- Классификация и свойства сталей
- Химический состав
- Структурные особенности
- Содержание примесей
- Разделение по применению
- Показатели удельной массы
- Плотность стали конструкционной легированной
- Плотность стали конструкционной повышенной обрабатываемости
- Плотность стали конструкционной рессорно – пружинной
- Плотность стали конструкционной углеродистой качественной
- Плотность нержавеющей стали
- Как рассчитать P или выполнить корректировку массы 1 метра?
- Плотность 12Х18Н10Т и некоторых нержавеющих сталей
- Плотность других сталей и сплавов
- Сталь — понятие и ее характеристики
- Классификация стали
- Углеродистые стали
- Легированная сталь
- Сталь Ст3: марки, характеристики, химический состав
- Химический состав
- Физические и механические свойства
- Расшифровка марок Ст3
- Применение стали Ст3
- Удельный вес металлов
- Сколько весит куб стали
- Вес листового металла
Сталь — деформируемый сплав небольшого количества углерода (менее 2%) с железом и другими химическими элементами. Это широко распространённый материал, используемый практически во всех промышленных отраслях. Удельный вес стали обусловлен ее типом, который формируется согласно назначению и химическим составляющим металлического сплава.
Классификация и свойства сталей
Сталь имеет множество свойств, так как является конструкционным материалом. Основным из них является прочность: сплав способен переносить достаточную напряженность в условиях эксплуатации. Среди прочих характеристик выделяют:
пластичность — устойчивость к немалым деформациям без деструкции при изготовлении конструкций и в точках перегруженности при их эксплуатировании;
- вязкость — способность вбирать усилия наружных силовых воздействий, препятствуя расширению разрывов;
- трещиностойкость;
- твердость;
- упругость;
- хладостойкость;
- жаропрочность.
Классифицируют стали по их микроструктуре, содержанию химических элементов, типу и методу изготовления, области применения. Каждая классификация включает в себя множество моментов, характеризующих этот материал.
Химический состав
По химической совокупности сплавы делятся на углеродистые и легированные. Первые классифицируются в соответствии с содержащимся процентом углерода:
- малоуглеродистые — до 0,3%;
- среднеуглеродистые — 0,3−0,7%;
- высокоуглеродистые — от 0,7%.
Технологические параметры металла совершенствуются путем легирования. Сплавы, которые, помимо естественных ферропримесей, содержат внедренные с определенной целью элементы, называются легированными. Обычно сталь обогащается такими химическими элементами:
молибденом;
- вольфрамом;
- хромом;
- алюминием;
- никелем;
- барием;
- ванадием;
- таллием;
- марганцем;
- кремнием.
Более весомое улучшение свойств сплава достигается при комплексном подходе к легированию. Легированные сплавы классифицируются по своей химической структуре. В зависимости от процентного содержания добавленных элементов выделяются следующие составы:
- низколегированные — до 2,5%;
- среднелегированные — 2,5−10%;
- высоколегированные — от 10%.
Структурные особенности
В соответствии с микроструктурой сплавы и стали, получающиеся при отжиге, разделяются на карбидные или ледебуритные, ферритные, заэвтектоидные, доэвтектоидные, аустенитные. В нормальных условиях производятся перлитные, мартенситные, аустенитные.
Перлитные представлены углеродистыми и легированными образцами с небольшим значением легирующих долей, мартенситные — с уже более высоким содержанием подобных компонентов. Самый высокий процент дополнительных составляющих — у аустенитных сталей.
Содержание примесей
По качеству, а именно по технологии разработки и наличию добавок, металлы распределяются по четырем категориям. Существуют стали рядового (обычного) качества, качественные, высококачественные, особовысококачественные:
Сплавы обыкновенного качества выплавляются в конвертерах с использованием кислорода или огромных мартеновских печах и, согласно химической структуре, относятся к среднеуглеродистым с содержанием углерода до 0,6%. Рядовое качество изготовления относит сплавы в разряд дешевых материалов с низкими показателями механических характеристик, по сравнению с другими категориями. Наличие серы — до 0,06%, фосфора — до 0,07%. Известные следующие марки подобной стали: Ст5кп, СтО.
- Стали качественные выплавляют по аналогии в конвертерах или печах, но с соблюдением более жестких требований к структуре шихты, способам плавления и разливки. По химическому составу выделяются углеродистые или легированные материалы. Сера содержится в количестве не более 0,04%, фосфор — до 0,03%. Известные марки — 20кп, 08кп.
- Высококачественный класс сталей поддается процессу переплавки, главным образом в электрических печах с электрошлаковым переплавом или иными технологическими приемами, обеспечивающими высокую чистоту. Содержание неметаллических добавок представлено наличием серы в объёме до 0,04%, фосфора — до 0,03%, а также отсутствием газовых примесей. За счёт этого повышаются механические показатели. Распространённые марки — 15Х2МА, 20А.
- Особовысококачественные сплавы, благодаря электрошлаковой переплавке, эффективно очищаются от оксидов и сульфидов. Такая категория стали выплавляется лишь легированной. Производится она с помощью электрических печей методами электрометаллургии. Содержание серы — менее 0,01%, фосфора — 0,025%. Известные марки — 20ХГНТР-Ш, 18ХГ-Ш.
