Сталь 08пс температура эксплуатации

Обновлено: 07.01.2025

Расшифровка стали ст3пс приводится в ГОСТ 380-2005. Согласно документу:

ст указывает на принадлежность стали к сплавам обыкновенного качества. В зависимости от содержания серы и фосфора, стали бывают обыкновенного качества, качественные, высококачественные и особо высококачественные. Для стали ст3пс и других сталей этого класса содержание серы не может превышать 0.06%, фосфора 0.07%.
3 порядковый номер марки согласно ГОСТ 380-2005, означает, что сталь соответствует химическому составу, указанному в документе для марки 3.
пс - означает, что по степени раскисления сталь является полуспокойной. Раскисление это процесс удаления газов кислорода и азота. Различают три категории сталей по степени раскисления спокойная (сп), полуспокойная (пс), кипящая (кп). Чем меньше газов выделяется в процессе затвердевания сплава, тем меньше в структуре металла пор и пузырьков, тем выше прочность.

Химический состав

Сталь ст2пс на 98% состоит из железа. На оставшиеся 2% приходятся углерод, марганец, никель, хром, кремний, медь, сера, фосфор, мышьяк, скандий, азот, алюминий. В таблице ниже приведены точные показатели содержания самых значимых элементов. Примеси незначительного содержания не оказывают серьезного влияния на характеристики металла, поэтому не учитываются.

Наиболее важными элементами сплава, помимо железа, являются:

углерод высокое содержание углерода обеспечивает стали твердость, прочность и упругость;
марганец в составе отвечает за раскисление и вывод серы, также делает сталь прочнее;
кремний раскислитель, формирующий мелкозернистую структуру стали, улучшает технологические свойства, прочность, не снижает пластичность.

Вредными примесями являются сера и фосфор, чем меньше их концентрация в сплаве, тем более качественной считается сталь.

Химический состав, % (ГОСТ 380-94)

Применение

Сталь ст3пс является углеродистой конструкционной сталью обыкновенного качества, это сталь общего назначения. Она применяется при нормальных температурах, из нее изготавливают сварные и несварные конструкции в строительстве и машиностроении. Свойства стали позволяют применять ее в несущих конструкциях и нагруженных элементах, таких как несущие фермы, балки, швеллеры, рельсы и т.д. Сталь не является легированной и не защищена от коррозии при непосредственном контакте с водой, а также уязвима в щелочных и кислотных средах. Для защиты требуется толстый слой гальванического покрытия или краски.

Нормируемые показатели стали Ст3пc по категориям проката (ГОСТ 535-2005)

Химич-
еский
состав

После
механи-
ческого
старения

Знак «+» означает, что показатель нормируется, знак «-» означает, что показатель не нормируется.
Химический состав стали по плавочному анализу или в готовом прокате — в соответствии с заказом.

Параметры применения электросварных прямошовных труб из стали Ст3пс (ГОСТ 32569-2013)

Марка стали,
класс прочности,
стандарт или ТУ

СтЗпс4
ГОСТ 380

Технические
требования
на трубы
(стандарт или ТУ)

ГОСТ 10706
группа В

Номинальный
диаметр, мм

Виды испытаний
и требований
(стандарт или ТУ)

Транспортируемая среда
(см. обозначения
таблицы 5.1)

Среды
группы Б,
кроме СУГ

Расчетные
параметры
трубопровода

Максимальное
давление,
МПа

Максимальная
температура,
°С

Толщина
стенки
трубы,
мм

Минимальная
температура в
зависимости от
толщины стенки
трубы при
напряжении
в стенке от
внутренго
давления [σ], °C

ПРИМЕЧАНИЕ. Группы сред смотри таблица 5.1 ГОСТ 32569-2013

Параметры применения электросварных спиральношовных труб из стали Ст3пс (ГОСТ 32569-2013)

СтЗпс2
ГОСТ 380

ТУ 14-3-954-80
с учетом
требований
п.2.2.10
ГОСТ 32569-2013

Все среды,
кроме группы
А и СУГ

Условия применения стали Ст3пс для корпусов, крышек, фланцев, мембран и узла затвора, изготовленных из проката, поковок (штамповок) (ГОСТ 33260-2015)

Температура
рабочей
среды
(стенки), °С

Дополнительные
указания по
применению

Поковки
ГОСТ 8479

Сортовой прокат
ГОСТ 535,
категории 3-5

Для сварных
узлов арматуры
на давление
PN≤2,5 МПа (25 кгс/см 2 )

Лист
ГОСТ 14637,
категории 3-6

Для сварных узлов
арматуры на давление
PN 5 МПа (50 кгс/см 2 ).

