Сталь ст 5 ст

Обновлено: 06.05.2024

Наряду с остальными составами марок Ст (0-6), сплав Ст5 широко применяется как конструкционный и бытовой материал. Он производится по 380 ГОСТу, а ближайшим заменителем в России для Ст5 является материал Ст6.

Состав и расшифровка

Сплавы Ст5 представлены несколькими разновидностями: Ст5сп – спокойный, Ст5пс – полуспокойный (наполовину подверженный закипанию при выплавке), Ст5кп – полностью кипящий. Последний обладает при застывании большим количеством газа. Как следствие, он несколько более порист, а значит, подвержен преждевременному слому, растрескиванию. Число 5 – условный номер стального сплава (а не содержание углерода в десятых/сотых долях процента, как полагают новички). Угля в стали содержится порядка 0,33%, марганца – 5-8 промилле, кремния – 1,5-3 промилле. Все элементы по количеству процентов от суммарной массы сплава расположились следующим образом.

Никель

Сера

Фосфор

Хром

Азот

Медь

Мышьяк

Хрома в составе Ст5 содержится малое количество. Это значит, что данный сплав является ржавеющим: он не терпит эксплуатации в условиях повышенной относительной влажности более 70% и без защитного покрытия.

Процентное содержание углерода обычно ниже среднего. Ст5 не относится к высокоуглеродистым сплавам.

Характеристики и свойства

Составы Ст5пс, Ст5сп и Ст5кп схожи по своим свойствам. Кипящая сталь наименее коррозионностойкая: когда ржавление доходит до воздушных пор, заготовка разрушается быстрее, чем если бы она была изготовлена из спокойного или полуспокойного сплава.

Свариваемость Ст5 ограничена. Для высококачественной сварки детали зачищаются в местах будущих сварных швов и подогреваются. Трубопроводы, изготовленные из Ст5, предпочтительнее соединять резьбовыми способами (пробка с отверстием под трубу, гайка, сгон, а также с использованием фланцев на болтах с прокладками, врезных переходников с ответвителями иного калибра, крестовин, тройников, колен и т. д.).

Твёрдость заготовок – 170 МПа по шкале Бринелля. Деформационностойкий запас (максимальное критическое давление на слом, смятие заготовок) – 270 и 550 Па, соответственно. Допустимое критическое давление зависит от типа продукции (труба, лист, полоса, арматура, уголок и т. д.). Плотность состава Ст5 – до 7,85 г/см3.

Температура ковки начальная – 1260 градусов, окончания – 750, после чего заготовка полностью затвердевает, далее ковать её невозможно. После ковки она подлежит закаливанию при температуре порядка 900 по Цельсию.

Отпускание можно произвести при температуре в 200-500 градусов в зависимости от требований, нормализацию – при 1000, а отжигание – при 600-700.

Аналоги

Аналогичные Ст5 сплавы представлены следующими марками стали.

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.

Плюсы и минусы

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).

А также достоинством этого типа стали является его относительная дешевизна.

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.

Механические

Согласно механическим параметрам стали можно поделить на три вида:

обычной прочности;
повышенной прочности;
высокой прочности.

Механические параметры Ст3пс при температуре 20-25°С.

Предел прочности при растяжении, МПа

Предел текучести условный, МПа

Относительное удлинение после разрыва,%

горячекатаный лист (ГОСТ 16523-97)

холоднокатаный лист (ГОСТ 16523-97)

Механические свойства Ст3пс при температуре 20-25°С.

Твёрдость по Бринеллю

Предел выносливости стали типа Ст3пс.

Предел выносливости, Н/мм2

Лист в горячекатаном состоянии

Ударная вязкость стали типа Ст3пс.

Фасонный прокат (толщина ≤ 1,6 см)

(толщина 1,2-3,0 см)

8 Дж/см2 – 58 Дж/см2

7 Дж/см2 – 114 Дж/см2

81 Дж/см2 – 240 Дж/см2

13 Дж/см2 – 130 Дж/см2

73 Дж/см2 – 200 Дж/см2

56 Дж/см2 – 129 Дж/см2

Технологические

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.

Расшифровка марки стали Ст3сп и ее использование

Сталь Ст3сп относится к наиболее востребованным отечественным маркам. Она считается универсальной и подходит для самых разных задач – от болтов и деталей скамеек до нагруженных балок перекрытий, сложных сварных ферм. В статье рассмотрим характеристики данного сплава, сортамент, особенности применения и сварки.

Ст3сп – это обозначение марки стали в соответствии с ГОСТом, которое указывает на тип и основные характеристики материала. Расшифровать его следует таким образом.

