Сталь СТ3: химический состав и свойства
Сталь – это сплав двух элементов железа, углерода, легирующих примесей, которые добавляют в металл для придания ему нужных свойств. Ст3 – это конструкционная углеродистая сталь обыкновенного качества, широко распространена во всех сферах промышленного производства. Является самым распространенным металлом для несущих строительных конструкций. Из этого сплава делают лист, профиль, трубу, двутавры и другой металлопрокат.
Химический состав
Марки стали различаются по составу, который определяет механические характеристики, область применения и свариваемость материала.
Небольшое количество легирующих элементов и высокая пластичность Ст3 делает её самым распространённым сплавом, применяемым в строительстве. Ни одна стройка не может обойтись без проката из Ст3.
Химический состав материала включает следующие элементы:
- железо – 97%;
- углерод – 0,14-0,22%;
- никель, медь, хром – каждый не больше 0,3%;
- марганец — 0,4-0,65%;
- кремний — 0,05-0,17%;
- мышьяк менее 0,08%;
- серы не более 0,05;
- фосфор менее 0,04%.
Углерод определяет твёрдость, прочность, пластичность, показатели свариваемости, физико-механические свойства стали. Сера и фосфор – вредные примеси.
Легирующие элементы в структуре этого сплава, которые влияют на его характеристики – это марганец, хром, медь и никель.
Физические и механические свойства
Сталь Ст3 это самая используемая марка металла, применяемая в строительстве и в машиностроении. Низкая цена в сочетании с физико-механическими показателями, которые определили популярность этого материала.
Перечислим механические показатели Ст3:
- предел текучести 205-255 МПа;
- временное сопротивление разрыву 370-490 МПа;
- относительное удлинение 22-26%;
- ударная вязкость при температуре:
- 20 0С составляет 108 Дж/см2;
- 20 0С равняется 49 Дж/см2;
- твёрдость HB 10-1: 131 МПа.
Прочностные показатели предел текучести и относительное удлинение – зависят от толщины и формы проката.
Плотность Ст3 составляет 7850 кг/м3. Сплав относится к хорошо свариваемым материалам.
Маркировка Ст3
Классифицируются низкоуглеродистые стали по составу степени расселения. Раскисление – это процесс удаления из расплава кислорода, являющегося вредной примесью. Он ухудшает механические и другие свойства материала.
По степени раскисления сплав бывает трёх видов:
- спокойная обозначается «сп»;
- кипящая – «кп».
Проведём расшифровку материала Ст3Гпс. Буквы «Ст» обозначают сталь. Цифра «3» – это процентное содержание углерода, чем больше цифра, тем больший процент углерода содержится в металле. Буква Г — пишется, если процент содержания марганца в 0,8% и более. ПС – полуспокойная.
Разновидности сплава Ст3
Спокойная сталь раскисляется с использованием марганца, кремния и алюминия.
Это дорогой и высококачественный материал. За счёт однородной структуры спокойный металл пластичнее и коррозионно устойчивее. Применяется для изготовления несущих ответственных конструкций, узлов машин, механизмов, которые работают при отрицательных температурах и динамических нагрузках.
Полуспокойная сталь раскисляется марганцем и алюминием. Показатели прочности и пластичности у этого материала близки к спокойной стали, но уступают ей. Применяется при возведении несущих металлоконструкций, где требования к прочностным показателям ниже, чем у конструкций из спокойного металла. Преимуществом этого сплава – его стоимость дешевле.
Кипящая сталь самая дешёвая, раскисляется только марганцем. При заливке этого расплава в слябы происходит активное кипение – выделяются содержащиеся в сплаве газы. В разных частях слитка может иметь неоднородные свойства. Кипящая металл хрупкий, плохо сваривается и подвержена коррозии. Применяется для изготовления конструкций, к которым не предъявляются высокие требования.
Применение Ст3
Из спокойной стали производят: лист, уголок, швеллер, арматуру, двутавровую балку и другой металлопрокат, который используют для изготовления:
- трубопроводной арматуры, труб, фасонных изделий;
- мостовых кранов, несущих железнодорожных металлоконструкций, каркасов зданий, внутрицеховых металлоконструкций, железнодорожных и автомобильных мостов;
- ёмкостей для хранения воды и нефтепродуктов, железнодорожных вагонов, цистерн для перевозки нефтепродуктов;
- кузовов автомобилей, корпусов судов;
- других ответственные конструкции, применяемых во всех отраслях промышленности, работающих при низких температурах окружающего воздуха, в условиях динамических знакопеременных нагрузок.
Полуспокойная сталь используется для тех же металлоконструкций и деталей, что и спокойная, но при условии, что эти изделия не будут работать при температурах ниже -10 0С.
Кипящая сталь. Применяется для малонагруженных, второстепенных, ненагруженных металлоконструкций, которые работают при постоянных нагрузках.
Ст 3
Главная / Сортовой прокат / Круг / Ст 3
| Марка : | Ст3сп | |
| Классификация : | Сталь конструкционная углеродистая обыкновенного качества | |
| Дополнение: | По ГОСТ 27772-88 сталь Ст3сп5 соответствует стали для строительных конструкций С245; сталь Ст3сп соответствует стали С285 | |
| ||
| Применение: | Несущие элементы сварных и несварных конструкций и деталей, работающих при положительных температурах, арматура класса Ат400С | |
| Зарубежные аналоги: | Известны | |
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 |
Технологические свойства материала Ст3сп .
| Свариваемость: | без ограничений. |
| Флокеночувствительность: | не чувствительна. |
| Склонность к отпускной хрупкости: | не склонна. |
Механические свойства при Т=20oС материала Ст3сп .
| Сортамент | Размер | Напр. | sв | sT | d5 | y | KCU | Термообр. |
| — | мм | — | МПа | МПа | % | % | кДж / м2 | — |
| Трубы, ГОСТ 8696-74 | 372 | 245 | 23 | |||||
| Трубы, ГОСТ 10705-80 | 372 | 225 | 22 | |||||
| Прокат, ГОСТ 535-2005 | 370-490 | 205-255 | ||||||
| Лист толстый, ГОСТ 14637-89 | 370-480 | 205-245 | 23-26 | |||||
| Арматура, ГОСТ 5781-82 | 373 | 235 | 25 | |||||
| Катанка, ГОСТ 30136-95 | 490-540 | 60 |
| Твердость Ст3сп , | HB 10 -1 = 131 МПа |
Физические свойства материала Ст3сп .
| T | E 10— 5 | a 10 6 | l | r | C | R 10 9 |
| Град | МПа | 1/Град | Вт/(м·град) | кг/м3 | Дж/(кг·град) | Ом·м |
| 20 | 7850 |
Обозначения:
| Механические свойства : | |
| sв | — Предел кратковременной прочности , [МПа] |
| sT | — Предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), [МПа] |
| d5 | — Относительное удлинение при разрыве , [ % ] |
| y | — Относительное сужение , [ % ] |
| KCU | — Ударная вязкость , [ кДж / м2] |
| HB | — Твердость по Бринеллю , [МПа] |
Физические свойства : | |
| T | — Температура, при которой получены данные свойства , [Град] |
| E | — Модуль упругости первого рода , [МПа] |
| a | — Коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20o — T ) , [1/Град] |
| l | — Коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала) , [Вт/(м·град)] |
| r | — Плотность материала , [кг/м3] |
| C | — Удельная теплоемкость материала (диапазон 20o — T ), [Дж/(кг·град)] |
| R | — Удельное электросопротивление, [Ом·м] |
Свариваемость : | |
| без ограничений | — сварка производится без подогрева и без последующей термообработки |
| ограниченно свариваемая | — сварка возможна при подогреве до 100-120 град. и последующей термообработке |
| трудносвариваемая | — для получения качественных сварных соединений требуются дополнительные операции: подогрев до 200-300 град. при сварке, термообработка после сварки — отжиг |
Справочная информация взята с сайта http://www.splav.kharkov.com
Плотность и удельный вес | Немного информации о метеорите
Вашингтонский университет в Сент-Луисевернуться к разделу «Некоторые метеоритные реалии»
Плотность
Плотность — это термин, обозначающий, насколько тяжел объект для своего размера. Плотность породы обычно выражается в таких единицах, как граммы на кубический сантиметр (г/см3 или г/см 3 ), килограммы на кубический метр или фунты на кубический дюйм (кубический фут или кубический ярд).
Плотность горных пород значительно различается, поэтому плотность горных пород часто является хорошим инструментом идентификации и помогает отличить наземные (земные) породы от метеоритов.
Железные метеориты очень плотные, 7-8 г/см 3 . Большинство метеоритов представляют собой обычные хондриты, а плотность обычных хондритов вдвое меньше, чем у железа. Плотность большинства обычных хондритов составляет от 3,0 до 3,7 г/см 3 , что больше, чем у большинства земных пород. Например, известняк (2,6 г/см 3 или менее), кварцит (2,7 г/см 3 ) и гранит (2,7–2,8 г/см 3 ) — все это распространенные породы с низкой плотностью. Некоторые метеориты имеют низкую плотность (<3,0 г/см 3 ), но такие метеориты встречаются редко. Плотность базальта, одного из наиболее распространенных типов земных вулканических пород, может достигать 3,0 г/см 9 .0010 3 . Единственными типами земных пород, которые плотнее метеоритов, являются руды – оксиды и сульфиды металлов, таких как железо, цинк и свинец. Например, породы, состоящие из гематита или магнетита (оксидов железа), часто ошибочно принимают за метеориты (см. конкреции).
Такие породы имеют высокую плотность 4,5—5 г/см 3 , что больше, чем у любого типа каменных метеоритов.
Удельный вес
Для измерения плотности необходимо измерить объем горной породы. Это трудно сделать точно. Однако столь же полезным, как и плотность, является число 9.0008 удельный вес . Удельный вес – это отношение массы (веса) горной породы к массе того же объема воды. Вода имеет плотность 1,0 г/см 3 , поэтому числовое значение удельного веса камня такое же, как и плотность. Поскольку удельный вес является отношением, у него нет единицы измерения.
Удельный вес легче измерить, чем плотность. Для измерения удельного веса вам понадобятся весы или весы с крючком на дне. Этот метод описан в большинстве учебников по физике для средней школы, и в большинстве средних школ (лаборатории по общим наукам и физике) есть весы, которые можно использовать для измерения удельного веса. Может быть трудно получить точную меру для небольшого камня, например <10 граммов.
Если у вас есть неметаллический камень с удельным весом более 4,0, то это не метеорит.
Если у вас есть камень с удельным весом от 3,0 до 4,0, это может быть метеорит. Это хорошие новости. Плохая новость заключается в том, что если вы соберете 1000 камней с удельным весом в этом диапазоне, то, вероятно, все они будут земными породами, потому что многие типы земных пород находятся в диапазоне 3-4. Если у вас есть камень с удельным весом менее 3,0, это почти наверняка не метеорит. Многие типы земных пород имеют удельный вес менее 3,0.
вернуться к «Некоторым метеоритным реалиям»
210
310
150
310
100
250
130
400
300
500
250
100
100
200
400