Для категорий
4, 5 толщина листа
для Ст3пс
не более 25 мм;
для категории 3
толщина листа не
более 40 мм

Сортамент

Швеллеры параллельные (П), с уклоном полок (У), равнополочные гнутые;
круглые сечения круг и арматура;
трубы ВГП, электросварные (ЭС), бесшовные (БГД), условный проход 10, 15, 20, 25, 32, 40, 50, 65, 80, 90, 100 мм;
двутавры балочные, широкополочные, колонные, специальные, с уклоном полок;
квадрат стальной;
катанка стальная;
уголки равнополочные и неравнополочные;
профиль квадратный и прямоугольный;
листовая сталь горячекатаная, рифленая, просечно-вытяжная, полосовая.

Вид поставки

B03 - Обработка металлов давлением. Поковки

В20 - Классификация, номенклатура и общие нормы

В22 - Сортовой и фасонный прокат

ГОСТ 5267.0-90; ГОСТ 5781-82; ГОСТ 8239-89; ГОСТ 8240-97; ГОСТ 8510-86; ГОСТ 8509-93; ГОСТ 10884-94; ГОСТ 30136-95; ГОСТ 9234-74; ГОСТ 4781-85; ГОСТ 10551-75; ГОСТ 25577-83; ГОСТ 5422-73; ГОСТ 535-2005; ГОСТ 19240-73; ГОСТ 19425-74; ГОСТ 2590-2006; ГОСТ 11474-76; ГОСТ 2879-2006; ГОСТ 2591-2006; ГОСТ 30565-98;

В23 - Листы и полосы

ГОСТ 3560-73; ГОСТ 6009-74;

В42 - Рельсы. Накладки. Подкладки. Костыли

ГОСТ 8142-89; ГОСТ 5812-82; ГОСТ 16277-93;

В62 - Трубы стальные и соединительные части к ним

ГОСТ 12132-66; ГОСТ 10705-80; ГОСТ 10706-76; ГОСТ 3262-75; ГОСТ 24950-81; ГОСТ 8696-74; ГОСТ 10707-80; ГОСТ 20295-85;

Отличия между ст3пс и ст3сп

Сплавы ст3сп и ст3пс, являясь разновидностями одной и той же стали, отличаются друг от друга по степени раскисления.

Сталь ст3сп относится к спокойным, степень раскисления максимальная.
Сталь ст3пс полуспокойная, средней степени раскисления.

В результате раскисления снижается интенсивность газообразования при затвердевании стали. Образующиеся пузырьки газа делают сталь пористой и, как следствие, менее прочной, влияют на технологические свойства, такие как свариваемость. Спокойная сталь (сп) является по степени раскисления самой качественной, кипящая (кп) наименее качественной, а полуспокойная (пс) - занимает промежуточное положение между ними.

Отличия между спокойной и полуспокойной сталью для металла широкого применения незначительны, обе разновидности достаточно хорошо справляются со средними нагрузками. При этом, спокойная сталь более дорогая, процесс ее производства сложнее, ее использование целесообразно там, где требования к качеству металла повышены.

Производство

Сталь ст3пс производится двумя способами конвертерным и мартеновским. Конвертерная печь, это грушевидный сосуд, выложенный кирпичной кладкой внутри и покрытый листовой сталью снаружи. В конвертер помещается металлолом (скрап), затем заливается жидкий чугун, нагретый до 1400С. На этапе кислородной продувки в конвертер под высоким давлением подается кислород, вызывающий окисление примесей чугуна, в результате которого образуется сталь. В мартеновских печах сталь производится тем же методом окисления, но по другому принципу через шлак. Раскисление и легирование (если оно необходимо) проводится на завершающих этапах производства.

Сталь ст3пс не меняет своих характеристик в зависимости от способа производства, но конвертерный способ дешевле, поэтому считается более предпочтительным.

