Сталь 3

Железоуглеродистый сплав Ст. 3 востребован во многих отраслях промышленности, недорогой, доступный и хорошо сваривается, подходит для эксплуатации в нормальных условиях.

Расшифровка стали 3

Сталь 3, это какая сталь? Класс: конструкционная низкоуглеродистая обыкновенного качества. Цифра 3 - номер марки по ГОСТ 380, присваивается в соответствии с химсоставом. Если после цифры нет буквенных обозначений, то подразумевается спокойная степень раскисления стали (сп), высокая, бескислородная. По наличию пузырьков кислорода различают также полуспокойную (пс) и кипящую (кп) сталь, самую пористую и дешёвую. Типы могут несколько различаться по количеству вхождения элементов.

Химический состав Ст.3

Сталь 3 ГОСТ 380 состоит, кроме железа (около 98%), из следующих добавок:

• углерода ‒ содержание обеспечивает твердость материалу, при этом не снижает вязкость, пластичность;

• кремния, марганца ‒ раскислителей, упрочняют, повышают износостойкость, улучшают структуру;

• серы, фосфора ‒ вредные примеси, повышающие хрупкость при высокой (S) и низкой (P) температуре;

• меди, хрома, никеля, азота, алюминия ‒ в незначительных количествах, не влияющих на свойства.

Диаграмма стали 3 

Характеристики стали 3

• структура стали 3: феррито-перлитная, гомогенная;

• температура: от -40 до +425°C, при превышении верхнего предела теряется прочность;

• высокая ударная вязкость, позволяет противостоять динамическим нагрузкам, резко снижается при выходе за нижнюю температурную границу;

• невысокая себестоимость из-за отсутствия большого количества дорогостоящих легирующих добавок, благодаря отработанной производственной схеме;

• устойчивость к коррозии: низкая, требуется нанесение защитного антикоррозионного покрытия на поверхность при контакте с агрессивными средами.

Механические свойства стали 3

В таблице отражены пределы выносливости, прочности, пластичности, упругости стали 3 для разных видов металлоизделий.

Таблица 1

Предельное значение прочности (sв) показывает максимум напряжения, которое металл выдерживает до разрушения.

Предел текучести (sT) характеризует механическое воздействие, при котором начинают возникать необратимые пластические деформации.

Относительное удлинение (d5)/сужение (y) ‒ это показатели, характеризующие пластичность при растяжении образца.

Ударная вязкость для Ст. 3 составляет примерно 29 ‒ 98 Дж/см2, при сильном охлаждении заметно снижается, что может привести к разрушениям . Поэтому при пониженных температурах может нормироваться.

Твёрдость показывает способность верхнего слоя сплава сопротивляться вдавливанию более твёрдого тела. По Бринеллю составляет НВ 10-1=131 ‒ 150 МПа.

Свойства 

Температура критических точек (фазовых превращений), градусов Цельсия: начало нагрева: Ас1 725 ‒ 735, промежуточные стадии: Ас3 775 ‒ 850, Аr3 835, конец охлаждения Аr1 630;

Технологические свойства: 

• свариваемость: по любой технологии (ручная дуговая, полуавтоматическая в среде защитных газов подходит для тонкостенных металлоконструкций, автоматическая под флюсом ‒ для толстых листов, т.д.), без предшествующей и последующей термообработки, характеризуется отсутствием появления холодных и горячих трещин при сваривании; высокая пластичность уменьшает возникающие напряжения, снижает риски появления дефектов;

• прокаливаемость: низкая, прокаливается на глубину 1-3 мм, сохраняет мягкую сердцевину; при закалке твердость не увеличивается;

• не подвержена образованию флокенов, растрескиванию швов при сварке;

• ковка: начинается при 1180 ‒ 1300°C, заканчивается при 750 ‒ 780°C;

• обработка, различные способы: штамповка, резка, фрезерование.

Физические свойства: 

• плотность стали 3: 7850 кг/м3;

• температура плавления: 1425 ‒ 1540°C;

• удельная теплоемкость, Дж/(кг·°C): 460 ‒ 480 при 20°C , с повышением температуры показатель увеличивается, достигает максимума при превращении феррита в аустенит;

• удельное электросопротивление,  мкОм·м: 0.10 ‒ 0.15, выше чем у чистого железа.

Применение и области использования стали 3

Что делают из стали 3:

• ограждения, строительные конструкции (балки, колонны, перекрытия, каркасы, опоры);

• технологическое оборудование (резервуары, цистерны);

• сварные, бесшовные трубы;

• трубопроводную арматуру;

• детали, не подверженные трению, корпуса машин, механизмов;

• сортовой, фасонный, листовой металлопрокат.

Углеродистый сплав востребован в машиностроении, строительстве, энергетике, нефтегазопереработке, добывающей отрасли, в коммунальном, сельском хозяйстве. Материал универсальный, подходит для многих секторов народного хозяйства, поставляется в различных видах и формах.

Сталь 3сп подходит для сооружения нагруженных конструкций, работающих в широком диапазоне температур. Нижний предел Т для ПС составляет не ниже -10°C. КП, менее прочная, подходит для малонагруженных металлоизделий, эксплуатируемых при положительных температурах.

Аналоги

Зарубежные заменители отличаются от Ст. 3 обозначением, но по свойствам, техническим характеристикам некоторые могут быть близки. Поэтому бывает важно соотнести российскую систему маркировок с зарубежной. Основные аналоги:

• Соединённые Штаты Америки: A57036;

• Евросоюз: Fe37B1FN,S235 ;

• Япония: SS400;

• КНР: Q235A-B;

• прочие.

К отечественным аналогам относят: Ст. 10, Ст. 20, С235, С245.