Марка стали СТ3: характеристики, расшифровка, хим состав и аналоги

Сталь – один из самых распространенных материалов в современном производстве. По своему составу она состоит из железа и углерода, а для придания материалу особых дополнительных качеств добавляются дополнительные примеси, пропорции которых видоизменяются в зависимости от итоговой цели. Все большее распространение получает сталь Ст3. Она используется при изготовлении достаточного широкого спектра разработок, однако большей части людей она известна как материал изготовления труб для системы теплоснабжения. В рамках этого материала мы рассмотрим особенности и характеристики стали 3.

Основные детали

Сталь Ст3 на текущий момент является одной из наиболее востребованных из-за своих эксплуатационных особенностей. Наибольшее распространение она получила в отрасли изготовления труб системы теплоснабжения, а также множества других предметов для повседневного использования.

Оцинкованный круг изготовленный из стали Ст3

В большинстве случаев сталь Ст3 классифицируется как углеродистая сталь обыкновенного качества.

Химический состав стали Ст3

Область использования и функциональные возможности каждого вида стали определяются химическим составом, поскольку именно от него зависят конкретные свойства материала, а также потенциальные сложности термической обработки.

Из-за своего химического состава сталь этого вида обладает самой распространенной на рынке, и не одни строительные работы нельзя представить без ее использования. Основными химическими свойствами в таком случае можно выделить следующие:

• Концентрация железа – 97%, концентрация углерода в диапазоне от 0,14 до 0,22%. Показатель твердости структуры, а также часть физических свойств определяется именно содержанием углерода в материале.
• Незначительное количество легирующих элементов, а именно хрома и никеля. Их концентрация не превышает 0,3%. В таком же процентном соотношении в данную марку добавляется медь.

Главное требование к производству данной разновидности стали – организация жесткой системы контроля концентрации вредных примесей, под которыми подразумеваются фосфор и сера. Также следует избегать чрезмерного количества азота.

Сталь марки ст3 является обязательным материалом при строительстве и возведении наземных и подземных коммуникаций, выпуске транспорта, а также различных станков.

Важнейшим элементом изготовления ст3 является раскисление, под которым подразумевается удаление кислорода из расплавленного сырья, от чего напрямую будут зависеть механические и физические свойства сплава.

В зависимости от раскисления ст3 выделяется на следующие категории:

• Спокойная. Для раскисления используется алюминий, кремний и марганец.

• Кипящая. Для раскисления используется только марганец.

• Полуспокойная. Использование алюминия и марганца для раскисления.

Свойства сплава стали СТ3 представлены в виде таблицы.

Класс и аналоги стали 3

Класс: сталь углеродистая конструкционная обыкновенного качества.
Некоторые зарубежные аналоги: A284Gr.D, K01804, K02701, M1017, SS330, SS400, E24-3, HFS3, S235J2G3, Fe360B, FE360BFU, Q235B, S235JRG2, RACOLD215S.

Предлагаемый сплав отвечает отечественным стандартам качества, а также геометрии ГОСТ. Сталь выпускается в виде полос и листов, фасонного и сортового проката. Перед отгрузкой металл проходит тщательную проверку (используются современные методы и оборудование).

Химический состав:

• углерод – 0,14-0,22%;
• кремний – 0,05-0,17%;
• марганец – 0,4-0,65%;
• никель – до 0,3%;
• медь – до 0,3%;
• хром – до 0,3%;
• мышьяк – до 0,08%;
• сера – 0,05%;
• фосфор – 0,04%.

Примечание. Повысить прочность металла можно путем добавления углерода.

Физические свойства

На текущий момент область использования стали Ст3 постоянно расширяется. Уже сейчас основой огромного количества заготовок является именно эта разновидность стали. Во многом причиной этого также являются и механические свойства, среди которых можно выделить:

• Предел текучести;
• Временное сопротивление;
• Относительное удлинение;
• Ударная вязкость.
• Предел прочности.

При этом также выделяют следующие важнейшие технические характеристики:

• Твердость в 131 МПа.
• Неоднородная плотность;
• Отсутствие ограничений для свариваемости;
• Отсутствие склонности к отпускной хрупкости.

Именно эти технические характеристики обуславливают активное использование стали Ст3 в сфере строительства.

Особенности сплава

Сталь варят мартеновским и конверторным способами. Если не образуется ферритная структура (при недостаточных температурах), то в ней выделяется углерод и скапливается между зернами. Подобный процесс называют старением. Он понижает сопротивление металла, повышает предел текучести. При температурных перепадах и механическом воздействии, а также загрязнении и насыщении газами процесс старения сплава ускоряется. Регулярная очистка поверхности металла и создание оптимальных условий эксплуатации поможет бороться со старением.

Сплав хорошо штампуется в горячем и холодном состоянии, его можно подвергнуть вытяжке, при этом металл не теряет своих положительных свойств.

Расшифровка марки

Особенности расшифровки любой марки металла определяются соответствующими нормативно-правовыми документами, а также ГОСТ-ами. К примеру, согласно ГОСТ-у 380 имеются следующие разновидности металла: сталь Ст3СП, Ст3ПС и Ст3КП.

Индексы являются обязательными для любой маркировки. Это важное замечание к составлению любой документации и описания в данном виде деятельности.

