Сталь ст3

Общие сведения

Углеродистая сталь обыкновенного качества общего назначения – это широко используемый материал в отраслях машиностроения, строительства и народного хозяйства. Из нее изготавливаются изделия:

• Методом горячего и холодного прокатывания:
  1. сортовой прокат;
  2. фасонный прокат;
  3. листовая продукция:
     • тонколистовая;
     • толстолистовая;
     • широкополосная;
     • ленты;
  4. проволока;
  5. метизы;

• Методом обжима на прокатных станах:
  1. блюм;
  2. сляб;
  3. сутунка и прочие;

• Методом ковки;
• Методом объемной штамповки;
• Методом отливки:
• Методом непрерывного литья.

Выпуск углеродистых сплавов общего назначения производится, соответствуя трем группам: А, Б, В.

1. Сплавы группы А. Продукция данной группы соответствует принятым механическим качествам. Марки сталей: от Ст0 до Ст6. Для данной группы характерен нерегламентированный химический состав сплава
2. Сплавы группы Б. Продукция соответствует заданному составу химических элементов. Марки сталей: от БСт0 до БСт6. Для данной группы сплавов механические характеристики второстепенны, но количество химических элементов известно с точностью до трех знаков после запятой.
3. Группа В. Продукция соответствует заданным механическим качествам и составу химических элементов. Данная группа сплавов обладает характеристиками присущими первым двум группам.

Стали конструкционные обыкновенного качества производятся шести категорий. Категорийность которых зависит от способа и степени раскисления. Раскисление, как процесс, способствующий выведению из расплава кислорода, влияет на механические свойства металла. Различают три способа разливки металла: сплав кипящий – «кп», сплав полуспокойный – «пс», сплав спокойный – «сп».

Распределение сплавов от заданных свойств представлено в таблице.

Расшифровка стали

Стальная марка с345 относится к группам стали повышенной прочности для сварных строительных металлоконструкций. Химический состав и прочностные характеристики регулируются государственным стандартом ГОСТ 27772 от 1988 года. Согласно ему маркировка «С345» расшифровывается следующим образом:

• Углерод до 0,15%. Для сталей углерод является неотъемлемым компонентом наравне с железом. Его основное назначение — это упрочнение структуры металла за счет образования карбидов железа. Твердость и прочность прямо пропорциональны количественному содержанию углерода в составе. Обратная сторона медали такого легирования — уменьшение технологичности: пластичности и свариваемости.
• Кремний (до 0,8%) вводят раскисления. Он увеличивает прочность стали, сохраняя при этом значение ее вязкости. Помимо всего, данный элемент способствует увеличению стойкости с345 к образованию окалин и повышает свариваемость. Легирование кремнием также благоприятно сказывается на упругости сплава.
• Марганец (1,3 -1,7%), как и предыдущий элемент, относится к группе раскислителей. Небольшое количество марганца в сплаве положительно воздействует на твердость и прочность. Стоит отметить, что такое увеличение механических характеристик никак не сказывается на пластичности металла. Помимо всего названого, легирование марганцем дает сплаву большую устойчивость к воздействию ударных нагрузок.

Данные элементы, наряду с железом, являются базовыми для с345. Но также ГОСТ 27772-88 разрешает включение следующих компонентов:

• Никель (до 0,3%) повышает стойкость сплава к образованию коррозии, прокаливаемость и жаропрочность.
• Хром (до 0,3%) значительно увеличивает способность стали упрочняться под воздействием температуры. Повышает коррозионностойксть металла за счет образования плотных оксидов хрома на ее поверхности. Делает сталь более устойчивой к абразивному износу.
• Медь (до 0,3%) препятствует появлению коррозии под воздействием агрессивной среды. 

Сразу стоит оговориться, что содержание вышеперечисленных элементов в с345 незначительно. По этой причине влияние их на свойства не столь существенно.

Так же как и любой сплав, сталь с345 содержит в себе вредные примеси. Среди них наиболее распространены сера (до 0,04%), фосфор (до 0,035%) и мышьяк (0,08%). Попадание их в сталь обусловлено неточностью химического состава исходных материалов — шихты. Также сильно сказывается погрешность температурного режима плавильного оборудования.

Несоответствие количества примесей выше представленным нормам приводит к значительным потерям металла в прочности и ведет к образованию такого эффекта как хрупкость. Увеличение фосфора на 0,01% способно понизить временное сопротивление на разрыв на 25%. Также сера повышает склонность сталей к красноломкости, т. е. образованию трещин при горячей обработке давлением.

