Температура плавления стали ст3

Температура плавления и кипения стали

  1. Особенности
    • Легированная
    • Нержавеющая
  2. Показатели для разных сталей
  3. Расчет

Сталь представляет собой сплав из железа и углерода, который отличается высокими прочностными характеристиками и долгим сроком службы. Материал востребован в строительстве, из него собирают металлокаркасы зданий и сооружений, а также выполняют устройство мощных узлов различных конструкций.

Особенности

При определенных условиях твердые тела начинают плавиться – это доказанный факт. Постепенно твердая консистенция приобретает жидкое состояние, и у каждого материала свой температурный предел, при котором это происходит. В физике существует определенная таблица, где указаны температуры плавления и кристаллизации – приобретение жидким телом твердой формы – для большинства материалов.

В этой таблице также есть сталь, и средняя температура плавления, вне зависимости от типа материала, составляет 1400 градусов по Цельсию.

Плавление представляет собой процесс, когда твердое вещество становится жидким. Температура плавления, как нетрудно догадаться, температура, при которой происходит изменение состояния. А также выделяют температуру кипения – при ней материал постепенно начинает переходить в газообразное состояние. Температура кипения стали достигает 3000 градусов по Цельсию.

Теперь о самой стали. Углеродистое соединение – основной вид продукции, который можно встретить на металлургических заводах. В состав материала, помимо железа и углерода, включают другие добавки, которые повышают характеристики металла и придают ему дополнительные свойства. Среди подобных добавок выделяют марганец, кремний и магний – все они направлены на улучшение физических и химических показателей стали.

Сталь делят на разные группы исходя из содержания углерода в его составе.

  • Низкоуглеродистые, в которых процентное содержание углерода составляет всего 0,29%.
  • Среднеуглеродистые с показателем в 0,6%.
  • Высокоуглеродистые, у которых содержание углерода превышает 0,6%.

Соединения с содержанием железа и углерода востребованы во многих сферах, возможности их эксплуатации определяются характеристиками произведенного материала, к числу которых относят жаропрочность и коррозионную стойкость. По этим критериям стали делят на:

  • конструкционные;
  • инструментальные.

Вторые содержат в своем составе марганец, повышающий качество стали и температуру плавления – особый показатель, который характеризует возможность использования материала в суровых условиях. Стоит рассмотреть основные особенности наиболее востребованных видов сталей.

Легированная

Состав этого материала включает дополнительные компоненты, которые придают ему необходимые свойства и обеспечивают требуемую прочность. В зависимости от концентрации сталь делят на:

  • низколегированную, где концентрация дополнительных компонентов составляет 2,5%;
  • среднелегированную с процентным содержанием добавок до 10%;
  • высоколегированную, где показатель превышает 10%.

В соответствии с добавками сталь делят на тугоплавкую, хромоникелевую или марганцовистую. Наличие дополнительных веществ делает материал более стойким к коррозии, механическим воздействиям, а также повышает температуру плавления при газосварке до 1400-1480 градусов по Цельсию.

В качестве усиливающих свойства материала веществ выступают хром, азот, никель, ванадий, и это далеко не полный список.

Нержавеющая

Нержавейка представляет собой сплав, характеризуемый повышенной устойчивостью к сухой и влажной коррозии, а также абсолютно невосприимчивый к воздействию агрессивной среды. Чтобы добиться желаемых свойств, и повысить характеристики материала, в состав стали добавляют:

  • хром;
  • никель;
  • магний;
  • титан.

Нержавеющая сталь считается одним из востребованных железных сплавов, и самыми популярными марками являются зарубежные – это 300 и 400 серии материала. Среди положительных свойств стали выделяют высокую прочность и устойчивость к большинству неблагоприятных воздействий.

Сегодня выделяют 3 варианта нержавеющей стали.

  • Жаропрочная. Сохраняет прочностные характеристики при работе в высоких температурах. Из нее изготавливают детали, которые впоследствии используют в фармацевтике, ракетной отрасли и текстильной промышленности.
  • Ржаво-стойкая. Отличается повышенной стойкостью к процессам окисления, из-за чего обладает долгим сроком службы по сравнению с остальными материалами. В основном используется в медицинской и строительной отраслях, а также для изготовления деталей в машиностроении.
  • Жаростойкая. Обладает отличной устойчивостью к коррозии и демонстрирует неплохую работу при высоких температурах. Идеальный вариант для использования в условиях агрессивных сред.

Температура плавления таких сталей не опускается ниже 1350 градусов по Цельсию. Максимальный предел – 1500 градусов.

Показатели для разных сталей

Итак, выделяют несколько видов сталей: обычная, легированная, низколегированная и высоколегированная, а также нержавеющая. Каждая характеризуется определенным содержанием добавок, выраженном в процентном соотношении. Выше уже были определены температуры плавления популярных разновидностей сталей. Для сталей Ст3, 35, 40 или 20 он будет лежать в пределах от 1200 до 1500 градусов. Отдельной категорией стоит выделить чугун, который представляет собой сплав углерода и железа. В материале также присутствуют:

  • марганец;
  • кремний;
  • сера;
  • фосфор.

Чугун отличается повышенной устойчивостью к воздействию высоких температур, способен выдержать длительные нагрузки и негативные воздействия. Выделяют четыре вида чугуна.

  • Белый. Самый прочный материал, который дополнительно делят на доэвтектический, эвтектический и заэвтектический. Белым он называется за характерный оттенок, который приобретает в процессе изготовления. Обладает внушительной массой, подходит для изготовления механических деталей.
  • Серый. Состав чугуна также включает фосфор, небольшое количество серы и кремния. Отличается простотой изготовления и неплохими механическими свойствами. В основном используется для производства деталей, которые подвергаются воздействию ударных нагрузок.
  • Ковкий. Подвид белого, который получают посредством длительного нагрева и выдержки материала. Обладает повышенной прочностью и легко поддается обработке.
  • Высокопрочный. Считается наиболее прочным среди перечисленных за счет содержания в составе углерода, марганца, серы и фосфора. А также обладает повышенной ударной вязкостью, подходит для изготовления коленчатых валов и труб.

Неудивительно, что температуры плавления стали и чугуна отличаются. Если внимательно изучить таблицу, то параметр для чугуна находится в промежутке между 1100 и 1200 градусами по Цельсию. Интересно, что температуры кипения у материалов одинаковые, и у чугуна удельный показатель также составляет 3000 градусов.

Расчет

Температура плавления стали – один из важных параметров, с помощью которого удается определить возможность эксплуатации выбранного профиля в разрабатываемом проекте. Ранее для расчета показателя пользовались формулой Линдемана, однако она не позволяла получить высокоточные результаты. В 1999 году Гаврилин И. В. вывел новую методику расчета по формуле:

Тпл = DH пл / 1,5 N0 k, где:

  • Тпл – температура плавления стали;
  • DH пл – скрытая температура плавления;
  • N0 – скрытая теплота плавки;
  • k – константа Больцмана.

Для проведения расчетов необходимо воспользоваться информацией из ГОСТов и других нормативных документов, в которых приведены базовые характеристики материалов.

Сталь СТ3: химический состав и свойства

Сталь – это сплав двух элементов железа, углерода, легирующих примесей, которые добавляют в металл для придания ему нужных свойств. Ст3 – это конструкционная углеродистая сталь обыкновенного качества, широко распространена во всех сферах промышленного производства. Является самым распатроненным металлом для несущих строительных конструкций. Из этого сплава делают лист, профиль, трубу, двутавры и другой металлопрокат.

Химический состав

Марки стали различаются по составу, который определяет механические характеристики, область применения и свариваемость материала.

Небольшое количество легирующих элементов и высокая пластичность Ст3 делает её самым распространённым сплавом, применяемым в строительстве. Ни одна стройка не может обойтись без проката из Ст3.

Химический состав материала включает следующие элементы:

  • железо – 97%;
  • углерод – 0,14-0,22%;
  • никель, медь, хром – каждый не больше 0,3%;
  • марганец — 0,4-0,65%;
  • кремний — 0,05-0,17%;
  • мышьяк менее 0,08%;
  • серы не более 0,05;
  • фосфор менее 0,04%.

Углерод определяет твёрдость, прочность, пластичность, показатели свариваемости, физико-механические свойства стали. Сера и фосфор – вредные примеси.