Для чего раскисляется сталь

Раскисление часть процесса рафинирования металла. Если не раскислять сталь до ее затвердевания, структура стали будет неоднородной, пористой, с газовыми раковинами. Такая сталь хуже сваривается, быстрее изнашивается и ломается. Раскисленная сталь отличается однородной и цельной структурой. Нераскисленная сталь тоже используется в различных производствах, но не подходит для изготовления нагруженных деталей, работающих под давлением. Производство такой стали имеет свои плюсы, оно безотходное, дешевое и простое.

Марка стали 08пс: свойства, применение, цены и аналоги

Среди углеродистых сталей наиболее часто используемая сталь 08 ПС. Это обусловлено ее устойчивостью к химическим и термического рода воздействиям. Данный вид стали характеризуется как конструкционный углеродистый качественный.

Описание сплава

Сталь 08 ПС – это высококачественная сталь, применяемая для изготовления несущих конструкций, комплектующих, деталей, используемых в машиностроении, то есть тех элементов, от которых требуется высокая прочность и устойчивость к большим нагрузкам.

Технические свойства

Поскольку материал сам по себе очень прочный и твердый, то и ведет он себя достаточно адекватно на фоне различных нагрузок.

Но если нагрузка слишком высока, сталь может быть деформирована, что в последствии нивелируется. Это следует иметь в виду.

Твердость по Роквеллу

Измерение происходит с помощью специально промаркированной шкалы: 60, 100, 150 кгс.

По сути метод основан на измерении глубины проникновения алмазного конуса в испытуемый материал. Чем меньше глубина, тем тверже материал.

Единица измерения HRC_Э, HRB. Таким образом, твердость стали по Роквеллу равна 10 – 1 = 131 МПа.

Твердость по Бринеллю

В испытуемый материал вдавливается уже стальной шарик d = 2,5; 5 и 10 мм. Единица измерения HB. В состоянии плавки твердость металла меняется и становится равной при 20 градусах 196 МПа (до 175 МПа пропорционально увеличению температуры).

Какая плотность материала?

Плотность сплава колеблется в диапазоне от 7846 до 7602 кг/м 3 . Эти значения типичны для низкоуглеродистой стали.

Расшифровка названия

Марка стали – 08ПС, где 08 (0,8 %) – это обозначение содержания углерода. СП – это степень раскисления. Выделяют три степени: кипящий материал, спокойный и полуспокойный. 08Пс – это полуспокойный сплав, сочетающий в себе положительные качества кипящих и спокойных сплавов.

Химический состав

Химический состав стали регламентирован ГОСТ 1050-88 (также ГОСТ 4041-71 и ГОСТ 9045-93). Состав включает следующие элементы:

Углерод (min 0,05 max 0,11 %). От содержания углерода зависит степень твердости металла, его прочность и свариваемость. Остальные составляющие влияют на характеристики стали в период эксплуатации.
Кремний (Si) (min 0,05 max 0, 17 %).
Марганец (Mn) (min 0,35 max 0, 65 %).
Хром (Cr) (max 0,10 %).
Мышьяк (As) (max 0,08 %).
Никель (Ni) (max 0,3 %).
Сера (S) (max 0,4 %).
Фосфор (P) (max 0,035 %).

Предел прочности

Предел прочности стали находится в промежутке 270–412 МПа.

Предел текучести

Под пределом текучести подразумевается та величина нагрузки, при воздействии которой форма образца изменяется на 0,2 %.

У стали 08 ПС он равен 196 МПа при 20 градусах.

Температура эксплуатации

Начальная температура эксплуатации стали 1250 градусов. Конечная – 800 градусов. При высокотемпературной обработке улучшаются свойства материала.

Для понижения температуры стали используют воду либо масло. Иногда охлаждение происходит просто на воздухе. Такая закалка придает твердость. Во время отжига структура материала выравнивается и убирается повышенная пластичность. Отпуск нивелирует напряжение внутри сплава.

Механические характеристики

К механическим качествам стали относят помимо твердости и предела текучести следующие категории.

Предел кратковременной прочности. Он равен 270–412 МПа.
Временное сопротивление разрыву. Это 310–410 МПа (напрямую связано с толщиной изделия).
Относительное удлинение на разрыв – 35 %. Сужение – 60 %.
Температурный диапазон ковки – 1250–800 градусов.