При расшифровке марки следует использовать следующий принцип:

• Ст – формальное обозначение, которое используется для указания на обыкновенное качество углеродистой стали.
• 3 – цифровое значение, показывающее условный номер марки сплава. Согласно текущем принятым правилам нумерации, могут существовать марки от 0 до 6.
• Г – символ, который используется не во всех маркировках. Означает наличие примеси марганца.
• Сп – степень раскисления материала. Важнейший параметр марки стали. Дополнительное обозначение «пс» означает «полуспокойное», а «кп» – «кипящее».

Стоит отметить, что именно этот подход к расшифровке маркировки стал использоваться относительно недавно после введения новых стандартов. До этого использовались другие подходы к созданию маркировок стали, которая дополнительно проходила разделение на различные группы.

Особенности обработки стали механическими инструментами

Одним из важнейших моментов составления правильного технологического процесса по обработке деталей, изготовленных из СТ3, является выбор режимов резания и выбор нужного инструмента.

Для обточки и фрезерования используется режущий инструмент, который выполнен из твердых сплавов ВК8, Т5К10. Также могут быть использованы метчики и плашки, которые выполняются из Р18 и Р6М5. При нарезании резьбы вручную рекомендуется использование касторового масла, которое позволит значительно упростить процесс.

В зависимости от вида обработки, а также имеющихся технических параметров станочного оборудования, осуществляется конкретный выбор скорости обработки.

Использование стали Ст3

Раскисление — ключевой фактор для данной марки стали. В зависимости от него определяются конкретные возможные условия эксплуатации, особенности обработки данного металла. Химические и физические свойства металла будут ухудшаться по мере роста общего количества кислорода.

Также сталь может быть классифицирована в зависимости от содержания кремния:

• Кипящая. Уровень кремния не менее 0,05%.
• Полуспокойная. Уровень кремния в диапазоне от 0,05% до 0,15%.
• Спокойная. Уровень кремния выше 0,15%.

В ходе производства кипящей стали производится дополнительное насыщение газами. Однако такая сталь относится к нераскисленным, поэтому ценится меньше.

Спокойная разновидность стали обладает наибольшей конечной стоимостью. Это объясняется тем фактом, что именно эта разновидность стали проходит наиболее тщательное очищение от кислорода, чтобы обеспечить наибольшую твердость и прочность. В итоге данный металл обладает наибольшей стойкостью к негативному воздействию окружающей среды.

Уголки, изготовленные из стали Ст3

Спокойная разновидность данной стали используется для создания листового проката, железнодорожных элементов, подвесных конструкций, арматур, трубопроводов.

При этом полуспокойная разновидность стали содержит около 1% кислорода. Она характеризуется меньшей твердостью и пластичностью, чем спокойная разновидность, однако также получила достаточно широкую распространенность. Она необходима для производства труб с различным диаметром и толщиной стенок, шестигранников, уголков и квадратов несущих конструкций, а также листового проката.

Механические свойства материала St 37-2

Испытание на растяжение (разрушение)

Испытание на изгиб (180°)

Испытание на ударную вязкость на образцах с V-образными надрезами (работа разрушения при ударе KV)

Для номинальной толщины > 100 мм испытания будут проводиться по запросу

Особенности производства СТ3

Все химические и физические свойства готового материала будут определяться компонентами, которые входят в состав, а значит, во многом зависят от использованных технологий при производстве сплава.

Основой стального сплава является феррит, который является составляющей железоуглеродистых сплавов. По своей сути этот элемент является твердым раствором углерода и легирующих компонентов. Данный сплав также насыщается углеродом для повышения его прочности.

Вредными примесями считаются фосфор, сера и их производные, поскольку они ухудшают пластичность сплава, а также увеличивают его хрупкость под воздействием холода.

Преимущества и недостатки стали СТ3

Основными сильными сторонами этой марки стали являются:

• Отличная свариваемость при любой термической обработке.

• Возможность получения большого разбега по механическим свойствам.

• Низкая стоимость при большом количестве вариантов эксплуатации.

• Возможность закалки с помощью высокочастотного тока.

• Отсутствие склонности к отпускной хрупкости.

Основным недостатком, который присущ всем подобным углеродистым аналогам, является повышенная склонность к коррозии. Другими же недостатками можно отметить невозможность использования сплава в северном климате, а также повышенная хрупкость из-за крупно или среднезернистого строения.

Спрос на кипящие сплавы объясняется их высокой доступностью, поскольку они обладают самой маленькой ценой, а их структура легче всего поддается последующей обработке. Таким образом, в случае необходимости использования активной термической обработки данная разновидность будет наиболее подходящей, хотя и стоит учитывать ее сниженные эксплуатационные характеристики из-за высокого уровня кислорода.

Применение и использование

Сплав предназначен для эксплуатации при положительных температурах. Из него изготовляют сварные изделия сложной формы, содержащие множество сварных швов. Также из металла делают детали, которые не нуждаются в предварительной термической обработке. В частности, из стали 3 изготавливают:

• крышки и корыта станков;
• холодноштампованные детали;
• несущие элементы сварных конструкций;
• детали повышенной прочности;
• зубчатые колеса;
• прокладки;
• проволоку, металлическую сетку;
• малонагруженные детали.