4.2 Свойства материала металлической подложки

Сталь марки Ст3 – именно так ее называет ГОСТ 380-2005 – относится к углеродистым сталям обыкновенного качества.  Чаще ее называют просто сталь Ст3. Но не «сталь 3» и не «сталь марки 3» – так называют качественные углеродистые стали по ГОСТ 1050-88, например, «сталь марки 20» и часто – «сталь 20» [35, 36].

Сталь марки Ст3 предназначена для изготовления горячекатаного проката – сортового, фасонного, толстолистового, тонколистового, а также труб, поковок и штамповок, лент, проволки, метизов [36].

Таблица 4.1 – Химический состав стали Ст3 по ГОСТ 380-2005 [35,36].

Марка стали	Массовая доля элементов, %
	углерода	марганца	кремния
Ст3кп	0,14 – 0,22	0,30 – 0,60	Не более 0,05
Ст3пс		0,40 – 0,65	0,05 – 0,15
Ст3сп			0,15 – 0,30
Ст3Гпс		0,80 – 1,10	Не более 0,15
Ст3Гсп	0,14 – 0,20		0,15 – 0,30

Примеси, не более: хром 0,30 %, никель 0,30 %, медь 0,30 %, сера 0,005 %, фосфор 0,04 %, азот 0,10 %.

По способу раскисления сталь Ст3 подразделяется на:

– спокойную (раскисление марганцем, кремнием и алюминием);

– кипящую (раскисление только марганцем) и

– полуспокойную (раскисление марганцем и алюминием).

Степень раскисления указывается в обозначении стали буквами «сп», «кп» и «пс» соответственно.

По химическому составу кипящая сталь отличается от спокойной тем, что почти не содержит кремния (менее 0,05 %). Спокойная сталь содержит кремния от 0,15 до 0,30 %. Поскольку кипящая сталь содержит кислорода больше, чем спокойная сталь, то она хуже по качеству, чем спокойная [36].

Полуспокойная сталь занимает по качеству промежуточное положение между кипящей и спокойной сталями [36].

Раскисление стали — процесс удаления из  жидкой стали, находящегося в ней кислорода. Кислород является вредной примесью, ухудшающей механические свойства металла [36].

Раскисление стали заключается в снижения растворимости кислорода в стали присадками элементов-раскислителей и создании условий для возможно полного удаления образующихся продуктов раскисления из жидкой стали [36].

Для раскисления сталей в основном применяют марганец, кремний и алюминий. Марганец является сравнительно слабым раскислителем. Кремний – более сильный раскислитель, чем марганец.  Алюминий является наиболее сильным раскислителем стали.

Механические свойства проката по гост 535-2005 из стали Ст3 (табл. 4.2, 4.3)

Таблица 4.2 – Прочностные свойства проката из стали Ст3.

Механические свойства*
Марка стали	Временное сопротивление, МПа	Предел текучести, МПа	Относительное удлинение , %
Ст3кп	360 –460	235	27
Ст3пс	370 – 480	245	26
Ст3сп	380 – 490	245	26
Ст3Гпс	370 – 490	245	26
Ст3Гсп	390 – 570	245	24
*при толщине до 20 мм

Таблица 4.3 – Ударная вязкость проката из стали Ст3.

Марка стали	Толщина проката	Ударная вязкость, Дж/см2, не менее
		KCU			KCV
		+20	-20	после механического старения	+20	-20
Ст3пс	3,0 – 5,0	–	49	49	–	9,8
Ст3сп	5,1 – 10,0	108	49	49	34	–
Ст3Гпс	10,1 – 26,0	98	29	29	34	–
Ст3Гсп	26,1 – 40,0	88	–	–	–	–

Сталь Ст3кп применяют в основном для второстепенных и малонагруженных элементов сварных элементов и не сварных конструкций, работающих в интервале температур от минус 10 до 40 °С [36].

Стали Ст3пс и Ст3сп применяют в более ответственных случаях, например, для несущих и ненесущих элементов сварных и несварных конструкций и деталей, работающих при положительных температурах [36].

Из сталей Ст3Гпс и Ст3Гсп изготавливают фасонный и листовой прокат толщиной до 36 мм для несущих элементов сварных конструкций, работающих при переменных нагрузках в интервале от -40 до + 45 °С, а также для несущих элементов сварных конструкций, работающих при температуре от -40 до +45 °С [36].