Технологические свойства

Сталь обладает высокой надежностью, это обуславливает отсутствие дефектов при отливе, имеет отличную свариваемость, не склонна к хрупкости.

Эти свойства позволяют применять способы гибки материала как ручным методом, так и на специализированных станках.

Отпускная хрупкость

Сталь 08 ПС не склонна к отпускной хрупкости, поскольку ее твердость HB 10-1 = 131 МПа. Кроме того, материал не реагирует на флокены.

Свариваемость

Сталь характеризуется отличными свойствами свариваемости при отсутствии предварительного подогрева, при этом микротрещины на плоскости не возникают.

В сварочных работах возможно использование любых методик. Если же толщина листов большая – будет использована многослойная сварка.

Коррозийная устойчивость: ржавеет или нет?

В целом сталь 08 ПС обладает коррозийной устойчивостью и долгое время не ржавеет. Но если технология изготовления нарушена, коррозия появится уже в ближайшее время.

ГОСТы марки стали 08 ПС:

ГОСТ 2590-2006;
ГОСТ 2879-2006;
ГОСТ 8509-93;
ГОСТ 10702-78.

Область применения

Преимуществом стали 08 ПС является прочность, износостойкость и ее способность выдерживать большие нагрузки продолжительное время без изменения формы. Благодаря этому ее используют для изготовления электросварных труб, применяемых в машиностроении.

Также зачастую сталь используют для изготовления:

несущих конструкций;
подшипников;
шайб;
проволоки;
оцинкованных рулонов;
листов;
проушин;
втулок;
подвесок;
арматуры;
прутьев и т. д.

Где применяется холоднокатанная (хк)?

В электроцехах металлургических предприятий интенсивно применяется и холоднокатаная лента, из которой получают:

эластичные металлорукава;
трубы;
прокладки;
и шайбы.

После химической и высокотемпературной обработки сплава 08пс металл идёт на производство таких изделий, как тяги, втулки и проушины.

Цена в 2021 году

В 2021 году цена за тонну стали колеблется от 35 230 рублей до 126 000 рублей в зависимости от вида необходимого изделия (будь то арматура, профнастил, листы, швеллер или профтруба) и его толщины/длины (от 6,5 мм до 200мм / 6–12 м).

Аналоги

Ближайший аналог стали 08 ПС – это марка 08. Самые известные заграничные аналоги из:

США (А620, А622, 1008);
Германии (GC01, DC04GT, DD11, St12, StW24);
Японии (SPHE);
Евросоюза (DC01);
Франции (3С);
Китая (08F);
Чехии (11304);
Индии (О).

Таким образом, сталь 08 ПС – один из базовых сплавов, используемых в России для изготовления прочных и износостойких деталей. Это материал имеет высокую твердость, непластичен, не подвержен деформации и устойчив к коррозии.

Сплав стали 08ПС

Данная марка классифицируется как углеродистая сталь высокого качества для конструкционных целей. Материал содержит химические элементы – марганец, медь, мышьяк, никель, сера, углерод, фосфор, хром, кремний.

Технологические и физико-химические характеристики сталей и сплавов могут отличаться из-за различий в их составе. Эта особенность важна и в том случае, когда производят сплавы для различных нужд, ее используют в полной мере. Например, чтобы значительно расширить области стандартного применения, существует технология, позволяющая модифицировать стандартные свойства черных металлов, в первую очередь, железа. Как правило, есть возможность добавить пластичности или, наоборот, прочности к сплаву, также - стойкости к коррозии. Определенные технические требования предъявляют к сплавам, которые применяют в качестве основы, поскольку, чтобы производить агрегаты и детали, необходимы определенные типы нагрузок, а также - определенные условия эксплуатации.

Сталь марки 08пс может послужить убедительным примером. Изделия, которые изготовляют на основе этого сплава, вместе с определенным сочетанием других элементов, можно применять в условиях химического воздействия или обработки, возможно также их использование в условиях высоких показателей температур.

Сфера и возможности применения стали 08ПС

В промышленности данный материал используется в производстве деталей с применением технологий холодной высадки и штамповки, а также широкого перечня продукции, для создания которой предусмотрена обработка при помощи высоких температур и химически активных элементов.

Чтобы изготавливать элементы систем монтажа кабельных трасс, также применяют эту марку металла.

