Механические свойства стали ст3
Содержание:
Сталью называют сплав железа, углерода и примесей, при этом доля железа в нем должна составлять не менее 45%. Получают сырье посредством переработки чугуна с помощью конверторного, мартеновского, электротермического способов. Сутью процесса является оптимизация состава стали в соответствии с действующими ГОСТами: обогащение стали углеродом, проведение раскисления и пр.
ГОСТ 380-2005 нормирует выпуск углеродистой стали обыкновенного качества, к которой относится и сталь марки Ст3. Предназначена она для изготовления сортового и фасонного проката, толсто- и тонколистового, широкополосного и холоднокатаного тонколистового. Трубы (в том числе, и труба прямоугольная ст3), штамповки и поковки, ленты, проволоки и метизы – все это получают из стали Ст3.
Физико-химические свойства
Чем же привлекательна для потребителя сталь 3? Характеристики ее являются основанием для широчайшего применения. Без стали Ст 3 пока невозможно строить, возводить подземные и наземные коммуникации, производить транспорт, необходимые станки и агрегаты.
Из данной разновидности сырья получают стальной лист, круг г/к ст3, балку, шестигранник, швеллер г/к ст 3 – самые востребованные продукты черного металлопроката.
О раскислении стали
Раскисление стали представляет собой химический процесс удаления из расплавленного сырья кислорода, который в данном случае определяют примесью, ухудшающей механические свойства сплава.
Для раскисления применяют такие элементы, как марганец, кремний, алюминий. Сила их воздействия различается. Так, самым «слабым» является марганец, «сильным» — алюминий.
Стоит отметить, что сталь 3 (ГОСТ 380-2005) маркируется только с уточнением степени раскисления («кп», «пс» и «сп»). Имеют место марки стали Ст3кп, Ст3пс, Ст3сп, их модификации с повышенным содержанием марганца (Ст3Гсп и Ст3Гпс).
Сталь, раскисленную марганцем, кремнием и алюминием называют спокойной и обозначают буквенным сочетанием «сп», марганцем и алюминием – полуспокойной («пс»), только марганцем – кипящей («кп»).
Спокойная сталь – это самая дорогая по стоимости сталь. Она лишена кислорода, характеризируется гомогенной (однородной) структурой, которая призвана по природе своей придать сплаву пластичность и максимальную устойчивость к коррозии. Спокойный стальной сплав Ст3 (ГОСТ 380-2005) используют при сооружении жестких металлоконструкций, несущих и ненесущих элементов. Из данной марки стали изготавливают:
- фасонный и листовой прокат (стальной лист сталь 3);
- заготовки деталей арматуры для трубопроводов (труба квадратная сталь 3);
- основные элементы для ж/д наземных и подвесных путей др.
Полуспокойные стали занимают среднюю позицию между спокойными и кипящими видами сырья. В них присутствует кислород, что сообщает сырью менее выраженные свойства твердости и пластичности.
Химический состав нельзя назвать однородным. Из марки данной стали производят листовой и трубный прокат, такой известный продукт, как балка сталь 3. Полуспокойные стали идут также на изготовление полос и кругов, квадратов и уголков, шестигранников и закладных деталей.
Что касается кипящих сталей, то это – самые доступные по цене конструкционные стали. Себестоимость получения невысока, но при этом изделия из такой стали (слитки, слябы, готовые листы) прекрасно обрабатываются при любых термических условиях.
По плотности сталь 3 данной модификации неоднородна, тем не менее, при правильном использовании и соблюдении соответствующих требований, она является одним из самых недорогих и практичных видов сырья.
В ГОСТе 380-2005 указано, что изготовитель вправе самостоятельно установить степень раскисления сплава, если заказчик ее не определил.
Особенности химического состава стали марки Ст 3
В химическом составе элементов Ст3 (по ГОСТу 380-2005) массовая доля углерода составляет от 0,14 до 0, 22 % в зависимости от все той же степени раскисления. Содержание марганца – 0,3 -1,10, кремния – от 0,05 до 0,30. Примеси — хром, никель, фосфор, медь, сера, азот составляют около 1%.
Стоит отметить, что одним из основных раскислителей при выплавке сталей на сегодня является кремний. По сути, этот элемент и определяет тип стали. В полуспокойных сталях его содержание доходит до 0,10 %, тогда как в спокойных – до 0,40 %.
Кремний увеличивает прочность феррита, почти не снижая его пластичности, при концентрации в сплаве до 0,30 % — полностью растворяется. Известно, что содержание данного элемента в большем объеме (более 0,40 %) только ухудшает отмеченные стали 3 характеристики.
В сочетании с марганцем или молибденом кремний обеспечивает сплаву высокую закаливаемость, увеличивает предел упругости и предел текучести, сообщает устойчивость к воздействию перепадов температур. Именно плотность стали 3, раскисленная и обогащенная подобным образом обуславливает ее востребованность и широкий спектр применения.
