Особенности сталей Ст3пс

Ст3пс – это углеродистая полуспокойная сталь, которой находят употребление в строительной и других сферах, её используют при разработке разного рода опорных и неопорных составляющих металлических каркасов. В статье дано подробное описание различных параметров и свойств этого материала, приведены его аналоги, а также указаны сферы применения изделий из него.

В аббревиатуре буквы «Ст» обозначают «сталь обыкновенного качества», а числа – номер маркировки, которая зависит от механических параметров материала. Название Ст3пс означает сталь, в которой процент углерода не более 0,3 (ГОСТ 380-2005). Одним из ближайших заменителей этого типа стали является ВСт3пс2.

Марка Ст3пс имеет несколько модификаций:

• категории 2 и 3 – Ст3пс2 и Ст3пс3 – используются для опорных и неопорных частей сварных и несварных структур, которые эксплуатируются при температурном режиме выше 0°С;
• категория 4 – Ст3пс4 – применяется в роли опорных частей сварных металлических элементов при температуре свыше -20°С, на которые оказывается переменная нагрузка;
• категория 5 – Ст3пс5 – используется в роли опорных составляющих сварных структур (толщина до 1 см, от -40°С до 425°С; толщина 1-2,5 см – при 0°С-425°С), на которые оказывается переменное давление (цифра 5 означает, что марка этой стали – С245).

Условие для всех перечисленных видов стали – это поставка с гарантируемой свариваемостью.

В таблице представлен химический состав марки стали Ст3пс.

Благодаря своим техническим параметрам этот тип стали имеет ряд преимуществ на фоне других материалов. Достоинствами типа Ст3пс являются:

• высокая степень устойчивости к коррозии;
• выверенное соотношение между показателями твёрдости и упругости;
• неимение изъянов при отливке;
• неимение отпускной хрупкости.

Следует добавить, что сталь такого типа, имеющую толщину не более 3,6 см, можно сваривать без заблаговременного и последующего обрабатывания (если толщина превышает это значение, её рекомендуется нагревать до 100°С с дальнейшей термообработкой).

Ст3пс имеет ряд особенностей механического и технологического характера. Например, эта сталь может увеличиваться по длине во время деформации при низких температурах, не изменяя при этом своей плотности и оставаясь устойчивой к повреждениям. Эта сталь имеет удельный вес равный 7,87 г/см3.

Согласно механическим параметрам стали можно поделить на три вида:

• обычной прочности;
• повышенной прочности;
• высокой прочности.

Механические параметры Ст3пс при температуре 20-25°С.

Механические свойства Ст3пс при температуре 20-25°С.

Предел выносливости стали типа Ст3пс.

Ударная вязкость стали типа Ст3пс.

Показатель качества конструкционного материала оценивается по трём параметрам:

• коррозийная устойчивость;
• механические параметры;
• свариваемость.

Феррит – это базовая структурная составляющая. Благодаря своим особенностям он часто используется при изготовке строительных деталей. Чтобы повысить прочность такого материала, в него добавляют С (углерод), Ni (никель), Si (кремний), Cr (хром) и прочие составляющие. В свою очередь, S (сера) и Р (фосфор) – это вредные добавки. Вступая во взаимодействие с ферритом, эти элементы ухудшают пластичность металла (при влиянии высоких температур), увеличивают показатель хрупкости материала (при низких температурах) и увеличивают риски красноломкости.

При влиянии температур, которые не способствуют возникновению ферритных структур, может выделяться углерод, а затем скапливаться в области с нарушениями в кристаллической решётке. Такие модификации стали на молекулярном уровне снижают показатели устойчивости к хрупкому разрушению и увеличивают предел текучести и расчётного сопротивления. Такой процесс обозначается как старение. Он убыстряется в случае температурных скачков и влияния иных внешних факторов. Максимальную предрасположенность к этому имеют стали, которые загрязнены или насыщены газами. При изготовлении конструкционной стали задействуют конвертерный и мартеновский методы. Несмотря на их технологическую схожесть, кислородно-конвертерный метод менее сложен, а также менее финансово затратен.

Помимо этого, стали можно дифференцировать по степени раскисления. По этому параметру они делятся на три вида:

• спокойные;
• полуспокойные;
• кипящие.

Кипящие стали являются нераскисленными. Во время разливки в специальные формы происходит их кипение и насыщение газами. Чтобы повысить качество сталей с низким содержанием углерода, задействуют раскислители. К ним относятся кремниевые (0,12-0,30%) либо алюминиевые добавки (≤ 0,1%). Эти вещества связывают свободный кислород в то время, как алюминаты и силикаты, которые возникают при этом, повышают количество кристаллизационных средоточий, благодаря чему появляются мелкозернистые образования. Ст3пс, как указывалось выше, это углеродистая полуспокойная сталь.

Ст3пс поставляется в виде:

• сортового и фасонного проката (угловой равнополочной, тавровой и прочих форм размером 40х40х4 мм и других габаритов, круглой трубной заготовки различного диаметра, в частности, 18 мм – ГОСТ 535-2005);
• горячекатаного листа толщиной 3 мм (ГОСТы 14637-89 и 16523-97);
• поковки (ГОСТ 8479-70).

На сегодняшний день марка Ст3пс имеет ряд схожих материалов, выпускаемых отечественными и зарубежными производителями. Наибольшей схожестью со Ст3пс обладают отечественные марки С245 (ГОСТ 27772) и ВСт3пс6 (ГОСТ 23570-79), а также зарубежная E-235-B (Fe 360-B). Эти марки стали характеризуются универсальным прокатом материала, который применяется при строительстве конструкций с разными видами крепления (сварной и несварной).

Однако ни один аналог не может заменить оригинал, так как стали разных марок имеют в своём составе различное процентное соотношение тех или иных элементов, что влияет на их характеристики и свойства в целом.

Зарубежные аналоги стали марки Ст3сп.

Материалы из стали типа Ст3пс применяются в различных строительных работах, при прокладке коммуникаций, а также при разработке различных агрегатов, металлических конструкций с разным типом крепежей, в частности, швеллеров, станков и механизмов, для работы при температурах выше 0°С. В целом сталь марки Ст3пс применяется в:

• производстве листового проката (толщина до 1 см) для изготовления несущих сварочных элементов;
• изготовлении деталей для железобетонного производства;
• производстве элементов в сфере машиностроения, электросварочных труб и других.

Материал на основе стали типа Ст3пс выплавляется только в мартеновских либо бессемеровских печах (в процессе изготовления различные дефекты и расхождение слоёв устраняются). Сплав подвергается термической обработке с сохранением определённого химического состава и прочих требований ГОСТа.

Не существует никаких ограничений при сварке стали марки Ст3пс. Сами методы подлежат стандарту, а сваривание бывает следующих видов:

• дуговое ручное;
• дуговое автоматическое;
• аргонодуговое ручное;
• автоматическое под флюсом;
• контактное;
• механизированное с помощью плавящихся электродов в условиях углекислого газа;
• электрошлаковое.