Легирующие элементы в структуре этого сплава, которые влияют на его характеристики – это марганец, хром, медь и никель.

Физические и механические свойства

Сталь Ст3 это самая используемая марка металла, применяемая в строительстве и в машиностроении. Низкая цена в сочетании с физико-механическими показателями, которые определили популярность этого материала.

Читайте также  Технология сварки среднеуглеродистых сталей

Перечислим механические показатели Ст3:

  • предел текучести 205-255 МПа;
  • временное сопротивление разрыву 370-490 МПа;
  • относительное удлинение 22-26%;
  • ударная вязкость при температуре:
  • 20 0С составляет 108 Дж/см2;
  • 20 0С равняется 49 Дж/см2;
  • твёрдость HB 10-1: 131 МПа.

Прочностные показатели предел текучести и относительное удлинение – зависят от толщины и формы проката. Чем больше толщина металлопроката, тем ниже значение показателя, самые низкие показатели у труб, высокие показатели у листов, толщиной 5-10 мм.

Плотность Ст3 составляет 7850 кг/м3. Сплав относится к хорошо свариваемым материалам.

Маркировка Ст3

Классифицируются низкоуглеродистые стали по составу степени расселения. Раскисление – это процесс удаления из расплава кислорода, являющегося вредной примесью. Он ухудшает механические и другие свойства материала.

По степени раскисления сплав бывает трёх видов:

  • спокойная обозначается «сп»;
  • полуспокойная – маркировка «пс»;
  • кипящая – «кп».

Проведём расшифровку материала Ст3Гпс. Буквы «Ст» обозначают сталь. Цифра «3» – это процентное содержание углерода, чем больше цифра, тем больший процент углерода содержится в металле. Буква Г — пишется, если процент содержания марганца в 0,8% и более. ПС – полуспокойная.

Разновидности сплава Ст3

Спокойная сталь раскисляется с использованием марганца, кремния и алюминия. Это дорогой и высококачественный материал. За счёт однородной структуры спокойный металл пластичнее и коррозионно устойчивее. Применяется для изготовления несущих ответственных конструкций, узлов машин, механизмов, которые работают при отрицательных температурах и динамических нагрузках.

Полуспокойная сталь раскисляется марганцем и алюминием. Показатели прочности и пластичности у этого материала близки к спокойной стали, но уступают ей. Применяется при возведении несущих металлоконструкций, где требования к прочностным показателям ниже, чем у конструкций из спокойного металла. Преимуществом этого сплава – его стоимость дешевле.

Кипящая сталь самая дешёвая, раскисляется только марганцем. При заливке этого расплава в слябы происходит активное кипение – выделяются содержащиеся в сплаве газы. В разных частях слитка может иметь неоднородные свойства. Кипящая металл хрупкий, плохо сваривается и подвержена коррозии. Применяется для изготовления конструкций, к которым не предъявляются высокие требования.

Применение Ст3

Из спокойной стали производят: лист, уголок, швеллер, арматуру, двутавровую балку и другой металлопрокат, который используют для изготовления:

  • трубопроводной арматуры, труб, фасонных изделий;
  • мостовых кранов, несущих железнодорожных металлоконструкций, каркасов зданий, внутрицеховых металлоконструкций, железнодорожных и автомобильных мостов;
  • ёмкостей для хранения воды и нефтепродуктов, железнодорожных вагонов, цистерн для перевозки нефтепродуктов;
  • кузовов автомобилей, корпусов судов;
  • других ответственные конструкции, применяемых во всех отраслях промышленности, работающих при низких температурах окружающего воздуха, в условиях динамических знакопеременных нагрузок.

Полуспокойная сталь используется для тех же металлоконструкций и деталей, что и спокойная, но при условии, что эти изделия не будут работать при температурах ниже -10 0С.

Кипящая сталь. Применяется для малонагруженных, второстепенных, ненагруженных металлоконструкций, которые работают при постоянных нагрузках. Из неё изготавливают заборы, заземление, кронштейны, листовую обшивку, другие элементы зданий и металлоконструкций.

Технические характеристики углеродистой стали 3

Автор: Игорь

Дата: 18.09.2019

  • Статья
  • Фото
  • Видео

К категории конструкционных углеродистых сплавов обыкновенного качества относится сталь 3, характеристики которой обеспечили ей применение во многих областях народного хозяйства. Одним из факторов, способствующих широкому распространению материала, является его низкая себестоимость.

