Стальные заготовки из стали Ст3 — сортамент и механические характеристики
Стальные заготовки из стали Ст3 — востребованная позиция металлопроката для предприятий машиностроительного и строительного комплекса. Материал относится к группе конструкционных углеродистых сталей обыкновенного качества и поставляется в состоянии горячекатаного проката. Заготовки из Ст3 применяются для изготовления деталей, работающих при температурах от –20 C до +425 C, без последующей термообработки или после нормализации.
Химический состав стали Ст3 регламентируется ГОСТ 380 и характеризуется содержанием углерода 0,14–0,22 %, марганца 0,40–0,65 % и кремния 0,05–0,17 %. Ограниченное содержание серы (не более 0,05 %) и фосфора (не более 0,04 %) обеспечивает удовлетворительную свариваемость и обрабатываемость резанием. По степени раскисления выпускаются спокойная (Ст3сп), полуспокойная (Ст3пс) и кипящая (Ст3кп) разновидности, что определяет поведение материала при сварке и штамповке.
Сортамент и геометрические параметры
Стальные заготовки из Ст3 производятся в широком диапазоне сечений. Квадратные заготовки выпускаются со стороной 40 40 мм до 200 200 мм, прямоугольные — с отношением сторон до 1:3. Круглые заготовки поставляются диаметром 50–300 мм. Длина мерного проката составляет 3–12 м, немерного — от 2 м. Предельные отклонения по геометрии соответствуют классу точности Б или В по ГОСТ 2591.
| Типоразмер, мм | Масса 1 м, кг | Предел текучести, МПа | Временное сопротивление, МПа | Относительное удлинение, % |
|---|---|---|---|---|
| 40 40 | 12,56 | 245 | 390 | 26 |
| 80 80 | 50,24 | 235 | 380 | 24 |
| 120 120 | 113,04 | 225 | 370 | 23 |
Технологические свойства и обработка
Заготовки из Ст3 демонстрируют стабильные показатели при механической обработке на токарных и фрезерных станках. Твердость горячекатаного проката составляет 131–170 HB, что позволяет применять стандартный режущий инструмент из быстрорежущей стали и твердых сплавов без предварительного отжига. Материал хорошо поддается рубке на пресс-ножницах, газовой резке и плазменной резке с последующей зачисткой кромок.
Свариваемость стали Ст3 оценивается как хорошая без ограничений. Допускаются все виды сварки: ручная дуговая электродами типа Э42 и Э46, автоматическая под флюсом, в среде углекислого газа, контактная точечная и стыковая. Для ответственных сварных конструкций, работающих при динамических нагрузках, рекомендуется применять спокойную сталь Ст3сп, исключающую хрупкие разрушения в зоне термического влияния.
Области применения
Стальные заготовки из Ст3 востребованы при производстве:
- несущих элементов строительных металлоконструкций — колонн, балок, связей и ферм;
- деталей грузоподъемного оборудования — кронштейнов, проушин, опорных плит;
- корпусных элементов сельскохозяйственных машин и дорожно-строительной техники;
- валов, осей и втулок, работающих при умеренных статических нагрузках;
- закладных деталей и анкерных элементов железобетонных конструкций;
- заготовок для последующей ковки и горячей штамповки.
Для повышения прочностных характеристик заготовки из Ст3 могут подвергаться нормализации при температуре 900–920 C с выдержкой и последующим охлаждением на воздухе. После нормализации предел текучести возрастает до 275–295 МПа, а ударная вязкость KCU при +20 C достигает 78–98 Дж/см. При необходимости улучшения обрабатываемости резанием применяется высокий отпуск при 600–650 C.
При заказе стальных заготовок из Ст3 указываются размеры сечения, длина, степень раскисления и категория прочности. Контроль качества включает проверку химического состава, механических свойств на образцах, отобранных от партии, и визуальный осмотр поверхности на отсутствие плен, трещин и расслоений. Допускается правка проката на правильных прессах для обеспечения требуемой кривизны.
Вопросы и ответы
Какая степень раскисления стали Ст3 оптимальна для сварных конструкций?
Для ответственных сварных узлов рекомендуется спокойная сталь Ст3сп. Она не склонна к хрупкому разрушению в зоне термического влияния и обеспечивает стабильные механические свойства при динамических нагрузках.
Допускается ли применение заготовок из Ст3 при отрицательных температурах?
Конструкции из Ст3сп и Ст3пс могут эксплуатироваться при температуре до –40 C при условии отсутствия динамических нагрузок. Для работы при более низких температурах следует применять стали с гарантированной ударной вязкостью, например 09Г2С.
Какой режим термообработки рекомендуется для заготовок из Ст3?
Нормализация при 900–920 C с охлаждением на воздухе повышает прочностные характеристики и однородность структуры. Для снятия внутренних напряжений после механической обработки применяется отпуск при 600–650 C.
Какие виды сварки применимы для стали Ст3?
Материал сваривается всеми промышленными способами: ручной дуговой, автоматической под флюсом, в среде защитных газов, контактной и электрошлаковой сваркой. Предварительный подогрев не требуется при толщине до 40 мм.
