Характеристика стали СТ3 и ее технологические свойства

Сталь марки СТ3 классифицируется как конструктивная углеродистая обычного качества.

Сплав СТ3 применяется для изготовления горячекатаного проката, труб, штамповок, проволоки и т.д. Продукты металлопроката востребованы в строительстве для производства металлоконструкций, изготовления изделий для машиностроения и бытовой техники.

Содержание

1 Основные характеристики
2 Технологические свойства стали
3 Раскисление стали

Основные характеристики

Сталь представляет собой деформированный сплав железа (не менее 45%), углерода (2%) и примесей некоторых элементов (фосфора, марганца, кремния). Для получения материала с необходимыми характеристиками (устойчивости к коррозии, повышения пределов прочности, магнитных свойств и т.д.) добавляются легирующие добавки (хром, вольфрам, ванадий, титан).

Химический состав стали СТ3: углерод (0,14-0,22%), кремний (0,05-0,17%), марганец (0,4-0,65%), никель, медь, хром (0,3%), мышьяк (0,08%).

Сплав СТ3 включает и вредные примеси: газы (кислород, несвязанный азот), серу, фосфор. Наличие фосфора способствует хрупкости металла при низкой температуре воздуха и уменьшению пластичности при нагревании. Примеси серы содействуют образованию трещин в металле.

По механическим характеристикам сталь подразделяют на следующие группы: обычной прочности, повышенной и высокой. На прочность материала влияет содержание углерода, соответствующее порядковому номеру маркировки от 0 до 6.

Стали подразделяются по назначению на три группы.

Конструкционные – применяются при изготовлении металлоконструкций и изделий с повышенным пределом прочности. Они могут быть углеродистыми и легированными.
Инструментальные – используются для изготовления измерительных, режущих приборов и инструментов. Содержание углерода составляет от 0,8 до 2%.
Стали с особыми свойствами (специальные) – нержавеющие, кислотостойкие, электротехнические и т.п. Имеют низкое содержание углерода и повышенное легирующих элементов.

Технологические свойства стали

По своим механическим свойствам сталь марки СТ3 обладает высоким пределом выносливости и сопротивляемостью к большим нагрузкам.

В зависимости от состава сплава определяются его основные свойства. Отличительной характеристикой СТ3 является содержание углерода. От повышенного содержания углерода зависит увеличение предела прочности материала. Однако одновременно с этим ухудшаются свариваемость, пластические качества и повышается опасность образования трещин в швах.

Повысить прочность сплава целесообразнее путем увеличения содержания марганца, так как это не ведет к снижению прочности металла шва.

Увеличению прочности способствует и наличие в его составе кремния, который практически не снижает пластичность металла.

Кремний совместно с марганцем или молибденом придает повышенную закаливаемость, увеличивает пределы упругости и текучести материала, а также устойчивость к атмосферным воздействиям.

Сварка стали СТ3 может производиться без ограничений. Штамповка проводится в горячем и холодном состоянии, без последующей термической обработки.

Раскисление стали

В процессе раскисления сплава стали происходит удаление кислорода из расплавленного сырья, наличие которого ухудшает механические свойства материала.

Раскаленную сталь, содержащую большое количество растворенного газа, выдерживают в изложницах с раскислителем (марганцем, кремнием, алюминием), который соединяется с растворенным кислородом. Получившиеся в процессе оксиды всплывают на поверхность и впоследствии удаляются.

Воздействие элементов на сплав оказывается различным. Так, наиболее сильным раскислителем является алюминий, затем идет кремний, а самым слабым считается марганец.

При выплавке стали в виде раскислителя чаще всего используется кремний. В полуспокойных составах он составляет 0,10%, а в спокойных – 0,40%.

В зависимости от содержания кислорода и углерода в структуре материала и степени раскисления сплав металла классифицируются по следующим типам.

Спокойная сталь («сп») – газы не выделяются при затвердевании, в полной степени проходит раскисление и удаление кислорода. Обладает однородной структурой, пластичностью и значительной устойчивостью к коррозии. В большинстве видов сталей (легированных, низколегированных и углеродистых) используются спокойные сплавы. Применяется при производстве жестких металлоконструкций.
В полуспокойных («пс») – проходит частичное раскисление, выделяющиеся газы подавляются не полностью (углерод до 0,30%). По своим качествам сырье имеет меньшую жесткость и пластичность. Широко применяется в производстве труб и сортового проката.
Кипящая сталь («кп») – большая степень выделения газов в процессе затвердевания. В своем составе содержит максимальное количество углерода и марганца. Ее себестоимость сравнительно невысока, так как при этом используется меньшее количество раскислителя. Применяется при производстве плит, листов, проволоки и труб.

По способу производства сталь различают на мартеновскую и кислородно-конвертерную. Наиболее современный, сравнительно простой и дешевый способ – это кислородно-конвертерный с использованием кислородных конвертеров.

Сталь марки СТ3 пользуется большой популярностью благодаря своей технологичности и качественным характеристикам (прочности, простоты в обработке и т.д.). Использование специальных технологий в производстве позволяет получать экономичные, долговечные конструкции и изделия самого различного применения.