Ст – с этих букв начинается обозначение всех нелегированных углеродистых сталей обыкновенного качества, и по ним специалист понимает, что материал относится именно к данному классу. Сами буквы – сокращение от слова «сталь».
После букв «Ст» в обозначении сталей данного типа указывается условный номер марки (от 0 до 6) в зависимости от содержания углерода. Цифра 3 соответствует содержанию элемента в диапазоне от 0,14 до 0,22% (это низкоуглеродная сталь).
Сокращение «сп» показывает, что по степени раскисления данная сталь – спокойная. Это значит, что из ее расплава химическим путем было удалено максимальное количество кислорода, и при затвердевании такой расплав не «кипит» (в нем не образуются пузырьки газа) – он застывает спокойно.
Отсутствие индекса после букв «сп» обозначает принадлежность 1-ой категории проката. Остальные категории обязательно обозначаются соответствующей цифрой. Например, Ст3сп3 – сталь марки Ст3сп 3-ей категории, Ст3сп5 – прокат 5-ой категории. Всего марка Ст3сп делится на 7 категорий, каждая из которых имеет свои нормируемые стандартами показатели.

Таким образом, Ст3сп – нелегированная конструкционная углеродистая сталь обыкновенного качества, спокойная.

Согласно ГОСТ 380-2005, она должна иметь строго определенный химический состав:

железо (Fe) – около 97%;
углерод (C) – 0,14-0,22%;
марганец (Mn) – 0,40-0,65%;
кремний (Si) – 0,12-0,30%;
никель (Ni) – до 0,3-0,40%;
хром (Cr) – до 0,30- 0,35%;
медь (Cu) – до 0,30 – 0,35%;
сера (S) – до 0,05%;
фосфор (P) – до 0,04%;
мышьяк (As) – 0,08%;
азот (N) – до 0,008%.

Ст3сп – одна из самых распространенных марок стали. Это обусловлено тем, что, как и все низкоуглеродные нелегированные стали, она обладает великолепной свариваемостью, легко обрабатывается. И при этом для своей группы у нее хорошие показатели прочности и пластичности, ударной вязкости, которые достигаются как за счет доли углерода (0,14-0,22%) и других добавок, так и обусловлены однородной структурой спокойного сплава.

Спокойная сталь отличается более высокой прочностью, пластичностью, ударной вязкостью, устойчивостью к коррозии, чем другие стали той же группы «Ст3», но с меньшей степенью раскисления (полуспокойная – Ст3пс, кипящая – Ст3кп). Поэтому Ст3сп применяют для несущих и ответственных деталей и конструкций, тогда как Ст3кп – для второстепенных. Перечислим основные свойства, которыми сталь Ст3сп должна обладать по ГОСТу.

Физические

Перечислим основные физические и механические свойства:

Сталь отличается и своими технологическими свойства:

отличная свариваемость – доступны все виды сварки без ограничений;
нечувствительна к образованию флокенов (опасных внутренних трещин);
не подвержена отпускной хрупкости;
имеет хорошую для своей группы коррозионную стойкость;
магнитна;
коэффициенты обрабатываемости резанием твердым сплавом – 1,8, быстрорежущей сталью – 1,6;
ковка при температуре от 1300 до 750 градусов.

Сортамент

Сталь Ст3сп выплавляется мартеновским или кислородно-конвертерным способом. Расплав разливается в специальные емкости, в которых он охлаждается и принимает вид больших слитков (массой до 60 тонн). Эти слитки подаются на прокатные станы, где под очень сильным давлением вращающихся валов их прессуют, обжимают и придают форму заготовок и изделий различных сечений и размеров – то есть, получают металлопрокат.

В виде металлопроката сталь Ст3сп и поставляется потребителю. Выпускаются все основные виды сортового (простых сечений) и фасонного (более сложных сечений) проката.

Самые востребованные изделия представлены следующим сортаментом.

Для всех видов металлопроката важной характеристикой является масса: она необходима, чтобы правильно рассчитать нагрузки на конструкции, вес и количество нужного материала. Для стали Ст3сп в общем случае номинальную массу вычисляют, принимая плотность за 7,85 г/см3 (соответственно вес 1 м кубического составляет 7850 кг). Номинальная масса для изделий стандартных типоразмеров регламентирована ГОСТ, исходя из этих же цифр. Посмотреть ее можно в соответствующих стандартах и в справочных таблицах.

Например, из них мы узнаем, что горячекатаный лист из стали Ст3сп размерами 3х1250х2500 мм весит 73,59 кг, лист 10х1500х6000 мм – 706,5 кг, а горячекатаный уголок 35х35х3 в соответствии с ГОСТ 8509-93 должен иметь массу 1,6 кг, 75х75х5 – 5,8 кг.

Для ряда задач сталь можно заменить близкими по характеристикам марками. Среди отечественных (по ГОСТу) ближайшими аналогами являются: Ст3пс, ВСт3сп, С245, С285.

