Для большинства конструкций, которые работают под навесом, в помещении или в умеренном климате, достаточно стали Ст3сп. Это лестницы, ограждения, стеллажи и лёгкие каркасы. Низколегированная 09Г2С нужна, если конструкция стоит на открытом воздухе при морозах ниже −30 °C, несёт серьёзную или динамическую нагрузку либо требуется снизить её вес за счёт более тонкого проката. Стоит 09Г2С дороже, поэтому брать её «на всякий случай» обычно невыгодно.
Чем различаются марки по составу и свойствам
Ст3 относится к углеродистым сталям обыкновенного качества и выпускается по ГОСТ 380-2005. Суффикс «сп» означает спокойную сталь, полностью раскисленную кремнием, марганцем и алюминием. Её структура однороднее, чем у кипящей (кп) и полуспокойной (пс). Для ответственных сварных узлов берут именно Ст3сп.
09Г2С описана в ГОСТ 19281-2014. Цифра 09 обозначает около 0,09 % углерода, Г2 указывает на марганец до 2 %, а С на кремний. Легирование марганцем повышает предел текучести и хладостойкость. Низкое содержание углерода сохраняет хорошую свариваемость.
В строительном проектировании марки часто обозначают по ГОСТ 27772-2015: Ст3сп примерно соответствует С245 или С255, а 09Г2С соответствует С345. Расчётные сопротивления для них берут по СП 16.13330.
| Показатель | Ст3сп (С245) | 09Г2С (С345) |
|---|---|---|
| Углерод, % | 0,14–0,22 | не более 0,12 |
| Марганец, % | 0,40–0,65 | 1,3–1,7 |
| Кремний, % | 0,15–0,30 | 0,5–0,8 |
| Предел текучести, МПа (прокат до 20 мм) | около 245 | около 345 |
| Временное сопротивление, МПа | 370–480 | от 470–490 |
| Нижняя температура эксплуатации (ориентир) | до −20…−30 °C | до −40…−70 °C |
| Свариваемость | без ограничений | без ограничений |
| Разница в цене проката (ориентир, зависит от рынка) | базовая | дороже на 10–25 % |
Когда хватит Ст3, а когда нужна 09Г2С
Ст3сп подходит для внутренних лестниц и площадок, перил, ворот и калиток, стеллажей, закладных деталей и кронштейнов. То же касается навесов в средней полосе. Её легко гнуть, резать и варить любыми методами: ММА, полуавтоматом в среде CO₂ или смеси.
09Г2С оправдана в четырёх случаях:
- конструкция на улице в Сибири, на Урале или Крайнем Севере, где зимой бывает −35 °C и ниже;
- на узлы действуют ударные или вибрационные нагрузки: крановые балки, опоры оборудования, рамы прицепов;
- нужно уменьшить сечение и массу при той же несущей способности, например у ферм большого пролёта;
- марку прямо указывает проект или техническое задание.
Бывают и исключения. Даже в холодном регионе ограждение крыльца без серьёзной нагрузки часто делают из Ст3сп, и это допустимо. Главная угроза на морозе для углеродистой стали — хрупкое разрушение при ударе. Для ненагруженных элементов она почти не проявляется.
Нюансы сварки и обработки
Эквивалент углерода у обеих марок невысокий, поэтому предварительный подогрев при толщине до 20–25 мм обычно не требуется. Для 09Г2С на морозе и при больших толщинах подогрев всё же применяют: это снижает риск холодных трещин. Электроды для Ст3 берут типа Э42 или Э46 (например, АНО-21, МР-3). Для 09Г2С рекомендуют Э50А, например УОНИ-13/55 или ОК 46.00 для менее ответственных швов. При полуавтоматической сварке используют проволоку Св-08Г2С.
Если при расчёте заложили 09Г2С, а изготовили изделие из Ст3 того же сечения, запас прочности снизится примерно на треть. Замена в обратную сторону безопасна, но увеличивает стоимость. Примеры металлоизделий, для которых подбирают марку проката под условия эксплуатации, есть на сайте https://ferrumhand.ru/.
Как проверить, что металл соответствует марке
Прокат поставляется с сертификатом качества. В нём указаны номер плавки, химический состав и механические испытания: предел текучести, относительное удлинение, ударная вязкость KCU или KCV при заданной температуре. У 09Г2С обращают внимание на ударную вязкость при −40 °C или −70 °C, в зависимости от категории. Если этих данных нет, хладостойкость не подтверждена. Визуально отличить Ст3 от 09Г2С невозможно. Спорные партии проверяют спектральным анализом.
Вопросы и ответы
Можно ли сварить Ст3 и 09Г2С между собой?
Да, разнородное соединение этих марок выполняется без особых трудностей. Электрод или проволоку подбирают по менее прочной стали, то есть по Ст3, либо используют Э50А, если шов нагружен.
Зачем брать 09Г2С для навеса у дома в Подмосковье?
Обычно незачем: морозы там редко опускаются ниже −30 °C, а снеговую нагрузку каркас из Ст3сп выдерживает при правильно подобранном сечении. Смысл есть разве что при большом пролёте, когда хочется облегчить фермы.
Ржавеет ли 09Г2С меньше, чем Ст3?
Незначительно. Атмосферостойкой её не назовёшь, поэтому обе марки нуждаются в грунтовке и покраске или горячем цинковании.