Химический состав

Расшифровка марки стали Ст3 указывает на основные компоненты в ее составе – железо (97%) и углерод (0,14-0,22%). От концентрации углерода зависит основное качество сплава – его твердость. В состав стали входят также небольшие количества:

  • марганца – 0,4-0,65%;
  • кремния – 0,15-0,17%;
  • никеля и хрома – по 0,3%;
  • мышьяка – 0,08%;
  • меди – до 0,3%;
  • серы – 0,05%;
  • фосфора – 0,04%;
  • азота – до 0,008%.

Особенностью сплава Ст3 является жесткое регламентирование содержания вредных примесей – серы и фосфора. Фосфор снижает пластичность металла при действии высоких температур, а сера при взаимодействии с железом образует сульфиды, вызывающие явление красноломкости. Следует отметить и повышенную концентрацию азота, на который приходится почти 0,1%. В соответствии с ГОСТом 380-2005 сплав маркируется с сопутствующими индексами, которые указывают на степень раскисления, например, Ст3Гсп:

  • первые две буквы указывают на углеродистую сталь обыкновенного качества;
  • цифра «3» означает порядковый номер марки по данному ГОСТу;
  • знак «Г» свидетельствует о модификации с повышенным содержанием марганца;
  • «сп», «кп», «пс» – степени раскисления.

Заменителями марки стали Ст3 могут выступать:

  • С245, согласно ГОСТу 27772-88;
  • С285;
  • ВСт3Сп.

Зарубежные аналоги маркируются по другим правилам:

  • A57036, K01804 – США;
  • 40B, 722M24, HFS4 – Великобритания;
  • 1.0038, DC03 – Германия;
  • E24-2, E24-4 – Франция;
  • SS330, SS400 – Япония;
  • Fe360B, Fe360C – Италия;
  • G235C – Китай;
  • RSt360B – Австрия;
  • Fe235D – Венгрия.

Номенклатура продукции включает:

  • сортовой и фасонный прокат по ГОСТу 2591-2006;
  • листы различной толщины и штамповки;
  • трубы и арматуру, согласно ГОСТу 10705-80;
  • ленты и полосы, которые выпускаются по ГОСТу 14918-80;
  • проволоку разного сечения.

Свойства сплава

Основные физические свойства стали 3:

  • плотность – 7850 кг/м 3 , показатель может колебаться в определенных пределах;
  • модуль упругости – 200 ГПа;
  • коэффициент теплопроводности – 55 Вт/м*К;
  • величина, характеризующая отношение относительного поперечного сжатия к растяжению – 0,3.

Среди технических параметров особое значение придается:

  • поверхностной твердости – 131 МПа;
  • временному сопротивлению – 360-570 МПа;
  • пределу текучести – 235-245 МПа;
  • относительному удлинению – 33%;
  • относительному сужению – 59%;
  • температурному диапазону ковки – 750-1300 градусов;
  • неограниченной свариваемости любым из возможных способов;
  • отсутствию склонности к отпускной хрупкости и флокеночувствительности.

Раскисление стали

На механические свойства стали Ст3 большое влияние оказывает степень раскисления, которая обязательно должна указываться в маркировке. Раскислением называют процесс удаления растворенного кислорода из расплава. Кислород считается вредной примесью, так как он образует с железом оксиды, повышающие хрупкость и пористость сплава.

В качестве раскислителей используются вещества, обладающие более высоким сродством к кислороду, чем железо – марганец, кремний или алюминий. Соединяясь с кислородом, они восстанавливают железо до свободного состояния. Образующиеся при этом оксиды MnO, SiO2, Al2O3 удаляются вместе со шлаками. Различают три степени окисления стали.

Спокойные стали входят в разряд самых качественных. Они маркируются символами «сп» и отличаются:

  • плотной, однородной структурой;
  • высокими показателями пластичности;
  • максимальной устойчивостью к коррозии.

Характеристики стали 3сп позволяют использовать ее при сооружении несущих металлоконструкций. Ее главным недостатком является высокая стоимость.

Полуспокойные стали («пс») занимают промежуточное положение по качеству и цене. Их кристаллизация происходит без кипения, но с выделением большого количества газа. В силу более доступной стоимости полуспокойные стали часто используют для изготовления менее ответственных изделий.

Кипящие стали характеризуются:

  • неоднородной структурой;
  • высокой загрязненностью газами;
  • повышенной хрупкостью.

Но они превосходно поддаются обработке при любом температурном режиме. При соблюдении необходимых условий они представляют самый доступный и практичный материал.

Термическая обработка

Для улучшения эксплуатационных характеристик стали Ст3 применяется термообработка с помощью:

  • отжига, позволяющего добиться равновесной структуры металла и более низкой пластичности;
  • закалки, придающей сплаву максимальную твердость;
  • отпуска, который снимает внутренние напряжения, возникающие при закалке;
  • цементации, повышающей поверхностную твердость и износоустойчивость без изменения внутренней структуры.
  • для закалки – 900-920 градусов;
  • отпуска – 180-250;
  • нормализации – 920-950 градусов.

После термообработки основной структурной составляющей поверхности сплава становится мартенсит с карбидами высокой износостойкости и твердости – выше 60 HRC. Внутренняя структура металла будет оставаться пластичной и вязкой с показателем твердости 30-42 HRC.

Преимущества и недостатки

Плюсы и минусы сплава определяются его механическими свойствами. Одной из важных характеристик стали 3 является хорошая свариваемость без предварительной подготовки и последующей термообработки. Сварку можно проводить любым из методов:

  • дуговым;
  • электрошлаковым;
  • контактно-точечным;
  • плавящимся электродом в углекислом газе;
  • аргонно-дуговым.
Читайте также  Сталь и нержавейка отличия

Для изделий, толщина которых превышает 36 мм, сварочные работы рекомендуется проводить с подогревом детали и термической обработкой шва.

Сплав представляет универсальный конструкционный материал, который по совокупности положительных качеств превосходит высоколегированные стали.

Достоинства марки стали Ст3сп состоят:

  • в наличии гомогенной структуры, обеспечивающей защиту металла от внешнего воздействия;
  • высокой коррозионной устойчивости;
  • повышенной твердости и упругости;
  • отсутствии флокеночувствительности и отпускной хрупкости;
  • устойчивости к динамическим нагрузкам;
  • доступной стоимости по сравнению с другими сплавами.

Недостатком сталей Ст3 является невысокая устойчивость к низким температурам.

Область применения

Технологические параметры спокойных сталей позволяют использовать их в производстве:

  • листового и фасонного проката;
  • труб и арматуры для магистральных газопроводов;
  • крупных подвесных конструкций в железнодорожной отрасли;
  • двухслойных листов, устойчивых к коррозии.

Наиболее широкое применение имеют полуспокойные стали. Несмотря на сниженные показатели твердости и пластичности, эти сплавы характеризуются более доступной стоимостью. Из них получают:

  • трубы для систем отопления разного диаметра и толщины стенок;
  • листовой прокат для обшивки корпуса различных агрегатов;
  • уголки и квадраты для несущих конструкций.

Кипящая сталь входит в категорию самых доступных по стоимости. Из-за высокой концентрации кислорода эксплуатационные свойства материала заметно ниже, но он хорошо поддается термической обработке. Из него производят изделия рядового назначения, которые не подвергаются переменным нагрузкам.

Конструкционная сталь СТ3КП

Сталь СТ3КП относится к конструкционному типу, является кипящей, углеродистой. Она характеризуется стандартным качеством, используется для производства несущих конструкций, а также второстепенных элементов в строительстве, применяющихся при положительных температурах. Сплав очень популярен, для его получения используются конвертерные и мартеновские печи.

Расшифровка

Расшифровка стали СТ3КП в соответствии с Госстандартом 380-2005 содержит информацию:

  • СТ – сталь углеродистая обычного качества;
  • 3 – номер состава;
  • КП – кипящая.

Химический состав

Химический состав стали СТ3КП содержит:

  • 0,22% углерода;
  • 0,05% кремния;
  • 0,6% марганца.

Дополнительные элементы (хром, никель и пр.) содержатся в значительно меньшем количестве.

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.

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.

Технические характеристики

К характеристикам стали СТ3КП относятся:

свариваемость свариваема;
твердость НВ 10 -1 131 МПа;
температура плавления 1300-1400 градусов;
плотность 7850 кг/м 3 ;
удлинение 23-25%;

Стоимость стали составляет порядка 40 руб. за килограмм. Окончательная цена зависит от объема заказа и способа доставки. Материал обязательно должен соответствовать требованиям Госстандарта 380-71 и 380-2005. В комплекте с заказом поставляются документы о содержании компонентов в составе, прочности, временном сопротивлении, ударной вязкости стали СТ3КП.

Сортамент

Из данной марки изготавливают:

  • трубы и арматуру;
  • прокат;
  • катанки;
  • толстолистовой материал.

Чем отличается сталь СТ3КП от СТ3СП?

Рассматриваемая сталь является кипящей, а СТ3СП – спокойной. В первом случае речь идет о неокисленном продукте, в котором в большом количестве присутствуют примеси неметаллов. Второй сплав полностью раскислен, в нем практически отсутствуют шлаки и неметаллы.

Спокойная сталь не кипит при разливе, она однородная, легкосвариваемая, устойчивая к динамическим воздействиям. Однако стоимость ее выше.

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.

Раскисление стали

Раскисление – это процесс, при котором из состава выводятся излишки кислорода. В результате материал становится более прочным и устойчивым к различным воздействиям. В качестве раскислителей в состав вводят алюминий и кремний, которые сразу превращаются в оксиды. Вокруг них начинают формироваться очаги кристаллизации, а структура становится мелкозернистой.

Свариваемость

Сталь СТ3КП не имеет ограничений по сварке, для этого могут применяться способы:

  • РДС;
  • ручная АДС;
  • ЭШС;
  • автоматическая под флюсом;
  • механизированная плавящимся электродом в среде СО2;
  • контактная.

Проведение сварочных работ с деталями толщиной более 36 мм потребует последующий отжиг.

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.

Аналоги

К наиболее распространенным аналогам СТ3КП относятся:

  • китайская А3;
  • европейская 1.0036;
  • японская SS400;
  • немецкая Fe360B;
  • американские К01804 и А283.

При покупке иностранного материала необходимо потребовать от продавца сертификаты соответствия российским требованиям.

Марка стали СТ3: характеристики, применение и иные нюансы

Сталь СТ3 на сегодняшний день является одной из наиболее востребованных в производстве разновидностей стали. В частности, ее задействуют для изготовления труб системы теплоснабжения, садовых скамеек, крышек для станочного оборудования и многих других предметов повседневного использования.

Этот материал принято классифицировать как конструкционную углеродистую сталь обыкновенного качества. Несмотря на доступную стоимость, она обладает выдающимися физическими и химическими характеристиками.

Химсостав материала: к какому классу относится?

С точки зрения химического состава, для стали СТ3 характерны следующие особенности:

  1. Легирующих компонентов в составе структуры СТ3 достаточно мало. Концентрация никеля, меди и хрома достигает 0.3%.
  2. Элементами, определяющими принадлежность материала к классу сталей, являются углерод и железо. В марке СТ3 железо присутствует в концентрации 97%, а углерод — в диапазоне от 0,14% до 0,22%.

Содержание углерода отвечает за показатели твердости и ряда прочих физико-механических свойств материала.

Также в состав материала входят следующие химические элементы в следующей концентрации:

  • от 0,15% до 0,3% кремния;
  • от 0,4% до 0,65% марганца;
  • до 0,3% никеля;
  • до 0,3% хрома;
  • до 0,05% серы;
  • до 0,04% фосфора;
  • до 0,08% арсена;
  • до 0,008% азота.
Читайте также  Специальные стали и сплавы нержавейка

От специфики химического состава непосредственно зависит удельный вес стали СТ3, вес куба и показатель “сталь СТ3 цена за тонну”.

Чем выше концентрация углерода в стали, тем она прочнее. Однако при сварке повышается риск формирования в шве горячих трещин.

Расшифровка

Определить, какие у материала сталь СТ3 характеристики в соответствии с ГОСТ, можно благодаря расшифровке. Согласно ГОСТ 380, данный материал представлен в следующих разновидностях:

  1. Сталь Ст3сп.
  2. Сталь Ст3пс.
  3. Сталь Ст3кп.

Эти индексы применимы в обязательном порядке при любой маркировке. При расшифровке марки материала необходимо учитывать следующие обозначения:

  1. Ст — применяется для указания стандартных качеств углеродистых сталей.
  2. 3 — условный номер марки сплава. Он может меняться в диапазоне от 0 до 6, в соответствии с процентным содержанием углерода в материале.
  3. Г — этот символ употребляют, если в состав материала входит марганец. Так, для стали типа Ст3гпс характерно содержание 0.8% марганца.
  4. Сп — обозначает степень раскисления стали. Аббревиатурой “кп” обозначают кипящие сплавы, “пс” — полуспокойные.

Таким образом, марка Ст3пс5 является полуспокойной, но характеризуется высокой степень раскисления. Специфика маркировки материала регламентирована ГОСТом 380-2005.

Если в названии марки отсутствуют буквы “пс” либо “кп”, сталь следует считать спокойной.

Чтобы понять свойства изделий, произведенных из стали СТ3, следует ориентироваться на их ГОСТы:

  • ГОСТ 107105-80 — для труб и арматуры к ним;
  • ГОСТ 2591-2006 — для проката;
  • ГОСТ 14918-80 — для ленточного и полосового проката;
  • ГОСТ 5812-82 — для рельсов;
  • ГОСТ 8479-70 — для поковок.

к содержанию ↑

Характеристики

При выпуске заготовок мастера следят за следующими параметрами материала:

  • временным сопротивлением;
  • пределом текучести;
  • степенью изгиба под воздействием значительных усилий;
  • относительным удлинением;
  • ударной вязкостью при определенных температурах.

Отличную сталь марки СТ3 можно сваривать газовым, электрическим или любым другим методом, без каких-либо ограничений.

К важнейшим техническим показателям данного типа стали относят следующие:

  1. Ее поверхность характеризуется твердостью 131 МПа.
  2. За счет неоднородной плотности материла его масса может существенно варьироваться.
  3. Ограничений касательно свариваемости материала не существует.
  4. Отпускная хрупкость не является характерной чертой данного типа стали.

Благодаря этим характеристикам материал удается использовать для производства чрезвычайно обширного ассортимента заготовок.

Механические характеристики материала удобнее всего систематизировать в формате таблицы.

Сфера применения

Сфера применения стали СТ3 варьируется в зависимости от степени ее раскисления. Раскислением называют процесс, при котором из состава стали выводят кислород. Чем выше концентрация кислорода, тем ниже химические и физические характеристики материала.

В зависимости от содержания кремния, сталь СТ3 бывает:

  • кипящей — содержит минимум 0,05% кремния;
  • полуспокойной — содержит от 0,05% до 0,15% кремния;
  • спокойной — содержит свыше 0,15% кремния.

Кипящие стали кипят и насыщаются газами в процессе разливки по изложницам. Эти стали относятся к категории нераскисленных. Раскисленные стали в процессе разливки не кипят и за счет этого ценятся выше.

Спокойная разновидность стоит ощутимо дороже двух других в силу следующих причин:

  • выдающихся эксплуатационных качеств, которые объясняются минимальным содержанием кислорода;
  • за счет своей однородности материал надежно защищен от агрессивных воздействий окружающей среды.

Спокойную сталь задействуют для изготовления следующих типов продукции:

  1. Фасонной и листовой разновидностей проката.
  2. Основных и второстепенных элементов для железнодорожных элементов и подвесных конструкций. Железнодорожная отрасль обеспечивает стабильный спрос на металлы с невысокой стоимостью и выдающимися эксплуатационными качествами. Стоимость одного квадратного метра является чрезвычайно значимым фактором в силу крупных габаритов подвесных конструкций.
  3. Деталей и арматур, используемых для создания трубопроводов. Трубы нужны, чтобы транспортировать газ, теплоносители и прочие среды. Материалы для их изготовления должны быть твердыми и прочными, чтобы справляться с высокими нагрузками и агрессивными воздействиями внешней среды.

Себестоимость также имеет важное значение, так как дорогостоящие сплавы не всегда оказываются наиболее практичными. Сталь СТ3 же прекрасно удовлетворяет потребностям отрасли.

В полуспокойной разновидности СТ3 содержится примерно 1% кислорода. За счет этого ее твердость и пластичность несколько ниже, чем у спокойной. Данный тип стали применяется для производства следующих изделий:

  1. Труб с различным диаметром и толщиной стенок. В отопительных системах они выполняют функцию несущих элементов. Коррозионная стойкость у рассматриваемого сплава невысокая, поэтому его поверхность необходимо защищать от воздействия повышенной влажности.
  2. Шестигранников. Эти элементы востребованы в самых разных отраслях промышленности.
  3. Уголков и квадратов для несущих конструкций. За счет своей повышенной прочности они способствуют увеличению жесткости конструкции и оптимальному распределению нагрузки на нее. Выбор уголков и квадратов для конкретной конструкции осуществляется в зависимости от их толщины листа, длины и формы поперечного сечения, угла расположения плоскостей.

Задействуют эти элементы для того, чтобы изготавливать новые несущие конструкции и укреплять уже существующие.

  • Листового проката. Это особенно востребовано для обшивки несущих конструкций и производства корпусных изделий. Толщина таких изделий может значительно варьироваться. Листовой прокат применяют для штамповки или холодной гибки (для обоих этих процессов характерная высокая производительность).
  • Кипящие сплавы являются наиболее доступными с финансовой точки зрения. Для структур, которые получаются на их основе, характерна высокая степень обрабатываемости. Сплавы можно успешно обрабатывать термическими методами, однако высокая концентрация кислорода приводит к снижению их эксплуатационных качеств.

    Особенности механической обработки

    Для корректной механической обработки изделий из стали СТ3 важно соблюдать правила подбора инструмента и выбора режима резания.

    Режущий инструмент для фрезерования и точения СТ3 выполняется из твердых сплавов Т5К10 и ВК8. Стали Р6М5 и Р18 задействуют для изготовления метчиков и плашек, которыми выполняют внутреннюю и наружную резьбу на СТ3. Когда эта сталь обрабатывается на токарно-фрезерных станках, следует пользоваться Эмульсолом либо иными водоэмульсионными СОЖ. Если резьба нарезается вручную, для облегчения работы рекомендуется пользоваться касторовым маслом.

    На то, с какой скоростью будет производиться обработка, влияют свойства самой стали (расчетное сопротивление, допускаемое напряжение, магнитная проницаемость), тип обработки и технические параметры станочного оборудования. На токарных станках допустимо вращать шпиндель со скоростью до 700 оборотов в минуту.

    Производство

    Стальные сплавы изготавливаются на основе феррита, то есть твердого раствора углерода с легирующими элементами. Этот расплав насыщают углеродом, чтобы повысить его прочность. Концентрация фосфора в марке СТ3 не должна превышать 0,04%, серы — 0,05%.

    За счет реакции феррита с фосфором пластичность сплава понижается под воздействием высоких температур, а под воздействием морозов материал становится более хрупким. Формирование сернистого железа в процессе расплава может стать причиной красноломкости материала.

    Чтобы, наоборот, повысить прочность готового материала, к пластичному и малопрочному ферриту добавляют углерод, легируют его с дополнительным термическим упрочнениями либо с добавками: марганцевыми, никелевыми, хромовыми, кремниевыми. Феррит в чистом виде для производства строительных конструкций использоваться не может.

    Для улучшения эксплуатационных характеристик изделий из СТ3, их рекомендуется подвергать термической обработке. Так, отжиг необходим сложным конструкциям сразу после сооружения, чтобы снять напряжения, возникшие при выполнении сварочных работ. Аналогично следует снимать напряжение у деталей с толщиной либо радиусом свыше 36 мм.

    С255 и иные аналоги

    Аналоги этой востребованной разновидности стали выпускают на металлургических предприятиях как в России, так и за рубежом. Упоминания заслуживает, например, С255 марка стали аналог СТ3. Систематизировать все аналоги стали СТ3 в соответствии со страной производства удобнее всего в формате таблицы.

    Если сталь ввозится в Россию из другого государства, ее производитель обязан предоставить документы, подтверждающие соответствие материала российским ГОСТам и ТУ.