Использование вытяжных свойств стали позволяет использовать технологию холодной штамповки для создания деталей высокой прочности. Сфера применения данной марки весьма широка, она входит в состав металлических проволок, элементов подшипников, различных типов труб, созданных в результате электросварки.

Основные характеристики и свойства стали 08ПС

Отрицательный показатель в категории флокеночувствительности

Обладает повышенной прочностью, отсутствует риск хрупкости при отпуске. Не имеет ограничений при проведении процесса сварки деталей, не требующего подогрева и дальнейшей температурной обработки.

Возможны следующие виды сварки:

КТС, РДС, АДС, обеспечиваемые применением газа. Поскольку сталь 08пс является трудносвариваемой, для того, чтобы достичь требуемого уровня соединений, которые создаются посредством сварки, приходится прибегнуть к проведению дополнительных мероприятий. Металл необходимо нагреть до определенных температурных показателей – от двухсот до трехсот градусов – важное условие технологического процесса, после предусмотрена операция отжига и дополнительной тепловой обработки.

Температура ковки стали 08пс: на старте - 1250, финише ковки - 800. Охлаждают на воздухе сечения до 300 мм.

Сталь 08 пс представляя собой достаточно прочный, надежный и твердый металл, способна выдерживать довольно большие нагрузки, при этом не теряя сохранности в форме и не деформируясь.. Благодаря именно этим особенностям стали 08 пс ее высоко ценят и используют в самых разных деталях, инструментах, конструкциях. При определенной нагрузке на сталь 08пс, металл может "отреагировать" по-разному: не изменившись по

форме либо слегка деформиовавшись, принять нагрузку на себя и вернуться к исходному состоянию после того, как нагрузка будет снята, или же сохранить изменившуюся форму после снятия нагрузки. В таком случае форма изменившейся детали должна оставаться постоянной, причем, состояние самой же металлической детали станет "напряженным".

Технические характеристики углеродистой стали 08ПС

Превосходные технические характеристики и применение стали 08пс обусловлены количественным содержанием углерода и особенностями термической обработки. Она получила широкое распространение в качестве конструкционного сплава для изготовления несущих элементов с высокой механической прочностью.

Химический состав

Расшифровка марки стали 08пс указывает на химический состав и структуру сплава:

первые две цифры обозначают примерную массовую долю углерода в сплаве;
знак «пс» – один из показателей степени раскисления стали, который в данном случае расшифровывается, как «полуспокойная».

Раскислением называют процесс удаления растворенного в жидком металле кислорода, в результате чего уменьшается его вредное влияние:

самую высокую степень раскисления имеют спокойные стали;
кипящие – характеризуются хрупкостью и низкими показателями свариваемости и коррозионной стойкости;
полуспокойные сплавы занимают промежуточное положение показателями качества.

Согласно ГОСТу 1050-88, содержание каждого элемента в сплаве в массовых долях выражается следующими цифрами:

углерода – от 0,05 до 0,11, от этого элемента зависит поверхностная твердость и структурная прочность металла;
кремния, повышающего упругость и устойчивость к окислению – 0,05-0,17;
марганца – 0,35-0,65, он улучшает качество стали, способствуя снижению концентрации кислорода и серы.

В качестве случайных примесей в сплаве присутствуют малые количества:

хрома – 0,1;
никеля – до 0,25;
меди – 0,25;
мышьяка – до 0,08.

Основным их источником является стальной лом. Случайные примеси могут оказать на свойства сплава значительное влияние, поэтому их содержание ограничивается в зависимости от заданных свойств.

Сера и фосфор относятся к постоянным примесям, присутствие которых неизбежно. Но их количества настолько малы, что не оказывают сколь-нибудь существенного влияния на свойства металла:

Аналоги и сортамент

Ближайшим отечественным заменителем марки стали 08пс является сплав 08. Зарубежные аналоги должны поступать с сертификатами соответствия стандартам. Среди них самые популярные:

А620, 1008, А622 – Соединенные Штаты;
GC01, DC04GT, DD11, St12, StW24, UQSt36 – Германия;
SPHE – Япония;
DC01 – Евросоюз;
3C – Франция;
08F – Китай;
11304 – Чехия;
O – Индия.

