Сталь Ст3 — одна из самых востребованных углеродистых конструкционных сталей в промышленности. Её популярность объясняется оптимальным сочетанием прочности, технологичности и стоимости. В этой статье мы рассмотрим состав, свойства, маркировку и области применения Ст3.
Расшифровка маркировки Ст3
Маркировка Ст3 имеет простую структуру. «Ст» означает, что это сталь обычного качества, без легирующих элементов. Цифра «3» указывает на порядковый номер марки и содержание углерода в сплаве — около 0,3%.
Также в маркировке может быть индекс, например, «сп» (спокойная сталь). Это указывает на степень раскисления при производстве. Спокойные стали имеют более однородную структуру и меньше пор.
Химический состав Ст3
Ст3 — углеродистый сплав с железом в основе. Углерод (0,3%) влияет на механические свойства стали: с его увеличением растёт прочность, но снижаются пластичность и свариваемость.
В состав также входят:
- Марганец (до 0,4%) — улучшает прочность и износостойкость.
- Кремний (не менее 0,15%) — повышает упругость и сопротивление усталости.
- Фосфор и сера (в небольших количествах) — вредные примеси, увеличивающие хрупкость при низких температурах и усложняющие обработку давлением.
Отсутствие легирующих элементов (никеля, хрома, молибдена) делает Ст3 доступной по цене, но ограничивает её применение в агрессивных средах.
Физико-механические свойства
Ст3 обладает следующими характеристиками:
- Плотность: около 7,85 г/см³.
- Предел текучести: 235–255 МПа (зависит от толщины проката).
- Временное сопротивление разрыву: 370–500 МПа.
- Относительное удлинение: 20–25% (для листового проката до 20 мм).
- Твёрдость: до 131 HB (по Бринеллю).
Эти показатели позволяют использовать сталь в конструкциях, подверженных умеренным нагрузкам. Однако при отрицательных температурах она теряет пластичность из-за фосфора и серы.
Производство и обработка
Для получения Ст3 перерабатывают чугун. Используют мартеновский, кислородно-конвертерный или электросталеплавильный методы. После выплавки металл подвергают горячей прокатке, чтобы сформировать необходимые размеры и улучшить структуру.
Ст3 легко поддаётся:
- Сварке (кроме высокотемпературных режимов, чтобы избежать трещин).
- Гибке и штамповке (особенно в холодном состоянии для тонколистового проката).
- Механической обработке (резанию, фрезерованию).
Однако из-за низкого содержания углерода закалка и цементация не применяются, так как они не дают значительного упрочнения поверхности.
Области применения Ст3
Из-за доступности и универсальности Ст3 широко используется:
В машиностроении: для валов, осей, кронштейнов, кожухов и других деталей, которые не испытывают экстремальных нагрузок.
- В строительстве: для балок, арматуры, профильных труб, листового металла для ограждений и кровли.
- В металлоконструкциях: для каркасов зданий, опор ЛЭП, ёмкостей для хранения сыпучих материалов.
- В крепёже: для болтов, гаек, шайб, шпилек (при условии покрытия цинком для защиты от коррозии).
- В сельхозтехнике: для деталей тракторов, комбайнов, прицепов.
Особенно часто Ст3сп применяют для холодноштампованных деталей, таких как крышки станков, корпуса электродвигателей, элементы бытовой техники.
Аналоги и заменители
В международной классификации у Ст3 есть аналоги:
- S235JR (Европа) — по стандарту EN 10025.
- A283C (США) — по ASTM.
- SS400 (Япония) — по JIS G3101.
Эти марки близки по составу и свойствам, но могут различаться по требованиям к ударной вязкости и содержанию примесей.
Для повышения коррозионной стойкости Ст3 часто оцинковывают или покрывают другими защитными слоями, например, лакокрасочными материалами.
Заключение
Ст3 — базовый материал для многих отраслей промышленности. Её преимущества — простота производства, хорошая обрабатываемость и доступная цена — делают её незаменимой для неответственных конструкций. Однако для использования в агрессивных средах или при экстремальных температурах лучше выбрать легированные или нержавеющие стали.
При выборе металла для проекта важно учитывать условия эксплуатации и требования к долговечности. Ст3 — отличный выбор для многих задач.