Сталь с похожими качествами выпускается и в других странах:

США (стандарт AISI, ASTM) – A238/C;
Общий стандарт ЕС- S235JR (1.0038);
Германия (стандарт DIN) – RSt37-2, USt37-2;
Великобритания – S235JR, S235JRG2;
Франция – E24-2, E24-2NE, E24-4, S235J0, S235J2G3;
Финляндия – FORM300H, RACOLD03F;
Япония – SS330, SS34, SS400;
Китай – марки серии Q235 (Q235A, Q235A-B, Q235B и другие).

Применение

Благодаря сочетанию универсальных технологических характеристик и доступной цены, сталь Ст3сп находит применение во всех сферах жизни и отраслях производства. Наиболее востребован прокат 5-й категории (Ст3сп5). Он может применяться в стандартных условиях как в помещении, так и на открытом воздухе во всех климатических зонах, за исключением тех северных регионов, где температура опускается ниже минус 40 градусов (при условии применения на открытом воздухе). Для изделий больших сечений (от 25 мм) и ответственных конструкций требования могут быть более строгими: температура эксплуатации до минус 20 градусов. Верхний интервал температур, которые должен выдерживать материал – плюс 425 градусов. Прокат 2, 3 и 6 категорий предназначен для эксплуатации только при положительных температурах. Но в любом случае диапазон применения по климатическим условиям довольно широк, и в указанных условиях сталь Ст3сп позволяет создавать надежные и долговечные сварные конструкции. Причем сварка электродуговым способ возможна даже при температуре окружающей среды до минус 30-40 градусов. Сварные и несварные элементы из сплава Ст3сп могут выполнять роль несущих, выдерживая существенные нагрузки.

Сталь с такими характеристиками используется в первую очередь в строительстве различных объектов гражданского и промышленного назначения. Из нее создают несущие балки для перекрытий, лестниц, опорные плиты, колонны, ригели, стойки, площадки, ограждения, жесткие фермы (например, решетчатые стальные опоры линий электропередачи, башни и мачты сотовой связи, некоторые части мостов и буровых вышек) и многие другие элементы. Востребованные виды арматуры для железобетонных конструкций также создаются из сплава Ст3сп. В частности, материал позволяет выпускать сварную арматуру (тип Ат400С), которую можно стыковать сваркой для создания армирующих стальных каркасов, сеток нужных размеров. Очень широкое применение находят трубы из данной стали. Из Ст3сп делают как трубы, которые выступают основой каркасов различных сооружений, ферм, так и специальные трубы для водопроводов и газопроводов, систем отопления. Последние очень широко применяются в коммуникациях ЖКХ. В быту и в частном строительстве прокат из сплава Ст3сп также очень популярен, поскольку это недорогой и надежный материал, сварку в простых случаях может выполнить даже неспециалист. Поэтому для изготовления различных простых металлокаркасов своими руками (теплицы, беседки и подобное) часто используются уголки и другие элементы именно из этой стали.

А также уголки из Ст3сп широко используются в отделочных работах – например, для оформления дверных проемов.

Ст5пс

Ст5пс - Сталь конструкционная углеродистая обыкновенного качества, ограниченно сваривается, сварка осуществляется без подогрева и без последующей термообработки, способы сварки: РДС, АДС под флюсом и газовой защитой, ЭШС. Рекомендуется подогрев и последующая термообработка. КТС без ограничений. Основная марка электродов УОНИ-13/55У, ЭА-395/9. Для толщины более 36 миллиметров рекомендуется подогрев и последующая термообработка, не склонна к флокеночувствительности, склонность к отпускной хрупкости отсутствует. Обрабатываемость резанием в горячекатаном состоянии при НВ 158 и σ_в=640 МПа, K_{υ тв.спл.} = 1,2 и K_{υ б.ст.} = 1,2, нашла свое применение в деталях клепаных конструкций, производстве болтов, гайек, ручек, тяг, втулок, ходовых валиков, клиньях, стержнях, звездочек,трубных решеток, фланцев и других деталях, работающих при температуре от 0 до 425 градусов. Из Ст5сп изготавливается арматура класса Ат500С. Ковку производят при температурном режиме от 1260 до 750 0 С, охлаждение производят на воздухе.

Расшифровка стали марки Ст5пc

Расшифровка стали: Буква Ст. обозначают, что сталь обыкновенного качества, хотя большинство сталей - высококачественные. Цифры от 0 до 6 это условный номер марки в зависимости от химсостава и механических свойств. Обычно, чем больше цифра, тем больше углерода и больше прочность. В нашем случае цифра 5 обозначает содержание углерода в сплаве 0,28–0,37%. Буквы после номера марки обозначают степень раскиcления: пс — полуспокойная. Стали первой группы, такие как Ст5сп поставляются с гарантированными механическими свойствами и используются в основном без термической обработки.

