Сталь Ст3 — кп, пс и сп, состав по ГОСТ 380, свойства по ГОСТ 535, С245 и аналоги

Что означает марка Ст3

По п. 3.1 ГОСТ 380-2005 буквы «Ст» означают сталь, цифра — условный номер марки по химическому составу, буква «Г» — марганец 0,80 % и более, а «кп», «пс», «сп» — степень раскисления: кипящая, полуспокойная, спокойная. Отсюда пять марок группы: Ст3кп, Ст3пс, Ст3сп, Ст3Гпс, Ст3Гсп. Общие правила чтения марок — в статье «Маркировка сталей».

Ст3 — углеродистая сталь обыкновенного качества. В отличие от качественных сталей по ГОСТ 1050 (например, сталей 10 и 20) у неё шире допуски по составу и выше допустимые сера и фосфор. Зато это самая распространённая сталь для сварных металлоконструкций, уголка, швеллера, полосы и листа.

Если степень раскисления в заказе не указана, её устанавливает изготовитель (п. 3.4). Поэтому «просто Ст3» в спецификации — неполное требование.

Химический состав по ГОСТ 380-2005

Состав по ковшовой пробе — в таблице 1 стандарта:

Общие ограничения для всех марок, кроме Ст0: сера — не более 0,050 %, фосфор — не более 0,040 % (п. 4.5); хром, никель и медь — не более 0,30 % каждого (п. 4.4); мышьяк — не более 0,080 % (п. 4.7). Азот — не более 0,012 % в электростали и 0,010 % в мартеновской и конвертерной (п. 4.6). В стали скрап-процесса допускается медь до 0,40 % и хром с никелем до 0,35 %, но тогда углерод в Ст3 — не более 0,20 %.

По требованию потребителя прокат маркируют краской: для Ст3 стандарт задаёт красный цвет (таблица 3).

Кипящая, полуспокойная, спокойная — в чём разница

Степень раскисления — это то, насколько полно из жидкой стали удалён кислород перед разливкой. Кипящую сталь раскисляют не полностью, спокойную — полностью. В составе это видно по кремнию: чем полнее раскисление, тем его больше. Полуспокойную сталь допускается раскислять алюминием или титаном — тогда кремния может быть меньше 0,05 %, а раскислитель указывают в документе о качестве (п. 4.3).

Для заказчика важнее следствие. ГОСТ 535-2005 делит прокат на категории 1–7 по набору гарантированных показателей (таблица 1), и кипящей стали доступна только часть из них.

Вывод: если конструкции нужна подтверждённая ударная вязкость, Ст3кп не подходит — берут Ст3пс или Ст3сп нужной категории.

Механические свойства по ГОСТ 535-2005

ГОСТ 535 распространяется на горячекатаный сортовой и фасонный прокат: круг, квадрат, полосу, уголок, швеллер, двутавр. Нормы при растяжении — таблица 2:

Изгиб в холодном состоянии до параллельности сторон — на оправке диаметром d = a для проката до 20 мм и d = 2a для более толстого. По согласованию допускается снижение предела текучести на 10 Н/мм² для фасонного проката толщиной свыше 20 мм и превышение верхнего предела σв на 49 Н/мм², если остальные нормы выполнены.

Нормы ударной вязкости для Ст3пс, Ст3сп, Ст3Гпс и Ст3Гсп по таблице 3, Дж/см², не менее:

Для проката 3–5 мм и для KCV при −20 °C нормы — по той же таблице стандарта. Круг испытывают на удар с диаметра 12 мм, квадрат — со стороны 11 мм; KCV определяют для проката толщиной до 20 мм.

Лист из Ст3 выпускают по другому стандарту. ГОСТ 14637-89 на толстолистовой прокат с 1 марта 2025 года заменён ГОСТ 14637-2024 «Прокат толстолистовой из нелегированной стали обыкновенного качества» — он действует для листа шириной от 500 мм и толщиной 4–160 мм. Нормы и категории для листа берите из текста нового стандарта, а не из старых таблиц.

Свариваемость и индекс «св»

По п. 4.4 ГОСТ 535-2005 прокат с гарантией свариваемости изготовляют по требованию потребителя, в обозначении — индекс «св». Свариваемость обеспечивается химическим составом и технологией, а углеродный эквивалент ограничен:

Пример. В сертификате на Ст3сп: C 0,18 %, Mn 0,55 %. Cэкв = 0,18 + 0,55 / 6 = 0,18 + 0,092 ≈ 0,27 % — с запасом ниже 0,45 %.

Даже на верхних пределах таблицы 1 у Ст3сп выходит 0,22 + 0,65 / 6 ≈ 0,33 %, у Ст3Гпс — около 0,40 %. Смысл индекса «св» не в том, что без него сталь не варится, а в том, что завод берёт на себя гарантию и указывает её в документе о качестве. Формула ГОСТ 535 проще, чем в ГОСТ 19281 (там учитываются кремний, хром, никель, медь, ванадий и фосфор), поэтому значения по разным стандартам напрямую не сравнивают.

Режим сварки, подогрев для толстого металла и сварочные материалы определяет технолог — см. способы дуговой сварки.

Ст3 и классы С235, С245, С255

Для строительных стальных конструкций действует ГОСТ 27772-2021 (с 1 августа 2022 года, взамен ГОСТ 27772-2015). Он нормирует не марку, а класс прочности: «С» — строительная сталь, число — нормативный предел текучести в Н/мм² (п. 4.1). Прямой таблицы соответствия марок ГОСТ 380 в действующей редакции нет, но по составу (таблица 1) классы похожи на Ст3 с разной степенью раскисления:

Класс С235 таблица 4 предусматривает только для листа толщиной 2–4 мм. Для сортового и фасонного проката (таблица 5) у С245 σт не менее 245 Н/мм² до 20 мм и 235 Н/мм² до 40 мм, у С255 — 255 Н/мм² до 10 мм. Ударную вязкость, как и в ГОСТ 535, задаёт категория (таблица 3), но категорий здесь 14.

Если в проекте указан С245 или С255, поставка Ст3сп по ГОСТ 535 — это замена стандарта, а не аналог. Её согласуют с проектировщиком по фактическим нормам обоих документов.

Как заказать и чем заменить

В заказе на сортовой или фасонный прокат из Ст3 должны быть: профиль и размер со стандартом на сортамент, марка с указанием степени раскисления, категория, при необходимости индекс «св» и ГОСТ 535-2005 (приложение А стандарта даёт примеры обозначений). Для поверхности, если прокат пойдёт под механическую обработку, указывают группу: 1ГП — без обработки поверхности, 2ГП — для горячей обработки давлением, 3ГП — для холодной обработки резанием (п. 3.2). О видах профилей — в статье «Сортамент проката».

Аналоги. В конвертере марок стали для Ст3сп указаны S235JR (1.0038) и ASTM A283 Gr. C. ГОСТ 380-2005 в приложении А сопоставляет с ISO 630:1995 так: Ст3кп — E 235-A, Ст3пс — E 235-B, Ст3сп — E 235-C, Ст3Гсп — E 235-C и E 235-D. Все аналоги приближённые: у E 235 по приложению Б углерод не более 0,17–0,22 % в зависимости от категории качества и толщины, марганец — до 1,40 %, то есть рамки состава другие. Замена — по расчёту и согласованию, с проверкой ударной вязкости и Cэкв.

Массу уголка, листа или полосы из Ст3 посчитайте в калькуляторе массы металла.