Сортамент стали, поступающей на рынок металлопроката, регламентируется различными ГОСТами. Он состоит:

из шлифованного и калиброванного прутка;
листов тонких и толстых;
лент и полос;
поковок;
серебрянки;
фасонного и сортового проката;
труб разного диаметра.

Свойства стали

С повышением температуры от 20 до 900 градусов физические параметры стали 08пс изменяются в ту или иную сторону:

Сплав характеризуется высокими механическими свойствами:

твердость НВ 10-1 – 131 МПа;
предел текучести стали 08пс для упругой деформации при 20 градусах – 196 МПа;
предел кратковременной прочности – 270-412 МПа;
временное сопротивление разрыву – 310-410 Мпа, в зависимости от толщины детали;
относительное удлинение на разрыв – 35%;
сужение – 60%;
температурный диапазон ковки – 1250-800 градусов.

За условный предел текучести берется величина нагрузки, под действием которой форма образца изменяется на 0,2%. Этот параметр зависит от разных факторов:

формы и толщины изделия;
режима термообработки;
количества примесей;
технологии производства;
температуры, при которой измеряется параметр;
вида или направления нагрузки.

Поэтому предел текучести указывается для сортового металлопроката, технология получения которого точно соответствует ГОСТу. Из технологических свойств можно отметить:

хорошую свариваемость без предварительного нагрева и образования трещин;
нечувствительность к флокенообразованию;
отсутствие склонности к отпускной хрупкости.

В сварочных работах возможно применение любых технологий. При большой толщине свариваемых листов применяют многослойную процедуру. Однако после термообработки поверхностный слой насыщается углеродом, из-за чего значительно снижается способность металла к свариванию.

Особенности термической обработки

Характеристики и применение стали 08пс зависят от вида изделий и способа термической обработки. Например, показатель твердости НВ составляет:

для калиброванного прутка – 143 МПа;
толстого листа – 131 МПа;
поперечных образцов – 98 МПа.

Для термической обработки используют стандартные процедуры:

закалка придает сплаву повышенную твердость;
отпуск помогает снять внутренние напряжения, тем самым увеличивая прочность металла;
после отжига выравнивается структура материала и устраняется излишняя пластичность;
для охлаждения подбирается оптимальная среда – вода, масло.

В качестве среды охлаждения чаще используется масло, так как оно способствует равномерному снижению температуры и препятствует возникновению дефектов. Режимы термообработки разрабатываются с учетом:

толщины или сечения детали;
ее назначения;
значений критических точек.

В процессе термической обработки происходит улучшение всех характеристик стали 08пс:

после отпуска при низкой температуре исчезают внутренние напряжения;
после отжига выравнивается внутренняя структура;
увеличивается механическая прочность.

В процессе механической обработки выполняют очистку поверхности изделий от окалины и различных загрязнений с помощью металлических щеток или болгарки. Для раскроя металлопроката используют механические устройства для резки. Многие детали получают, применяя метод гибки ручными или специальными станками. При механической обработке заготовок можно использовать твердые сплавы.

Преимущества и недостатки

Главным достоинством конструкционной стали 08пс является способность на протяжении длительного периода эксплуатации выдерживать высокие нагрузки без пластической деформации и изменения внутренней структуры. Ее широкое применение связано:

с высоким пределом текучести;
легкостью сваривания всеми способами до проведения термической обработки;
значительной поверхностной твердостью;
отсутствием флокеночувствительности и склонности к отпускной хрупкости;
доступной стоимостью.

Наряду с ощутимыми плюсами отмечаются и некоторые минусы, например:

трудная свариваемость после термической обработки;
необходимость защиты от коррозии при эксплуатации в условиях повышенной влажности.

Область применения

Отличные технические характеристики в сочетании с умеренной стоимостью определили широкое применение стали 08пс. Она востребована в производстве изделий, которые предназначены для эксплуатации в условиях высоких механических или термических нагрузок:

подвесок;
шайб;
соединительных вилок;
прокладок и втулок;
труб разного диаметра;
крепежных деталей;
монтажной ленты;
строительной арматуры;
стоечных профилей;
изделий, имеющих осевые отверстия;
прутьев, поверхность которых обработана разными способами.

Сталь марки 08пс представляет качественный и при этом недорогой сплав, отвечающий всем установленным стандартам.

Читайте также: