Благодаря сбалансированному химическому составу, сплав обладает универсальностью. Изделия из этого металла можно подвергать процессам отпускания, после чего наблюдается оптимальная степень хрупкости, так как в него не входят флокены, которые зачастую снижают качество обработки при металлопрокате. Именно это свойство делает стальной сплав крайне востребованным для создания металлических конструкций.
Ст3сп — это какая сталь
Сталь представляет собой сплав железа с углеродом, дополненный различными химическими примесями. В состав такого сплава обязательно должно входить не менее 45 % железа, а содержание углерода варьируется в диапазоне от 0.02 % до 2.14 %. При этом уровень углерода от 0.6 % до 2.14 % указывает на принадлежность к высокоуглеродистым сталям. Если углерод превышает 2.14 %, такой материал классифицируется как чугун. Сталь Ст3 представляет собой конструкционную углеродистую сталь обыкновенного качества.
Марка стали Ст3 принадлежит углеродистым конструкционным сталям обыкновенного качества. В его состав входят следующие химические элементы:
- углерод (C) в количестве до 0.22 %
- кремний (Si) до 0.17 %
- марганец (Mn) до 0.65 %, а также другие легирующие элементы, включая хром и никель, о которых речь пойдет ниже.
В состав стали Ст3 также входят малые доли примесей:
- марганца – 0.4-0.65 %
- кремния – 0.15-0.17 %
- никеля и хрома – по 0.3 %
- мышьяка – до 0.08 %
- меди – до 0.3 %
- серы – до 0.05 %
- фосфора – до 0.04 %
- азота – до 0.008 %
- железо (Fe) составляет примерно 97 %.
Марка
стали
Массовая
доля
элементов, %
Особенностью сплава Ст3 является строгое регламентирование содержания вредных примесей, таких как сера и фосфор. Фосфор, например, уменьшает пластичность металла при высоких температурах, а сера, при взаимодействии с железом, образует сульфиды, которые способствуют явлению красноломкости. Также следует отметить повышенное содержание азота, который может достигать почти 0.1 %.
Сталь Ст3 по ГОСТ
Металлургические предприятия производят разнообразные изделия из марки Ст3:
- толстый стальной лист по ГОСТ 19903-74
- тонкий стальной лист Ст3 по ГОСТ 19903-74
- оцинкованный лист по ГОСТ 14918-80
- лента по ГОСТ 503-81, ГОСТ 6009-74
- полоса по ГОСТ 103-76, ГОСТ 82-70, ГОСТ 535-88
- стальной круг Ст3 по ГОСТ 2590-2006
- поковки и кованые заготовки по ГОСТ 8479-70
- трубы по ГОСТ 8734-75, ГОСТ 10706-76, ГОСТ 10705-80
- сортовой прокат, включая фасонный: ГОСТ 2590-88, ГОСТ 535-88, ГОСТ 2591-88, ГОСТ 2879-88, ГОСТ 8278-83, ГОСТ 8281-80, ГОСТ 8282-83, ГОСТ 19771-93, ГОСТ 19772-93, ГОСТ 8283-93, ГОСТ 380-94, ГОСТ 8509-93, ГОСТ 8239-89, ГОСТ 8510-86
Химический состав
- Кремний. Этот элемент является основным раскислителем сплава. Его наличие способствует формированию мелкозернистой структуры стали, увеличивая прочность при сохранении пластичности.
- Марганец. Данная примесь является раскислителем, помогающим вывести серу, тем самым улучшая качество поверхности стали и ее свариваемость. Благодаря марганцу материал становится более устойчивым к износу.
- Сера. Это вредная примесь, способствующая красноломкости и повышению риска появления трещин при высоких температурах.
- Фосфор. Этот элемент значительно уменьшает температурный диапазон применения сталей. Из-за воздействия фосфора сталь теряет свою пластичность при высоких температурах и становится хрупкой при низких.
- Никель, медь, хром, азот, алюминий. Эти элементы могут присутствовать в составе стали Ст3, но их влияние на характеристики материала незначительно из-за малой концентрации.
Фосфор и сера негативно влияют на свариваемость, приводя к пористости и образованию трещин в сварных швах.
Химический состав в % материала Ст3сп
C
Si
Mn
Ni
S
P
Cr
N
Cu
As
0.14 — 0.22
0.15 — 0.3
0.4 — 0.65
до 0.3
до 0.05
до 0.04
до 0.3
до 0.008
до 0.3
до 0.08
Химический состав, % (ГОСТ 380-2005)
Массовая доля химических элементов
Назначение
Сталь марки 3 и другие сплавы этого типа имеют более широкий спектр применения по сравнению с другими разновидностями стали. Данный материал используется для производства кованых изделий, таких как ограждения, ворота и декоративные элементы. В строительстве сталя служит основным материалом как для несущих, так и для не несущих конструкций, сварных и не сварных. Кроме того, из него изготавливаются трубы и арматура, а также детали механизмов, предназначенных для использования в условиях положительных температур. Сталь Ст3 также находит применение в химической и нефтегазовой отраслях, а также в машиностроении.
Благодаря своему простому химическому составу, доступности и эксплуатационным качествам, а также физическим свойствам, сталь Ст3 занимает одну из первых позиций среди наиболее распространенных материалов для различных отраслей, где необходимо большое количество металла. Например, она широко используется для строительства железных дорог и трубопроводов, предназначенных для транспортировки природного газа или воды.
Химический состав
Химический состав стали марки Ст3 может варьироваться в зависимости от ее подвидов (Ст3сп, Ст3пс, Ст3кп), однако общие допустимые нормы содержания химических элементов следующие:
- Углерод (C): 0,14–0,22%
- Кремний (Si): до 0,05%
- Марганец (Mn): 0,4–0,65%
- Фосфор (P): до 0,05% (в некоторых вариантах — до 0,04%)
- Сера (S): до 0,05% (в некоторых вариантах — до 0,04%)
- Медь (Cu): до 0,3%
Эти значения могут изменяться в зависимости от технологии производства, поскольку содержание кислорода и других примесей в каждом типе стали различно, что влияет на физические и химические характеристики, определяющие сферы применения.
Химический состав по марке Ст3сп
Химический состав марки Ст3сп (спокойная сталь) определяется согласно ГОСТ 380-2005 и имеет следующие нормативные значения:
- Углерод (C): 0,14–0,22%
- Кремний (Si): 0,12–0,30%
- Марганец (Mn): 0,40–0,65%
- Сера (S): до 0,040%
- Фосфор (P): до 0,040%
- Медь (Cu): до 0,30%
Спокойная сталь отличается более однородным химическим составом, что достигается за счет полного удаления кислорода из расплава, что снижает вероятность образования газовых пор и других дефектов. Хотя в стандартах ГОСТ конкретное содержание кислорода в стали Ст3 не указано, так как он является нежелательной примесью, стараются его минимизировать. Тем не менее его содержание зависит от типа стали:
- Ст3сп (спокойная) — кислород почти полностью удален, содержание минимально (около 0,001–0,003%). Это достигается путем добавления раскислителей, таких как кремний или алюминий, что предотвращает образование газовых пузырьков при затвердевании.
- Ст3пс (полуспокойная) — уровень кислорода выше, чем в спокойной стали, но ниже, чем в кипящей. Кислород частично удален, его содержание составляет до 0,01%.
- Ст3кп (кипящая) — максимальная доля кислорода (до 0,02–0,03%), что приводит к менее однородным сплавам из-за выделения газов при затвердевании.
Химический состав по ГОСТ 380-2005
Согласно ГОСТ 380-2005, химический состав марки Ст3 варьируется в зависимости от типа сплава. Примерный состав приведен ниже:
Ст3сп:
- Углерод — 0,14–0,22%;
- Кремний — 0,12–0,30%;
- Марганец — 0,40–0,65%;
- Сера — 0,040%;
- Фосфор — до 0,040%;
- Медь — до 0,30%.
- Углерод (C): 0,14–0,22%;
- Кремний — до 0,12%;
- Марганец — 0,40–0,65%;
- Сера — 0,050%;
- Фосфор — до 0,045%;
- Медь — до 0,30%.
- Углерод — 0,14–0,22%;
- Кремний — до 0,07%;
- Марганец — 0,35–0,60%;
- Сера (S) — 0,050%;
- Фосфор — до 0,045%;
- Медь — до 0,30%.
Различия в составе обусловлены особенностями раскисления каждого типа стали.
Применение и области использования
Марка Ст3 активно используется в различных отраслях благодаря своей прочности и доступной цене. В строительстве ее применяют для производства разнообразных металлоконструкций, таких как балки, колонны и перекрытия, а также для арматуры и сварных конструкций, например, мостов и каркасов зданий. В машиностроении этот сплав используется для деталей и конструкций, где не требуются особо высокие прочностные характеристики, таких как кузова автомобилей и каркасы оборудования.
Ст3 также востребована в конструировании трубопроводных систем, особенно для водопроводов и газопроводов, где производятся трубы для низкого и среднего давления. Кроме того, в судостроении и вагоностроении из Ст3 создают части корпусов и палуб, а также элементы конструкций вагонов. Благодаря хорошей свариваемости, сталь Ст3 активно используется для изготовления сварных резервуаров и цистерн.
Дополнительно, сплав востребован в энергетическом секторе для создания каркасов и конструкций на электростанциях, а также опор линий электропередач. В металлургической отрасли Ст3 применяется для изготовления листов, труб и профилей, которые затем используются в других областях.
Получение стали Ст3
Характеристики каждой конкретной марки стали зависят от применяемых технологий производства и от химических элементов, включенных в состав сплава. Основным компонентом углеродистых сплавов на основе железа является феррит — твердый раствор углерода и ряда легирующих элементов. Увеличение содержания углерода приводит к повышению прочности стали.
Примеси, такие как фосфор и сера, относятся к сильно вредным. Фосфор, вступая в реакцию с ферритом, образует соединения, которые делают металл более хрупким при высоких температурах и более ломким при низких. Появление сернистого железа приводит к появлению красноломкости стали. В соответствии с ГОСТ, сплав Ст3 не должен содержать более 0,05 % серы и 0,04 % фосфора.
Конструкционные типы стали производят с использованием одной из двух технологий сталеплавления:
Произведенные по этим технологиям сплавы в целом схожи, но выплавка в мартеновских печах обойдется дороже и будет более сложной. В процессе раскисления, которое осуществляется с помощью добавок кремния или алюминия, из расплава удаляется избыточный кислород. Этот элемент связывается с добавками, образуя соответствующие оксиды, которые затем становятся пусковым механизмом для начала формирования кристаллической решетки с мелкозернистой структурой.
Рекомендуем статьи
Раскисленные типы стали подразделяются на три группы:
- спокойные (сп);
- полуспокойные (пс);
- кипящие (кс).
Какова же разница между этими сплавами? Как следует из названии, металлы первой группы не склонны к кипению (т.е. образованию пузырьков газа) при выплавке. Им свойственна наиболее однородная структура, высокая свариваемость и стойкость к динамическим нагрузкам. Единственный их недостаток заключается в высокой стоимости.
Более широко применяются в промышленности сталевые сорта второй группы, которые идеально подходят для производства конструкционных элементов с использованием кремния в относительно небольших количествах.
Обрабатываемость стали Ст3
Отличные сварочные свойства стали Ст3 позволяют использовать любой современный метод соединения при сборке конструкций. Этот металл хорошо сваривается как с использованием газового, так и электродугового методов. Перед проведением сварки поверхность кромок соединяемых элементов должна быть тщательно подготовлена. Из стали Ст3 производят множество изделий — количество наименований выпускаемой продукции исчисляется десятками тысяч. Заготовки из этого сплава могут эксплуатироваться при температурах от -40 до +425 °C без потери прочностных характеристик.
Наиболее часто из стали Ст3 производят заготовки для строительных конструкций в форме уголкового, таврового, рельсового и профильного проката, имеющего U-, C-, S-, H- и П-образные сечения. Горячекатаная сталь данной марки легко поддается механической обработке — ее можно резать, обтачивать и сверлить. Это объясняет высокую популярность этого материала и широкий диапазон задач, которые с его помощью решаются.
Обработку заготовок из стали Ст3 проводят специальными инструментами с режущей частью из твердых сплавов Т5К10 или ВК8, а метчики и плашки из Р6М5 или Р18 позволяют легко нарезать резьбу на заготовках, используя касторовое масло или эмульсол в качестве смазочно-охлаждающей жидкости. При работах на токарных или фрезерных станках скорость вращения не должна превышать 700 об/мин.
Сферы применения стали Ст3
Как уже упоминалось, все типы стали делят на три группы по степени раскисления. Чем выше содержание кислорода в сплаве, тем хуже будут его физико-химические характеристики. Степень раскисления определяется с использованием специальных методик химического анализа, и после этого полученный металл получает соответствующую маркировку.
Наиболее дорогие типы сталей являются спокойными. Высокая цена обусловлена затратами на их производство, а также выдающимися характеристиками, которые обеспечиваются:
- однородной мелкозернистой структурой, улучшающей стойкость металла к воздействию различных внешних факторов;
- низким содержанием кислорода, благодаря чему изделия из спокойных сплавов обладают отличными эксплуатационными характеристиками.
Из спокойных типов стали производят:
- Листовой и фасонный прокат.
- Трубы и трубопроводную арматуру. Для того чтобы стенки труб могли выдерживать высокие давления теплоносителей, жидкостей или газов, они должны быть изготовлены из качественного и прочного металла. Невысокая стоимость также учитывается при расчете экономической эффективности конкретной магистрали. Сталь Ст3 по всем указанным параметрам является оптимальным выбором.
- Несущие и вспомогательные элементы для подвесных конструкций и железных дорог, где особенно важны высокие эксплуатационные качества и приемлемая стоимость.
- Трубы, используемые для прокладки теплоснабжения и горячего водоснабжения, в производстве которых Ст3 применяется очень широко. Трубный прокат различных диаметров производится со стенками различной толщины. Низкая коррозийная стойкость требует обязательной защитной окраски.
- Листовой прокат, из которого изготавливаются корпусные изделия, также используется для обшивки несущих конструкций. Листы различных толщин хорошо поддаются холодной гибке и штамповке, что и обуславливает широкое применение полуспокойных сталей в промышленности.
- Профильные трубы квадратного или прямоугольного сечения и уголки, создаваемые с целью изготовления ответственных конструкций, благодаря высокой прочности и способности распределять нагрузку. На сегодняшний день ассортимент такого проката на рынке достаточно широк и включает профили с различными стенками и сечениям.
- Шестигранный прокат, пользующийся большим спросом в современной индустрии.
Основной причиной распространенности кипящих типов стали является их невысокая стоимость. Более того, такие сплавы хорошо поддаются термообработке. Главный недостаток подобных материалов — низкие эксплуатационные характеристики, связанные с высоким содержанием кислорода.
Сегодня во всем мире в больших объемах производят разновидности стали с характеристиками, аналогичными или схожими с российской Ст3. Маркировка данного вида стали у производителей из различных стран может варьироваться, но все эти типы объединяет оптимальное соотношение достаточно высокого качества с относительной низкой ценой.
Современные металлургические технологии позволяют минимизировать содержание вредных примесей, повышая прочность и снижая хрупкость металла. Также такие сплавы часто легируются, что улучшает их качественные характеристики.
Применение
Из спокойной стали производят: листы, уголки, круглые болванки, швеллеры, арматуру, двутавровые балки и другие виды металлопроката.
Его используют для изготовления:
- трубопроводной арматуры, труб и фасонных изделий;
- мостовых кранов, несущих конструкций для железных дорог, каркасов зданий, внутрицеховых металлоконструкций, а также железнодорожных и автомобильных мостов;
- ёмкостей для хранения воды и нефтепродуктов, железнодорожных вагонов и цистерн для перевозки нефтепродуктов;
- кузовов автомобилей и корпусов судов;
- других ответственных конструкций, применяемых во всех отраслях промышленности, работающих при низких температурах окружающей среды и динамических переменных нагрузках.
Кипящая сталь используется для малонагруженных, второстепенных или ненагруженных металлоконструкций, работающих при постоянных нагрузках. Из нее изготавливают заборы, заземление, кронштейны, листовую обшивку и другие элементы зданий и конструкций. Здесь также производят гнутые заготовки и оцинкованный профнастил.
Почему стоит заказать у нас
Наша компания занимается производством и поставками различных видов металлопроката. С полным ассортиментом товаров можно ознакомиться на страницах сайта, а также узнать стоимость в прайс-листе. Мы предлагаем продавать нержавеющие круги, полосы, ленты, квадраты и шестигранники из стали Ст3 собственного производства. Кроме того, у нас в наличии профильные трубы, рулонная сетка, оцинкованный профнастил.
Также мы предлагаем услуги по гибке и лазерной резке металла по чертежам клиентов. В ассортименте присутствуют круглые задвижки. Для оформления заказа нужно добавить товары в корзину, затем заполнить заявку или позвонить по указанному номеру в разделе контакты. Мы занимаемся как оптовой, так и розничной торговлей.