Свариваемость стали Ст3
Потребителям импонирует сталь 3: технические характеристики ее с учетом модификаций – универсальны. Одно из важных достоинств марки – хорошая свариваемость.
Сплав позволяет применять ручные и автоматические дуговые способы сварки (под флюсом и газом), а также электрошлаковый и контактно-точечный методы. Сталь 3 используют и для производства кованых изделий (различных решеток, ограждений и т.д.).
Как читать маркировку
Марка стали Ст3 в стандартном заказе выглядит следующим образом: например, Ст3Гсп ГОСТ 380-2005. Здесь:
- «Ст» – сталь углеродистая обыкновенного качества;
- 3 — условный номер марки стали (в зависимости от химического состава всего их прописано в ГОСТе 380-2005 – семь)
- Г – маркировка массовой доли марганца при доле в составе – выше 0,8 %;
- «Сп» — степень раскисления стали.
Листы по ГОСТ 14637-89 категорий 2, 3 и 6 — несущие элементы сварных и несварных конструкций и деталей, работающих при положительных температурах. Листы категории 5 — несущие элементы сварных конструкций, работающих при переменных нагрузках: толщиной до 25 мм — в интервале температур от -40 до +425 ºC; при толщине свыше 25 мм — в интевале температур от -20 до +425 ºC; при условии поставки с гарантированной свариваемостью.
Листы для электросварных труб, работающих при температуре до 300 ºC и давлении до 1,6 Н/мм 2 . Детали котлов и трубопроводов, выполненные из листа толщиной до 12 мм, и кованые детали, предназначенные для эксплуатации при температуре до 200 ºC и давлении до 1,6 Н/мм 2 .
| Сортовой и фасонный прокат — ГОСТ 535-2005 Листовой прокат — ГОСТ 14637-89, ГОСТ 16523-97 Поковки — ГОСТ 8479-70 |
| Стандарт | C | Si | Mn | S | P | Cr | Ni | Cu | As | N |
| ГОСТ 380-2005 | 0,14-0,22 | 0,15-0,30 | 0,4-0,65 | ≤0,050 | ≤0,040 | ≤0,3 | ≤0,3 | ≤0,3 | ≤0,08 | ≤0,010 |
| Ac1 | Ac3 | Ar1 | Ar3 |
| 735 | 850 | 680 | 835 |
Механические свойства при комнатной температуре
Н/мм 2
Н/мм 2
Дж/см 2
В горячекатаном состоянии
1 KCV — при комнатной температуре;
2 KCV — при минус 20ºС;
В горячекатаном состоянии
1 KCV — при комнатной температуре;
3 KCU — при минус 20ºС.
| Предел выносливости, Н/мм 2 |
Термообработка | Ударная вязкость, KCU, Дж/см 2 , при t, ºС | Примечание | ||||||
| σ -1 | τ -1 | +20 | -20 | -40 | -50 | -80 | |||
| 195 1 95 2 |
— — |
Лист толщиной 40 мм в горячекатанном состоянии |
41-208 | 40-71 | 31-68 | 9-63 | 11-28 | — | |
| Образцы диаметром 10 мм: 1 гладкие 2 с надрезом |
86-206 | 71-89 | 50-79 | 43-53 | 14-28 | — | Фасонный прокат толщиной 12 мм |
||
| Среда | t, ºC | Скорость коррозии, мм/год |
| — | — | — |
| Ковка | Охлаждение поковок, изготовленных | ||||
| Вид полуфабриката | Температурный интервал ковки, ºС | из слитков | из заготовок | ||
| Размер сечения, мм | Условия охлаждения | Размер сечения, мм | Условия охлаждения | ||
| Слиток | 1280-750 | ≤1000 | На воздухе | — | На воздухе |
| Заготовка | 1300-750 | >1000 | В закрытой песочной яме | — | На воздухе |
| Свариваемость | Обрабатываемость резанием | Флокеночувствительность |
| углерода | марганца | кремния | серы | фосфора | хрома | никеля | меди | мышьяка | азота |
| Массовая доля, % | Массовая доля элемента, %, не более | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0,14-0,22 | 0,40-0,65 | 0,15-0,30 | 0,050 | 0,040 | 0,30 | 0,08 | 0,010 | ||
| Предельные отклонения по массовой доле элементов, % | |||||||||
| +0,03 −0,02 |
+0,05 −0,03 |
+0,03 −0,02 |
+0,005 | — | +0,002 | ||||
-
Примечания:
- Допускается снижение нижнего предела массовой доли марганца на 0,10 % для тонколистового проката и толстолистового проката толщиной до 10 мм при условии обеспечения требуемого уровня механических свойств (п. 4.2 ГОСТ 380-2005).
- Допускается снижение нижнего предела массовой доли марганца до 0,25 %, а нижний предел массовой доли углерода не нормируется, если плавка предназначена для изготовления сортового и фасонного проката (кроме поставляемого для судостроения и вагоностроения), при условии обеспечения требуемого уровня механических свойств (п. 4.2 ГОСТ 380-2005).
- Допускается увеличение массовой доли меди до 0,40 %, хрома и никеля — до 0,35 % каждого, в стали, изготовленной скрап-процессом, при этом массовая доля углерода должна быть не более 0,20 % (п. 4.4 ГОСТ 380-2005).
- Допускается увеличение массовой доли азота до 0,012 % при выплавке стали в электропечах и до 0,013 %, при условии снижения нормы массовой доли фосфора не менее чем на 0,005 % при каждом повышении массовой доли азота на 0,001 % (п. 4.6 ГОСТ 380-2005).
Методы отбора проб для определения химического состава стали — по ГОСТ 7565, химический анализ стали — по ГОСТ 12359, ГОСТ 17745, ГОСТ 18895, ГОСТ 22536.0- ГОСТ 22536.11, ГОСТ 27809, ГОСТ 28033 или другими методами, утвержденными в установленном порядке и обеспечивающими необходимую точность.
Определение массовой доли хрома, никеля, меди, мышьяка, азота и кремния допускается не проводить при условии гарантии обеспечения норм изготовителем (п. 5.3 ГОСТ 380-2005).
Механические свойства
Механические свойства сортового и фасонного проката из стали Ст3сп (Ст3сп5) при растяжении, ударная вязкость, а также условия испытаний на изгиб должны соответствовать требованиям табл.2 (табл. 2-3 ГОСТ 535).
| Толщина,мм | Механические характеристики | Изгиб до параллель-ности сторон ( а — толщина образца, d — диаметр оправки) | Ударная вязкость KCU , Дж/см² (кгс·м/см²) | Ударная вязкость KCV , Дж/см² (кгс·м/см²) | ||||
| Предел текучести σ т, МПа (кгс/мм²) | Временное сопротив-ление σв, МПа (кгс/мм²) | Относи-тельное удли-нение δ5, % | при температуре, °С | после механи-ческого старения | при температуре, °С | |||
| +20 | −20 | +20 | ||||||
| не менее | не менее | |||||||
| Механические свойства сортового и фасонного проката | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| До 5 включ. | 255 (26) | 380-490 (39-50) | 26 | d = a | — | |||
| Св. 5 до 10 включ. | 108 (11) | 49 (5) | 49 (5) | 34 (3,5) | ||||
| Св. 10 до 20 включ. | 245 (25) | 370-480 (38-49) | — | |||||
| Св. 20 до 40 включ. | 235 (24) | 25 | d = 2 a | |||||
| Св. 40 до 100 включ. | 225 (23) | 23 | ||||||
| Св. 100 | 205 (21) | |||||||
-
Примечания:
- По согласованию изготовителя с потребителем допускается снижение предела текучести на 10 Н/мм² (1 кгс/мм²) для фасонного проката толщиной свыше 20 мм.
- По согласованию изготовителя с потребителем допускается снижение относительного удлинения на 1 % (абс.) для фасонного проката всех толщин.
- Допускается превышение верхнего предела временного сопротивления на 49,0 Н/мм² (5 кгс/мм²), а по согласованию с потребителем — без ограничения верхнего предела временного сопротивления при условии выполнения остальных норм. По требованию потребителя превышение верхнего предела временного сопротивления не допускается.
- Допускается снижение величины ударной вязкости на одном образце на 30 %, при этом среднее значение должно быть не ниже норм, указанных в настоящей таблице
Приемка, маркировка, упаковка, транспортирование и хранение
Приемку, маркировку, упаковку, транспортирование и хранение металлопродукции из стали Ст3 ведут в соответствии с требованиями ГОСТ 7566.
Маркировку проката из стали Ст3сп проводят несмываемой краской красного цвета (п. 6.1 ГОСТ 380-2005).
Аналоги стали марки Ст3сп
Углеродистой спокойной стали обычного качества марки Ст3сп по ГОСТ 380-2005 соответствуют стали следующих марок:
- С255 по ГОСТ 27772 (прил. 1 ГОСТ 27772-88)
- ВСт3сп5-1 по ТУ 14-1-3023–80 и 18сп по ГОСТ 23570–79 (табл. 51б прил. 1 СНиП II -23-81)
- Е 235-C (Fe 360-C) по ISO 630:1995 (прил. А ГОСТ 380-2005)
Мы изготавливаем следующие типовые металлоизделия:
Лестницы маршевые, площадки, лестницы стремянки и их ограждения по серии 1.450.3-7.94.2:
Лестницы маршевые, площадки, лестницы стремянки и их ограждения по серии 1.450.3-3.2:
Стальные лестницы-стремянки для колодцев по:
Если Вас заинтересовали наши металлоконструкции,
Вы можете отправить нам сообщение,
заполнив следующую форму:
Отправить ответ