп: сортамент, механические свойства и применение
Лист стальной ВСт3кп — это плоский прокат из углеродистой стали обыкновенного качества, изготовленный по ГОСТ 14637–89 и ГОСТ 16523–97. Индекс «кп» обозначает кипящую степень раскисления: металл не полностью раскислен марганцем и кремнием, что определяет характерную структуру слитка и специфику поведения материала при сварке и холодной деформации. В отличие от спокойных (сп) и полуспокойных (пс) сталей, кипящая сталь ВСт3кп имеет повышенную склонность к ликвации серы и фосфора в центральной зоне, что необходимо учитывать при проектировании ответственных сварных узлов.
Химический состав и механические характеристики
Химический состав стали ВСт3кп регламентируется ГОСТ 380–2005. Содержание углерода составляет 0,14–0,22 %, марганца — 0,30–0,60 %, кремния — не более 0,05 %. Ограниченное содержание кремния — ключевое отличие кипящей стали, обеспечивающее высокую пластичность и хорошую штампуемость, но снижающее стойкость к ударным нагрузкам при отрицательных температурах.
Механические свойства листового проката ВСт3кп зависят от толщины. Для листов толщиной до 20 мм предел текучести составляет не менее 245 МПа, временное сопротивление разрыву — 370–480 МПа, относительное удлинение — не менее 26 %. Ударная вязкость KCU при +20 C — не менее 78 Дж/см. Для толщин свыше 20 мм значения прочности снижаются, что связано с менее благоприятной макроструктурой центральной зоны.
| Толщина, мм | Предел текучести, МПа | Временное сопротивление, МПа | Относительное удлинение, % | Изгиб до параллельности сторон |
|---|---|---|---|---|
| 2–3,9 | 245 | 370–480 | 26 | d = 1,5a |
| 4–10 | 245 | 370–480 | 26 | d = 1,5a |
| 11–20 | 235 | 370–480 | 25 | d = 2a |
| 21–40 | 225 | 370–480 | 24 | d = 2a |
Сортамент и форматы поставки
Листовой прокат ВСт3кп поставляется в двух исполнениях: горячекатаный лист толщиной 1,6–160 мм и холоднокатаный лист толщиной 0,5–5,0 мм. Горячекатаный лист производится в размерном диапазоне ширин 600–3800 мм, длины — 2000–12000 мм. Холоднокатаный лист отличается более точными допусками по толщине (класс точности А и Б по ГОСТ 19904–90) и улучшенным качеством поверхности.
По виду кромки листы ВСт3кп разделяются на обрезные и необрезные. Обрезная кромка обязательна для листов, предназначенных под сварку ответственных конструкций, поскольку исключает наличие утонений и трещин, возникающих при прокатке на необрезных станах. По плоскостности прокат подразделяется на классы: особо высокую (ПО), высокую (ПВ) и улучшенную (ПУ) плоскостность.
Технологические особенности обработки
Кипящая сталь ВСт3кп характеризуется высокой склонностью к деформационному старению. При холодной штамповке с последующей естественной выдержкой возможно снижение пластичности и повышение порога хладноломкости. Для ответственных деталей, работающих при температурах ниже –20 C, рекомендуется применять сталь ВСт3пс или ВСт3сп.
Свариваемость стали ВСт3кп оценивается как хорошая без ограничений. Однако при сварке толстолистового проката свыше 30 мм возможно образование пор в шве из-за выделения растворенных газов — следствие кипящей степени раскисления. Для предотвращения дефектов рекомендуется использовать сварочные материалы с повышенным содержанием раскислителей (кремния и марганца) и предварительный подогрев до 100–150 C при толщине свыше 40 мм.
Области применения листа ВСт3кп
Лист ВСт3кп применяется в отраслях, где сочетание невысокой стоимости и достаточной прочности является определяющим фактором. Основные направления использования:
- строительные металлоконструкции — прогоны, связи, фахверки, элементы каркасов зданий, не испытывающие динамических нагрузок;
- производство сварных труб — штрипс для труб малого и среднего диаметра, работающих при умеренных давлениях;
- машиностроение — детали рам, кожухов, ограждений, кронштейны, не подвергающиеся циклическим нагрузкам;
- вагоностроение — обшивка кузовов, элементы внутреннего крепления грузов;
- производство емкостного оборудования — резервуары для хранения неагрессивных жидкостей при температуре до +200 C;
- холодная штамповка — детали сложной конфигурации, требующие высокой пластичности металла.
Ограничения по применению
Не допускается использование листа ВСт3кп для элементов сварных конструкций, работающих при температурах ниже –30 C, а также для сосудов, работающих под давлением, согласно требованиям ПБ 03-576-03. Кипящая сталь склонна к хладноломкости и не гарантирует ударную вязкость при отрицательных температурах. Для таких условий следует применять прокат из стали 09Г2С или ВСт3сп с гарантированной ударной вязкостью при –40 C.
Вопросы и ответы
Чем отличается лист ВСт3кп от ВСт3сп?
Основное отличие — степень раскисления. ВСт3кп — кипящая сталь с содержанием кремния до 0,05 %, ВСт3сп — спокойная сталь с кремнием 0,15–0,30 %. Спокойная сталь имеет более однородную структуру, лучшую свариваемость и гарантированную ударную вязкость при отрицательных температурах, но дороже в производстве.
Можно ли использовать лист ВСт3кп для несущих конструкций?
Да, для конструкций, работающих при статических нагрузках в отапливаемых помещениях или при температуре не ниже –30 C. Для ответственных несущих элементов, воспринимающих динамические нагрузки, рекомендуется применять сталь ВСт3пс или ВСт3сп.
Какая максимальная толщина листа ВСт3кп поставляется?
Горячекатаный лист ВСт3кп поставляется толщиной до 160 мм. Однако при толщине свыше 40 мм механические свойства снижаются, и для толстолистового проката чаще применяют спокойные марки стали.
Требуется ли подогрев при сварке листа ВСт3кп?
Для толщин до 30 мм подогрев не требуется. При сварке листов толщиной более 30 мм рекомендуется предварительный подогрев до 100–150 C для предотвращения образования пор в шве.
