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.

Температурные изменения в структуре

Закалка проводится весьма часто для продукции, изготовленной из качественных конструкционных сталей, содержащих более 0,4% С, и практически всегда – для конструкционных легированных сталей, поскольку именно для них обычно и предъявляются повышенные прочностные требования.

Выбор режима закалки зависит от предназначения детали. Наиболее распространены следующие технологии:

• Термообработка малоуглеродистых конструкционных сталей (менее 0,2% С), для которых необходимо сочетание поверхностной твёрдости с достаточно вязкой сердцевиной. В этом случае сначала выполняют цементацию — насыщение поверхности дополнительным количеством углерода, а уже потом сталь закаливают;
• Термообработка среднеуглеродистых сталей с 0,3…0,6% С. Они применяются для производства ответственных машиностроительных изделий сложной формы, которые работают в условиях знакопеременных нагрузок. Нормализация всегда выполняется после закалки;
• Химико-термическая обработка, которая выполняется относительно высоколегированных сталей, где глубинные слои могут оставаться вязкими. Основные варианты исполнения такой обработки – цианирование, нитридирование, сульфурирование – производятся также после закалки.

3 формы кристаллов железа в сверхвысокоуглеродистой стали

Все конструкционные стали относятся к виду доэвтектоидных: процентное содержание углерода в них не превышает 0,8%. В структуре стали после закалки в зависисмотси от условий нагрева имеются следующие составляющие:

1. В диапазоне температур до 723 °С – феррит и перлит (перлит представляет собой механическую смесь феррита и цементита, куда подмешиваются и карбиды легирующих элементов).
2. Выше этой температуры и до 850…900 °С– смесь феррита с аустенитом, причём область устойчивого существования структуры зависит от процента углерода, и постепенно снижается от диапазона 950…723 °С до 0.
3. Ниже этой температурной линии структура является уже чисто аустенитной.

Для отображения динамики структурных изменений в конструкционных сталях при их нагреве широко применяется известная диаграмма «железо-углерод», по которой устанавливают режимы закалки и последующего отпуска. Часто тут же приводятся и фотографии структурных составляющих.

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.

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.

Как закалить металл в домашних условиях

Существует большое количество способов, подразумевающих различную технику и другие приспособления. Однако в данной статье мы рассмотрим два наиболее популярных, которые лучше всего подойдут для домашних условий: в печи или духовке и на костре.

Принципиального различия между данными способами не существует. Главное — поместить нож или другое изделие в печь или костер и следить за его температурой.

Первым делом происходит отжиг, то есть главный шаг термообработки. Важно следить за температурой стали и не допустить перегрева. Если нет специального прибора, которым можно измерить ее текущий показатель, можно оценивать его по цвету каления:

• Оранжевый — от 950 до 1000 градусов;
• Красно-оранжевый — от 900 до 950;
• Красный — от 800 до 900;
• Темновато-красный — от 750 до 800 градусов;
• Красно-бордовый — от 700 до 750;
• Бордовый — от 650 до 700;
• Коричнево-красный — от 550 до 650;
• Красновато-коричневый — от 500 до 550 градусов.

Также проверить готовность закалки можно с помощью обычного магнита. Если он перестал «липнуть» к металлу, то его температура составляет порядка 760 градусов, и необходимо как можно быстрее переходить к охлаждению.

Для более удобного отпуска также можно сверяться по цвету изделия, таким образом:

• Серый — 350 градусов;
• Голубой — 300−350 градусов;
• Синий — 300 градусов;
• Фиолетовый — 280 градусов;
• Красно-коричневый — 260 градусов;
• Желто-коричневый — 250 градусов;
• Соломенно-желтый — 240 градусов;
• Светло-желтый — 200−240 градусов.

Итак, как видите, довольно просто произвести закалку изделия из стали в домашних условиях. Однако всегда нужно помнить о мерах безопасности, а также иметь в виду инструкцию, описанную в данной статье.

На форуме с 27.05.2009, cообщений 39

Что и говорить, бывают у производителей всякого рода режущего, колющего и строгающего инструмента огрехи в закалке металла. И часто можно услышать, как, например, хозяин какого-нибудь топора вздыхает: «Эх, не то пошло железо! Вот старики инструмент делали – это да! А сейчас. ».

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 стали 3сп

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.

Особенности закалки стали

Как уже говорилось ранее, закалка является одним из видов термообработки металлов. Она подразумевает нагрев температуры тела до такой степени, что становится доступным изменение его кристаллической решетки. После такой обработки нож или другой объект из металла становится несколько тверже и прочнее, плюс к этому полностью теряется его пластичность до следующей закалки.
Также существует понятие отпуска. Это другой вид термообработки, с помощью которого понижается напряжение металла, которое он приобретает в процессе закалки.

Стоит знать, что закалка производится исключительно над нержавеющими стальными телами, а также сплавами, из которых они изготавливаются. Благодаря своей структуре изделие обладает высоким показателем твердости, который влияет на его хрупкость. При правильной термообработке, а также последующем быстром отпуске можно снизить хрупкость объекта и позволить его использование во множестве сфер.

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.

Свойства марки стали 3СП

Среди качественных показателей данной марки стали 3сп стоит выделить стойкость к возникновению коррозийных процессов, а также возможность сваривания. Помимо всего прочего, она относится к разряду нефлокеночувствительных сталей, которые не обладают отпускной хрупкостью.

Для улучшения определенных свойств металла без изменения его химического состава, часто используют термическую обработку, во время которой металл подвергается сильнейшему нагреву, а после чего некоторое время охлаждается в жидкой среде с поддержанием низких температур. Проведение подобной процедуры позволяет в разы продлить эксплуатационный срок готового изделия, изменить общую массу или его габариты. Во время термической обработки происходит изменение механических свойств сплава, который в горячей форме может принять любую заданную форму.