Металлопрокат с маркой стали: 3ПС/СП5—>3ПС5/СП5

Справочная информация:

При выборе изделий металлопроката необходимо опираться не только на его размер и назначение, но и учитывать особенности марки стали, из которой оно изготовлено. Именно от этих параметром зависит качество металлоизделия и его эксплуатационные характеристики.

Расшифровка марок сталей осуществляется благодаря общепринятым значениям, где каждая буква присваивается тому или иному виду металла, содержащегося в стальном сплаве, и буквенным сочетаниям, сообщающих о состоянии стали. Химический состав любой марки стали должен соответствовать ГОСТ, чтобы избежать наличия дефектов и низкого качества изделия.

Так, например, сталь обычного качества может обозначаться как ст3сп (где сп – спокойная сталь), Ст4пс (где пс – полуспокойная сталь), а качественная углеродистая сталь любой марки — 08кп, 10пс, 18К и практически не содержит легирующих примесей.

Для изготовления сварных и горячекатаных изделий предпочтительно использование углеродистой и низколегированной марки стали. Для труб, которые производятся путем сваривания стальных листов, чаще всего используется 09г2с, где помимо количества содержащегося в сплаве углерода указывается наличие марганца и кремния (буквы г и с соответственно).

Механическая обработка

Выбор режимов резания и подбор инструмента – это важная часть, необходимая для составления правильного технологического процесса обработки деталей, изготовленных из Ст3.

Для ее точения или фрезерования применяют режущий инструмент, выполненный из твердых сплавов ВК8, Т5К10. Для получения резьбы и внутренней, и наружной применяют метчики и плашки, выполненные из сталей Р18, Р6М5. При обработке на станках токарно-фрезерной группы целесообразно применять водоэмульсионные СОЖ, например, Эмульсол. Кстати, при нарезании резьбы вручную желательно использовать касторовое масло, которое существенно облегчает работу.

Выбор скорости обработки производят на основании свойств стали, технических параметров станочного оборудования и вида обработки. Например, при диаметре заготовки от 60 до 100 мм, допустимо использовать токарный резец с размером державки 16х25 мм. При глубине резания в 3 мм, скорость подачи суппорта должна равняться от 0,7 до 1,2 мм на один оборот шпинделя. При обработке на токарном станке допускается скорость вращения шпинделя в пределах 700 оборотов в минуту.

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.

Общие характеристики

Физические свойства. Общие показатели, которыми обладают углеродистые стали общего назначения.

• Плотность:
  1. по СИ – 7800 кг/м3;
  2. по СГС – 7,8 г/см3;

по МКСС – 796 тем/м3;

• Коэффициент Пуансона – 0,24-0,28;
• Модуль:
  1. Юнга – 20500 кГ/мм2;
  2. сдвига – 8100 кГ/мм2
• Допускаемые напряжения:
  1. на сжатие – 14 кГ/мм2;
  2. на растяжение – 14 кГ/мм2.

Механические и эксплуатационные свойства  представлены в таблице.

Характеристики свариваемости углеродистой стали общего назначения обыкновенного качества приведены в следующей таблице.

Перед изготовлением деталей и элементов механизмов и конструкций образцы стали подвергаются испытаниям. Кроме того, образцы испытывают на изгиб, то есть какой диаметр образца не разрушается при изгибе его на 180°.

Прокат листового формата, произведенный из сталей углеродистых обыкновенного качества производителями изготавливается в соответствии четырем группам прочности:

• ОК300В;
• ОК360В;
• ОК370В;
• ОК400В,

где

• ОК – сплав обыкновенного качества;
• Цифровой индекс – это группа прочности, которая информирует о нижнем значении показателя предела прочностного сопротивления по времени);
• В – показатель характеристики (прочности).

К каждой группе прочности относятся следующие марки сталей:

• ОК300В – Ст1кп, пс, сп; Ст2кп, пс, сп;
• ОК360В — Ст3кп, пс, сп;
• ОК370В — Ст3пс, сп
• ОК400В — Ст4кп, пс, сп; Ст5пс, сп.

Горячекатаные листы из сталей обыкновенного качества на стадии производства подвергаются термической обработке. В процессе изготовления они подвергаются нормализации. Холоднокатаные листы также подвергаются термической обработке, а также дрессированию.

Для листового металлического проката на поверхности недопустимо появление:

• расслоений;
• пузырей;
• надрывов;
• трещин;
• вкраплений инородных предметов и прочего.

Качество отделки поверхности листового проката соответствует четырем группам: I, II, III, IV.

Детали и изделия, которые подвергаются термической обработке изготавливаются из сталей обыкновенного качества общего назначения групп Б и В с номерами 5, 6. они подвергаются закалке и далее высокотемпературному отпуску.