Поставка Ст5пс

Химический состав стали Ст5пc

C	Si	Mn	Ni	S	P	Cr	N	Cu	As
0.28 - 0.37	0.05 - 0.15	0.5 - 0.8	до 0.3	до 0.05	до 0.04	до 0.3	до 0.008	до 0.3	до 0.08

Температура критических точек Ст5пc

Критическая точка	Температура
Ac₁	730
Ac₃(Ac_m)	825
Ar₃(Arc_m)	815
Ar₁	690

Механические свойства стали Ст5пc

Механические свойства стали Ст5сп по регламенту ГОСТ 535-2005 отпускается в виде горячекатаного проката сечением до 10мм, от 10 до 20мм, от 20 до 40мм, свыше 40мм до 100мм, а также более 100 мм. Толщина проката: 10-20 мм, предел текучести: > 285 МПа, временное сопротивление разрыву: 490-630 МПа, относительное удлинение: >20%, изгиб до параллельности сторон: d=3a. Толщина проката: 20-40 мм, предел текучести: > 275 МПа, временное сопротивление разрыву: 490-630 МПа, относительное удлинение: >19%, изгиб до параллельности сторон: d=4a. Толщина проката: 40-100 мм, предел текучести: > 265 МПа, временное сопротивление разрыву: 490-630 МПа, относительное удлинение: >17%, изгиб до параллельности сторон: d=4a. Толщина проката: > 100 мм, предел текучести: > 255 МПа, временное сопротивление разрыву: 490-630 МПа, относительное удлинение: >17%, изгиб до параллельности сторон: d=4a.

Механические свойства стали Ст5пс по регламенту ГОСТ 535-2005 и ГОСТ 14637-89 в виде горячекатаного листового проката и арматурного проката по ГОСТ 5781-82:

Ст5сп

Ст5сп - Сталь конструкционная углеродистая обыкновенного качества, ограниченно сваривается, сварка осуществляется без подогрева и без последующей термообработки, способы сварки: ручная дуговая сварка, автоматическая дуговая сварка под флюсом и газовой защитой, ЭШС, КТС без ограничений. По НАКС Группа: М07 (W07). Электроды УОНИ-13/55У. Для толщины более 35 миллиметров рекомендуется подогрев и последующая термообработка, не склонна к флокеночувствительности, склонность к отпускной хрупкости отсутствует. Обрабатываемость резанием в горячекатаном состоянии при НВ 158 σ_B = 630 МПа K_{υ тв.спл.} = 1,2 и K_{υ б.ст.} = 1,2, нашла свое применение в производстве деталях клепаных конструкций, из нее изготавливают болты, гайки, ручки, тяги, втулки, ходовые валики, клинья, стержни, звездочки,трубные решетки, фланцы и другие детали, работающие при температуре от 0 до 425 градусов, производство арматуры класса Ат500С; сталь Ст5сп имеет относительно высокие показатели вязкости и пластичности, немного выше, чем у стали Ст5пс. Ковка при температурном режиме от 1260 до 750 0 С, охлаждение производят на воздухе. Сталь марки Ст5сп не склонна к отпускной хрупкости и магнитна.

Расшифровка стали марки Ст5сп

Расшифровка стали: Буква стоящая в начале обозначает группу стали котороя опреедляет кретерии предела прочности для химсостава, если буквы нет, тогда такая сталь относится к группе А, поставляется потребителям по механическим свойствам (такая сталь может иметь повышенное содержание серы или фосфора). Буквы Ст. обозначают, что сталь обыкновенного качества, хотя большинство сталей - высококачественные. Цифры от 0 до 6 это условный номер марки в зависимости от химсостава и механических свойств. Обычно, чем больше цифра, тем больше углерода и больше прочность. В нашем случае 5 обозначает содержание углерода в сплаве 0,28–0,37%. Буквы после номера марки обозначают степень раскиcления: сп — спокойная. По цене спокойные стали стали дороже чем полуспокойные и кипящие. Спокойная сталь – это сталь полученная в результате раскисления. Получается при раскислении алюминием, марганцем и кремнием. В ней настолько снижен уровень кислорода, что в процессе обработки металла между углеродом и кислородом никакой реакции не возникает а наличие неметаллических шлаков и их включение свидено к минимому. Спокойная сталь отличается плотной структурой, у нее хорошие механические свойства. Она менее склонна к отрицательным реакциям на нагревание при сварке и к старению. Особенности однородной гомогенной микроструктуры придают сплаву максимальную устойчивость к коррозии и пластичность.

Поставка Ст5сп

Химический состав стали Ст5сп

C	Si	Mn	Ni	S	P	Cr	N	Cu	As
0.28 - 0.37	0.15 - 0.3	0.5 - 0.8	до 0.3	до 0.05	до 0.04	до 0.3	до 0.008	до 0.3	до 0.08

Температура критических точек Ст5сп

Механические свойства Ст5сп

Читайте также: