Технологические свойства
Легкосвариваемость материала позволяет использовать любой метод сварки. К основным показателям сплава, с помощью которых происходит деление на отдельные группы по прочности, относятся:
- антикоррозионные свойства;
- механические параметры;
- свариваемость.
Если элемент, изготовленный из данной марки стали имеет толщину более 36 мм, то после проведения сварочных работ производится термическая обработка. Это обусловлено потребностью в снятии остаточных напряжений в зоне шва, которые образуются при локальном нагреве во время сварки.
Вернуться к содержанию
Технологические качества
Данная сталь не склонна к такому дефекту, как отпускная хрупкость. Также наблюдается нефлокеночувствительность, а свариваемость – практически без ограничений. Далее важно отметить, что весь конструкционный материал делится на группы в зависимости от стойкости к коррозии, качества механических свойств и степени свариваемости. Если говорить о механических характеристиках, то стальной прокат делится на три группы – обычной, повышенной и высокой прочности.
Читать также: Чистить пятки электрический прибор
Основные свойства сырья зависят от его химических составляющих. В качестве основного структурного материала выступает феррит. Сам по себе данный материал считается малопрочным, но пластичным. Такие свойства основного вещества не позволяют использовать феррит в чистом виде, так как его применение, к примеру, для строительных конструкций запрещается. Именно для того, чтобы улучшить прочностные характеристики, состав проходит процесс насыщения углеродом. Стали обычной группы – это низкоуглеродистые материалы, в среднюю группу входят вещества, которые легируются такими химическими добавками, как хром, никель, кремний, марганец. Высокопрочные вещества дополнительно легируют при помощи термического упрочнения.
Применение стали
Характеристики стали СТ3КП обеспечивают эффективность применения материала при изготовлении несущих и второстепенных конструкций, деталей машин и оборудования. Использовать ее можно исключительно при плюсовой температуре среды. Более универсальные изделия получают из проката 5 категории. Их можно применять при температуре -40/+425 градусов, а также при действии переменной нагрузки.
Шпунт Ларсена из СТ3КП
Создание сложных конструкций предполагает проведение термообработки в качестве заключительной стадии производства. Наибольшей популярностью пользуется отжиг, позволяющий снизить напряжения в элементах после сварки.
Область применения СТ3КП охватывает изготовление арматуры Ат-400С. Листы, произведенные из сплава, подвергают холодной штамповке без снижения технических характеристик. Наибольшее распространение получили корыта для сбора смазочно-охлаждающих жидкостей и масел, баки, крышки станков, кожухи и т.д.
Вернуться к содержанию
Описание и применение Ст3сп
Данный тип вещества является наиболее дорогостоящим из всех трех типов. Кислород в нем отсутствует полностью, структура гомогенная, то есть полностью однородная. Это свойство существенно усиливает стойкость материала к воздействию внешних агрессивных сред. Другими словами, наблюдается высокая стойкость к коррозии, повышенная пластичность. По ГОСТу сталь Ст3сп применяется при производстве жестких ферм, а также других металлических конструкций, несущих и не несущих деталей объектов. Из данного сырья можно изготавливать следующие элементы:
- листовой и фасованный прокат (стальные листы маркировки Ст3);
- арматурные заготовки и компоненты для системы трубопроводов (трубы квадратного сечения Ст3);
- успешно применяется при изготовлении первичных и вторичных деталей для железнодорожной промышленности, подвесных и наземных путей и т.д.
Особенности производства
Рабочие параметры стали СТ3КП определяют на основании состава и процентного содержания компонентов в нем. Также важно учитывать способ производства материала.
В основе сплава лежит феррит, который представляет собой твердый раствор углерода и легирующих добавок. Чтобы прочностные показатели компонента увеличились, необходимо насытить его углеродом.
К нежелательным примесям относятся сера (0,05%) и фосфор (0,04%), которые отрицательно сказываются на прочности при нагреве и повышают хрупкость при охлаждении. Красноломкость – еще одно негативное свойство, которое появляется в результате образования сернистого зерна.
Марка стали СТ3КП подвергается обработке в мартеновских и конвертерных печах. Рабочие характеристики сплавов практически идентичны, но второй способ производства значительно дешевле.
Вернуться к содержанию
Примеси и способ раскисления
В качестве примесей для производства стали Ст3сп используются следующие вещества:
- хром в количестве 0,3%;
- никель в количество 0,3%;
- медь в том же количестве, что и первые два компонента;
- содержание серы не должно превышать 0,005%;
- фосфор в количестве не более 0,04%;
- азота не больше 0,1%.
Далее идет процесс раскисления стали, который является одним из важнейших. В течение этой операции из вещества удаляется весь кислород, а дальнейшие качества будут ухудшаться в зависимости от того, какое вещество использовалось. В зависимости от протекания процесса имеется три вида:
- Спокойная сталь – в качестве примесей для раскисления используют марганец, кремний, алюминий.
- Кипящая – используется только марганец.
- Полуспокойная – применяются марганец и алюминий.
Читать также: Термоэлектрический генератор своими руками
Таким образом, становится ясно, что расшифровка стали Ст3сп – это спокойная сталь. Этим производитель указывает на степень раскисления вещества.
Механическая обработка
При обработке деталей из марки стали СТ3КП потребуется тщательно подобрать режущий инструмент. Заточка и фрезеровка осуществляется элементами, изготовленными из твердых сплавов ВК8 и Т5К10. Нарезка резьбы осуществляется с помощью метчиков и плашек из Р18 и Р6М5. Токарные и фрезерные работы на станке предполагают использование смазочно-охлаждающих жидкостей. При ручной нарезке резьбы специалисты рекомендуют применять касторовое масло, что снизит трудозатраты при работе.
Скорость обработки выбирают на основании состава и характеристик сплава, рабочих параметров станка и типа обработки. При диаметре заготовки 60-100 мм можно применять токарный резец 16х25 мм. При глубине реза 3 мм скорость подачи должна составлять 0,7-1,2 мм/об, а вращения – 700 об/мин.
Вернуться к содержанию
Вредные примеси для стали
Во время проведения процесса стального проката используются или выделяются и некоторые вредные примеси, к которым можно отнести фосфор и серу. Когда фосфор вступает в реакцию с ферритом, он значительно увеличивает его хрупкость при воздействии низких температур или же значительно уменьшает прочность при высоких температурных показателях. Избыток серы в составе стали называют сернистостью. Этот дефект приводит к красноломкости материала. Содержание серы в сырье не должно превышать 0,05%, а фосфора – 0,04%. Также здесь стоит отметить, что если температура будет недостаточно высокой для образования феррита, начнет выделяться углерод. Его скопления будут собираться между зернами, а также возле дефектов кристаллической решетки. Это очень негативно сказывается на полосовой стали Ст3сп.
ГОСТ 380-94
Углеродистую сталь обыкновенного качества изготавливают следующих марок: Ст0, Ст1кп, Ст1пс, Ст1сп, Ст2кп, Ст2пс, Ст2сп, Ст3кп, Ст3пс, Ст3сп, Ст3Гпс, Ст3Гсп, Ст4кп, Ст4пс, Ст4сп, Ст5пс, Ст5сп, Ст5Гпс, Ст6пс, Ст6сп и др. Буквы Ст обозначают сталь. Цифры 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6 – условный номер марки в зависимости от химического состава. Увеличение номера означает повышение содержания углерода и временного сопротивления. Степень раскисления стали обозначается буквами после цифр: кп – кипящая (самая дешевая по способу производства); пс – полуспокойная; сп – спокойная. Эти буковки особо смущать не должны (это тонкости процесса выплавки стали), а вот первая цифра характеризует механическую прочность. Если речь идет о трубах, иногда после буковок появляются цифры от 1 до 6 (например: Ст3сп5), которые означают категорию проката, из которого изготовлена труба (чем выше цифра, тем больше параметров нормируется и тем лучше). Чаще всего встречается Ст3. Когда указывается марка стали для труб перед Ст появляются буквы А, Б, В или Д (чаще всего В). Эти буквы характеризуют группу качества трубы (ГОСТ 10705-80, ГОСТ 10706-76). Трубу делят на группы в зависимости от того, какие свойства нормируются (А – механические свойства материала, Б – химический состав стали, В – и то и другое, Д – нормируется только гидравлическое испытательное давление). Примеры: ВСт3сп5, БСт2сп3 и др.
Читать также: Холодная и горячая сварка чугуна
ГОСТ 19281-89
Низколегированная конструкционная сталь. Первые две цифры указывают среднее содержание углерода в сотых долях процента. Буквы за цифрами указывают присутствие легирующих элементов, а цифры после букв обозначают содержание легирующих элементов в процентах (17Г1С, 09Г2С, 14ХГС). Г – это марганец, С – это кремний, Ф – ванадий, Х – хром и т.п. Буква А означает азот, но если А стоит в конце (30ХГСА), то это обозначает не азот, а высококачественную сталь («Ш» в конце еще круче: 30ХГС-Ш).Если содержание легирующих элементов менее 1,5%, то цифра отсутствует ( 50Х, 17ГС ). Для легированных сталей вводят понятие углеродного эквивалента, подсчитываемого с учетом химического состава по несложной формуле. Углеродный эквивалент характеризует прочность и хрупкость стали. При большом углеродном эквиваленте сталь становится очень хрупкой и ее использование как конструкционного материала становится опасным. На рынке б/у трубы наиболее часто встречается сталь 17ГС, 17Г1С, 17Г1С-у. Марки перечислены в порядке улучшения свойств (по химическому составу в порядке снижения содержания вредных для стали примесей фосфора и серы).
Наиболее распространенные марки сталей на рынке б/у трубы это – Ст3, 10, 20 и 17Г1С. По свариваемости они все одинаковы – без ограничений. По коррозийной стойкости: чем качественнее сталь, тем лучше. Однако, некоторые исследования по коррозии (в 3% растворе поваренной соли NaCl) показывают, что с увеличением содержания углерода в сталях 10, 20 и легирующих элементов в стали 17Г1С скорость коррозии основного металла увеличивается и составляет соответственно 0,17, 0,25 и 0,33 мм/год.
Стали марок Ст3, 20 очень мало отличаются по химическому составу:
