Углеродистая сталь марки ст3сп

Характеристики

• 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.

Внимание. На сегодняшний день сварку чаще всего выполняют с помощью проволочных электродов, электродов большого сечения либо плавящихся мундштуков.. К важнейшим техническим показателям данного типа стали относят следующие:

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.

Как проводятся испытания на производствах

Для проведения испытаний, целью которых является определение текучести материала, берут цилиндрическую заготовку диаметром 20 мм и длиной более 10 мм. На детали делают насечки для получения отрезка длиной 10 мм. Сама заготовка должна быть больше этой длины для того, чтобы ее можно было захватить с двух сторон.

Поведение сталей при высоких температурах

Деталь зажимают в тиски и начинают растягивать, постепенно увеличивая силу растяжения. В процессе произведения нагрузки производят замеры растущего удлинения образца. Полученные данные заносят в график, называемый диаграммой условного растяжения.

Если на заготовку оказывается небольшая нагрузка, она растягивается в обе стороны пропорционально. По мере увеличения силы растяжения достигается предел пропорциональности, после чего деталь растягивается неравномерно. Предел текучести стали определяется в тот момент, когда материал уже не может вернуться к первоначальной длине.

Существуют Государственные Стандарты и Технические Условия, в которых значения предела текучести разделены на четыре класса:

• 1 класс – до 500 кг/см2;
• 2 класс – до 3000 кг/см2;
• 3 класс – до 4000 кг/см2;
• 4 класс – до 6000 кг/см2.

Определение пластичности

Показатель пластичности является не менее важным параметром, который обязательно учитывается в процессе проектирования конструкций. Он определяется двумя параметрами:

• остаточным удлинением;
• сужением при разрыве.

Чтобы рассчитать остаточное удлинение, производят замер двух частей детали после разрыва. Длину каждой части складывают, а затем определяют процентное соотношение к первоначальной длине. У более прочных металлических сплавов этот показатель меньше.

Характеристики пластичности стали

Определение хрупкости

Хрупкость – это свойство, противоположное пластичности. Показатель хрупкости зависит от множества факторов. К ним относятся:

• температура воздуха (при низких температурах хрупкость материала увеличивается);
• увеличение скорости оказываемой нагрузки;
• влажность воздуха и пр.

Изменение этих условий приводит к изменению показателя хрупкости. К примеру, чугун – хрупкий материал. Но если чугунную деталь зажать со всех сторон, она способна перенести значительные нагрузки. А стальной прут с насечками становится невероятно хрупким.

Определение прочности

Прочность – это характеристика металла, определяющая его способность выдерживать нагрузки, не разрушаясь полностью. Для испытаний берут деталь и создают для нее условия, максимально приближенные к эксплуатационным, путем постепенного увеличения нагрузок.

Прочность стали на растяжение при изгибе

Химсостав материала: к какому классу относится?

Важно. От химического состава материала зависит специфика его термической обработки, а также сфера применения заготовок, создаваемых на основе материала

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.

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.

Внимание. Если бы концентрация углерода в СТ3 превыщала 5%, этот материал нельзя было бы сваривать электрошлаковым методом без специальных приемов

Применение стали Ст3

Рассматривая различные марки стали нужно учитывать тот момент, что они классифицируются по степени раскисления. Этот химический процесс предусматривает удаление с состава кислорода. Слишком большая концентрация кислорода определяет снижение физических и механических свойств.

Классификация проводится следующим образом:

1. Спокойная характеризуется тем, что в состав входит от 0,16 до 0,3% кремния.
2. Полуспокойная имеет средний показатель концентрации рассматриваемого элемента.
3. Кипящая отличается по химическому составу от спокойной тем, что в составе содержится кремния не менее 0,05%.

Маркируется материал Ст3 соответствующим образом. Для проведения химического процесса могут использоваться различные вещества.

Стоит учитывать, что спокойная обходится намного дороже других вариантов исполнения. Это можно связать со следующими моментами:

1. Структура однородная, за счет чего повышается степень защиты материала от воздействия окружающей среды.
2. В состав входит небольшое количество кислорода, что и определяет высокие эксплуатационные качества.

При использовании спокойной стали могут изготавливать следующие изделия:

Прокат листового и фасонного типа.
Арматура и детали, которые можно применять для создания трубопровода. Для транспортировки теплоносителя или газа, другой среды могут применятся различные трубы. Для того чтобы они выдерживали высокую нагрузку и воздействие окружающей среды при изготовлении должны применять материалы, обладающие прочностью и твердостью

Кроме этого, уделяется внимание и себестоимости, так как слишком дорогие сплавы могут быть менее практичными в применении. Сталь 3 подходит в большей степени для изготовления подобных изделий.
Основные и второстепенные элементы, применяемые при изготовлении подвесных конструкций и железнодорожных элементов

В железнодорожной отрасли наиболее востребованы металлы, которые имеют невысокую стоимость и высокие эксплуатационные качества. За счет больших размеров подвесных конструкций цена одного квадратного метра также имеет большое значение.

Стальная арматура

Полуспокойная разновидность стали, применение которой также весьма широкое, в составе имеет около одного процента кислорода. За счет этого характеристики твердости и пластичности выражены в меньшей степени. При применении стали 3 могут изготавливаться:

1. Трубы. Подобный материал сегодня получил самое широкое распространение. Трубы применяются при создании отопительной системы, в качестве несущих элементов. Стоит учитывать, что трубы могут иметь различный диаметр и толщину создаваемых стенок. Рассматриваемый сплав обладает относительно невысокой коррозионной стойкостью, поэтому нужно проводить защиту поверхности от воздействия повышенной влажности.
2. Листовой прокат также применяется крайне часто, особенно при изготовлении корпусных изделий или обшивке несущих конструкций. Толщина может варьировать в большом диапазоне. Прокат листовой может применяться при холодной гибке или штамповке. Эти два процесса характеризуются высокой производительностью. Именно поэтому рассматриваемый сплав получил самое широкое распространение.
3. Квадраты и уголки часто применяются для получения несущих конструкций. Они характеризуются высокой прочностью, так как грани существенно повышают жесткость и могут распределять нагрузку. Уголки и квадраты характеризуются большим количеством параметров: толщина листа, угол расположения плоскостей, длина и форма поперечного сечения. Область применения – изготовление несущих конструкций и усиление уже существующих конструкций.
4. Различные шестигранники. Они также получили широкое распространение, могут применяться в самых различных отраслях промышленности.

Лист стальной Ст3 горячекатаный

Кипящие сплавы получили широкое распространение по причине доступности. По стоимости они самые доступные, при этом получаемая структура характеризуется высокой степенью обрабатываемости. Кроме этого, сплав хорошо поддается термической обработке, однако эксплуатационные качества по причине высокой концентрации кислорода снижены.

В заключение отметим, что многие аналоги стали 3 обладают соответствующими эксплуатационными характеристиками. Зарубежные производители применяют собственные стандартны при маркировке. При этом концентрация вредных примесей выдерживается в определенном диапазоне. Применение самых современных технологий позволяет снизить количество фосфора и серы в составе, за счет материал становится более прочным и менее хрупким. В некоторых случаях проводится добавление легирующих элементов.

Особенности производства

Свойства готового материала определяются теми веществами, которые входят в его состав и во многом зависят от того какие технологии применялись при производстве того или иного сплава.

Основу стального сплава составляет феррит. Это составляющая железоуглеродистых сплавов. Он, по сути, является твердым раствором углерода и легирующих компонентов. Для повышения его прочности расплав насыщают углеродом.

К примесям, от которых, кроме вреда, ждать нечего относят фосфор и серу, а также их производные. Фосфор, вступая в реакцию с ферритом, понижает пластичность сплава во время воздействия высоких температур и усиливает хрупкость под воздействием холода. В процессе расплава может образовываться сернистое железо, которое может привести к красноломкости. Сталь Ст3 содержит в своем составе не более 0,05% серы и фосфора 0,04%.

Для производства конструкционных сталей применяют две сталеплавильные технологии:

Параметры марки Ст3, получаемой одним или другим методом мало чем, отличаются друг от друга, но конвертерная технология проще и дешевле.

Раскисление стали Ст3

Процесс раскисления выполняют для удаления лишнего кислорода, который снижает механические характеристики стали. Для этого применяют кремний или алюминий. Они нейтрализуют кислород, а появляющиеся окислы служат стимулом для формирования очагов кристаллизации и тем самым способствуют появлению мелкозернистой структуры. Стали, прошедшие через эту операцию разделяют на три типа:

• спокойные – сп;
• полуспокойные – пс;
• кипящие – кс.

В чем их отличия друг от друга. Спокойные стали получили свое название, потому что они не кипят при розливе. Они имеют более однородную структуру, они лучше обрабатываются сваркой и проявляют хорошую стойкость к динамическим нагрузкам. Но, с другой стороны, стоят они дороже и именно поэтому более широкое распространение получили стали полуспокойные. Они занимают место между спокойными и кипящими сплавами. Кстати, именно полуспокойные стали чаще всего применяют для создания конструкций разного назначения. Для ее получения используют меньшее количество раскислителя, по большей части – это кремний.

Как пример можно привести использование стали ст3 пс для создания строительных конструкций.

Тут следует отметить, что сталь должна отвечать требованиям ГОСТ 380-71. При покупке этой марки, предприятие поставщик должен предоставить документы с результатами испытаний материала на химический состав, по прочностным характеристикам, временные сопротивления и прочее.

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.

Внимание. На сегодняшний день сварку чаще всего выполняют с помощью проволочных электродов, электродов большого сечения либо плавящихся мундштуков

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.

Химический состав в % стали 03Х17Н14М3

C	Si	Mn	P	S	Cr	Mo	Ni	V	Ti	W	Fe
<0,03	<0,4	1 — 2	<0,03	<0,02	16,8-18,3	2,2 — 2,8	13,5-15,0	<0,2	<0,05	<0,2	Остальное

Из основных элементов в сплав 03Х17Н14М3 добавлен углерод – до 0,03 %, и легирующие добавки: марганец (1,0–2,0%), никель (13–15%), хром (16–18%), молибден (2,5–3,1%). Процент содержания вредных примесей минимальный.

Влияние химсостава на свойства стали 03Х17Н14М3

За счет введения в сплав хрома в достаточно большом количестве, никеля и молибдена сталь 03Х17Н14М3

приобретает высокие антикоррозионные свойства. А никель поддерживает ее аустенитную структуру после охлаждения ниже 720°С.

Применение сталей:

Ст3сп

— несущие элементы сварных и несварных конструкций и деталей, работающих при положительных температурах; фасонный и листовой прокат (5-й категории) — для несущих элементов сварных конструкций, работающих при переменных нагрузках: при толщине проката до 25 мм в интервале температур от -40 до +425°С; при толщине проката свыше 25 мм в интервале от -40 до +425°С при условии поставки с гарантируемой свариваемостью.

Сталь 10 и 20

— детали, работающие в интервале температур от -40 до 450°С, к которым предъявляются требования высокой пластичности, и детали, работающие при температуре от -40 до 425°С под давлением соответственно.

Сталь 17Г1С, 17ГС, 17Г1С-У

— сварные детали, работающие под давлением при температурах от -40 до +475°С.

Различие труб из разной марки сталей можно проиллюстрировать на примере применения труб для трубопроводов пара и горячей воды. Правила безопасности ПБ 10-573-03 допускают применение прямошовных труб при следующих условиях (сведения неполные):

Температура	Давление (атм)
10706(группа В)
10705(группа В)
10705(группа В)

Сталь, которая распространена на вторичных рынках, имеет разные свойства. Качество стали зависит от технологичности, ее состава, от того, каковы ее физические свойства и насколько однороден ее химический состав.

Самые ходовые марки б/у стали в продаже: сталь углеродистая обыкновенного качества (ГОСТ 380-94), качественная углеродистая сталь (1050-88), сталь повышенной прочности низколегированная конструкционная (ГОСТ 19281-89). Попробуем разобраться в их свойствах, а также сходствах, различиях и применении.

ГОСТ 380-94

Из марок Ст0, Ст1кп, Ст1пс, Ст1сп, Ст2кп, Ст2пс, Ст2сп, Ст3кп, Ст3пс, Ст3сп, Ст3Гпс, Ст3Гсп, Ст4кп, Ст4пс, Ст4сп, Ст5пс, Ст5сп, Ст5Гпс, Ст6пс, Ст6сп и других изготавливается углеродистая обыкновенного качества сталь. Нумерация обозначает номер марки, который зависит от химического состава стали — чем выше номер, тем выше содержание углерода и тем больше временное сопротивление. Буквами после цифр обозначается степень раскисления: кп — кипящая, пс — полуспокойная, сп — спокойная (самый дорогой способ производства)

Но способы производства вас не должны смущать, однако стоит обращать внимание на механическую прочность (характеризуется первой цифрой). Иногда, если мы говорим о трубах, после кп/пс/сп идут цифры обозначающие категорию проката

Для обозначения марки стали и характеристики группы качества для труб используют буквы А, Б, В, Д (пример: ВСт3сп5). В зависимости от того, какие свойства трубы номеруются, ее делят на группы: А — механические свойства материала, Б — химический состав стали, В — и то и другое, Д — нормируется только гидравлическое испытательное давление.

ГОСТ 1050-88

Двумя цифрами обозначаются марки качественной стали, которые показывают, сколько содержится углерода в сотых долях процента. Например: 09, 12, 17, 30 и так далее до 60. Иногда указывают степень раскисления стали: кп и пс (кипящая, и полуспокойная соответственно). Однако обозначение качественной стали и низколегированной очень похожи, и их можно легко перепутать. Будьте внимательны при выборе и особенно не доверяйте словам продавца — лучше все проверить по ГОСТу самостоятельно.

ГОСТ 19281-89

Конструкционная низколегированная сталь (например 17Г1С, 09Г2С, 14ХГС). 17, 09, 14 — среднее содержание углерода, которое содержится в сотых долях процента, буквы Г, Х и т.д. обозначают содержание легирующих элементов в стали, последующие цифры указывают на процент легирующих элементов. Г — марганец, С — кремний, Ф — ванадий, Х — хром и далее. Азот обозначается буквой А, но если А стоит в конце (30ХГСА), то это указывает не на азот, а обозначает высококачественную сталь. Буква Ш в конце (30ХГС-Ш) показывает наивысшее качество. Цифра отсутствует (50Х, 17ГС), если легирующие элементы составляют менее 1,5%. Насколько прочна и хрупка сталь, можно определить углеродным эквивалентом. Это понятие вводится для легированных сталей. В продаже б/у трубы наиболее популярна сталь 17ГС, 17Г1С, 17Г1С-у. Марки указаны в порядке улучшения свойств (по химическому составу в порядке снижения содержания примесей фосфора и серы).

По свариваемости все марки сталей одинаковы — без ограничений. Самые распространенные трубы — это Ст3, 10, 20 и 17Г1С. Чем качественнее сталь, тем она лучше по коррозийной стойкости.

По механическим свойствам материала трубы делят на классы прочности. К 34, К 38, 42, К 50, К 52, К 55 и К 60, где цифры означают временное сопротивление разрыву в кгс/мм2. Чем выше цифра, тем прочнее сталь. С учетом разброса свойств трубы из стали Ст3 могут относится к классам прочности К 38 — К 42 (фактически К 36), из стали 10 — К38, из стали 20 — К 42. Сталь 17Г1С более прочная — К 52.

Поставка Ст3пс

Поставляется в виде сортового проката, в том числе и фасонного по регламенту ГОСТ 2590-88 Прокат стальной горячекатаный круглый, ГОСТ 2591-88 Прокат стальной горячекатаный квадратный, ГОСТ 8239-89 Двутавры стальные горячекатаные, ГОСТ 19771-93 Уголки стальные гнутые равнополочные, ГОСТ 19772-93 Уголки стальные гнутые неравнополочные, ГОСТ 8278-83 Швеллеры стальные гнутые равнополочные, ГОСТ 8281-80 Швеллеры стальные гнутые неравнополочные, ГОСТ 8283-93 Профили стальные гнутые корытные равнополочные, ГОСТ 380-94 Сталь углеродистая обыкновенного качества, ГОСТ 8509-93 Уголоки стальные горячекатаные равнополочные, ГОСТ 8510-86 Уголки стальные горячекатаные неравнополочные, ГОСТ 8240-97 Швеллеры стальные горячекатаные, ГОСТ 535-88 Прокат сортовой и фасонный из углеродистой стали обыкновенного качества, ГОСТ 2879-88 Прокат стальной горячекатаный шестигранный, ГОСТ 19903-2015 Прокат листовой горячекатанный, ГОСТ 19904-90 Прокат листовой холоднокатанный, ГОСТ 16523-97 Прокат тонколистовой из углеродистой стали качественной и обыкновенного качества общего назначения, ГОСТ 503-81 Лента холоднокатаная из низкоуглеродистой стали, ГОСТ 103-76 Полоса стальная горячекатаная, ГОСТ 82-70 Прокат стальной горячекатаный широкополосный универсальный, ГОСТ 3282-74 Проволока стальная низкоуглеродистая общего назначения, ГОСТ 17305-71 Проволока из углеродистой конструкционной стали, ГОСТ 10705-80 Трубы стальные электросварные, ГОСТ 10706-76 Трубы стальные электростварные прямошовные, ГОСТ 3262-75 Трубы стальные водогазопроводные.

Обработка металлов давлением. Поковки	ГОСТ 8479-70;
Классификация, номенклатура и общие нормы	ГОСТ 380-2005;
Сортовой и фасонный прокат	ГОСТ 5267.0-90; ГОСТ 5781-82; ГОСТ 8239-89; ГОСТ 8240-97; ГОСТ 8510-86; ГОСТ 8509-93; ГОСТ 10884-94; ГОСТ 30136-95; ГОСТ 9234-74; ГОСТ 4781-85; ГОСТ 10551-75; ГОСТ 25577-83; ГОСТ 5422-73; ГОСТ 535-2005; ГОСТ 19240-73; ГОСТ 19425-74; ГОСТ 2590-2006; ГОСТ 11474-76; ГОСТ 2879-2006; ГОСТ 2591-2006; ГОСТ 30565-98;
Листы и полосы	ГОСТ 14637-89; ГОСТ 16523-97; ГОСТ 8568-77; ГОСТ 14918-80; ГОСТ 19903-74; ГОСТ 103-2006;
Ленты	ГОСТ 3560-73; ГОСТ 6009-74;
Ленты	ГОСТ 19851-74;
Рельсы. Накладки. Подкладки. Костыли	ГОСТ 8142-89; ГОСТ 5812-82; ГОСТ 16277-93;
Трубы стальные и соединительные части к ним	ГОСТ 12132-66; ГОСТ 10705-80; ГОСТ 10706-76; ГОСТ 3262-75; ГОСТ 24950-81; ГОСТ 8696-74; ГОСТ 10707-80; ГОСТ 20295-85;

Физические и механические свойства

Сталь Ст3, характеристики которой будут рассмотрены подробно, применяется в качестве основы при изготовлении просто огромного количества различных заготовок. Это можно связать с уникальными физическими и механическими свойствами. Механические свойства стали Ст3, которые контролируются при выпуске заготовок, следующие:

1. Временное сопротивление.
2. Предел текучести.
3. Степень изгиба под воздействием большого усилия.
4. Относительное удлинение.
5. Ударная вязкость при определенной температуре.

Наиболее важные технические характеристики углеродистой стали 3 следующие:

1. Поверхность имеет твердость 131 МПа.
2. Плотность стали неоднородная, вес также может варьироваться в большом диапазоне.
3. Свариваемость не характеризуется какими-либо ограничениями.
4. К отпускной хрупкости структура не склонна.

Рассматриваемые свойства стали 3 определяют ее широкое распространение именно в сфере строительства. Большое распространение получил и различный прокат, который применяется при механической обработке.

Технологические свойства

Сваривается металл любым известным способом, в том числе электрической и ручной сваркой. К основным характеристикам его относятся:

• свариваемость;
• высокие механические качества;
• антикоррозионные свойства.

Читать также: Порошковые стали для ножей характеристики

Благодаря этим данным определяется класс стали – обычный, повышенной прочности и высокопрочный. После сварки производится температурная обработка только в том случае, когда толщина составляет более 36 мм. Это сокращает количество остаточных напряжений, обеспечивая длительный срок службы и устойчивость к износу.

Аналоги марки

Согласно системе производства, марка стали Ст3пс имеет родственные связи с другими подобными сплавами, как отечественного, так и зарубежного производства. Среди них можно отметить С245 изготовленный по ГОСТу 27772, ВСт3пс6 — ГОСТом для которого является 23570-79 и иностранный E-235-B (более известный как Fe 360-B). Все они объединены характеристикой универсального проката сталей предназначенных для возведения строительных сооружений со сварным и не сварным типом соединения.

Сталь 245

Конечно, полными аналогами друг друга сплавы разных маркировок назвать нельзя. К примеру, та же отечественная С245 хоть и имеет схожие со сталью 3пс характеристики по прочности, выдерживаемой температуре и давлению, условиям сварки и возведения конструкций — наделена отличиями в составе. А именно – количество железа и марганца совпадают, но иные компоненты, такие как кремень или углерод, имеют меньший или больший процент содержания от общей массы. С другими аналогами ситуация примерно такая же.