Разделение по применению
Поскольку себестоимость стали отличается относительно небольшими показателями, а масштабы изготовления, напротив, доходят до очень крупных значений, сфера применения материала обширна и многообразна. По применению стали и их сплавы подразделяют на конструкционные, инструментальные, стали со специальными физическими и химическими характеристиками. Конструкционные стали делятся на такие виды.
Строительные — низколегированные и углеродистые, обычного качества. Одно из главных технических свойств — высокая свариваемость. Марки: С390К, С440Д, С255.
- Стали для холодной штамповки — качественные низкоуглеродистые марки 08кп, 08Ю в виде листового проката.
- Шарикоподшипниковые — высокоуглеродистые марки стали с добавлением хрома, имеют высокопрочные и износоустойчивые характеристики (ШХ15, ШХ9).
- Улучшаемые стали — со средним содержанием углерода (марки — 35, 45, 50), хромистые (40Х, 50Х), хромистые с бором (ЗОХРА), кремнием и марганцем, никелем, никелем и молибденом. С помощью термической закалки и высокого отпуска повышаются механические характеристики сплавов.
- Автоматные — сплавы с добавлением серы, теллура, селена и свинца, что приводит к созданию хрупкой микростружки и сокращает трение резца и металлической стружки. Находят применение при массовом изготовлении шпилек, гаек, винтов на автоматических металлообрабатывающих станках. Марки стали: А12, А20, А40Г, АС11.
- Цементируемые — малоуглеродистые (15, 25) и легированные сплавы (15Х, 15ХФ, 20ХН, 12ХНЗА). Применяются для производства деталей, подверженных поверхностному перенапряжению и переносящих динамические допнагрузки.
- Высокопрочные — среднеуглеродистые легированные стали (3ОХГСН2А, ОЗН18К9М5Т, 04ХИН9М2Д2ТЮ), которые посредством подбора химической структуры и термообработки обладают пределом прочности, в 2 раза превышающим этот показатель у простых конструкционных.
- Пружинно-рессорные — это углеродистые стали марок 65, 70 и сплавы, легированные кремнием, хромом, вольфрамом, марганцем, ванадием и бором, что способствует повышению их предела упругости (50ХГС, 60С2, 60С2ХФА, 55ХГР). Обладают длительной упругостью и способностью к сопротивлению деформации и усталости.
- Износостойкие — используются в производстве деталей, эксплуатируемых в среде абразивных соприкосновений, высокого давления и столкновений (110Г13Л).
- Жаропрочные, жаростойкие — стали с малым количеством углерода (0,1−0,45%), а также легированные кремнием, хромом, никелем, кобальтом и другими компонентами. В обязательном порядке в структуре сплава содержатся марганец и никель, последний гарантирует необходимое увеличение предела долгосрочной коррозийной прочности при небольшом повышении предела текучести и краткосрочного противодействия. Находят применение в производстве клапанных, газотурбинных и паротурбинных звеньев различных механизмов, труб.
Согласно применению, инструментальные сплавы подразделяют на сплавы для режущего и измерительного инструмента, штамповые. При производстве резального инструмента прибегают к использованию углеродистых, инструментальных, легированных, быстрорежущих сплавов.
Наличие углерода в углеродистых инструментальных сплавах — 0,65−1,32%, распространенные марки — У7, У13, У7А, У13А. К этой категории условно причисляют сплавы с малыми долями легирующих компонентов, так как они имеют небольшие различия.
Легированные инструментальные стали в своей химической структуре имеют от 1 до 3% примесей. Широко применяются марки 9ХС, ХВГС для изготовления зенкеров, сверл крупных диаметров, фрез, ХВГ (протяжек, разверток). Инструменты резки, работающие на высокой скорости, изготавливают из быстрорежущих сталей, имеющих высокую теплостойкость. Наиболее используемые марки — Р9, Р6М5, Р9Ф5, РЮК5Ф5.
При производстве измерительных приборов используют марки У8−12, X, 12X1, ХВГ, Х12Ф1. Сплавы обладают твердостью, износостойкостью и стабильностью линейных параметров. Шкалы измерительных приборов, линейки и скобы производят из листовой стали 15. Сплавы подвергают предварительной термообработке, способствующей повышению качества механических характеристик. Критерии, которые предъявляются к штамповым сталям:
- высокая твердость;
- теплостойкость;
- износоустойчивость;
- прокаливаемость.
Показатели удельной массы
Физическая величина плотности или удельной массы стали составляет 7,8 г на 1 см³ объема. Для расчета удельной массы металлопроката существует специальный калькулятор. Удельная масса общераспространенных видов, в граммах на кубический сантиметр:
12Х18Н10Т, нержавеющая конструкционная криогенная — 7,9;
- 08Х18Н10Т, нержавеющая коррозионно-стойкая жаропрочная — 7,9;
- 09Г2С, конструкционная низколегированная — 7,85:
- 10,20,30,40, конструкционная углеродистая качественная — 7,85;
- Ст3сп, Ст3пс, конструкционная углеродистая — 7,87;
- 5ХНМ, инструментальная штамповая — 7,8;
- Х12МФ, инструментальная штамповая — 7,7;
- 65 Г, конструкционная рессорно-пружинная — 7,85;
- 30ХГСА, конструкционная легированная — 7,85.
Алюминий, марганец, углерод, хром имеют свойство понижать плотность сплавов. Кобальт, никель, вольфрам и медь, напротив, могут ее повысить.
Первые упоминания о стали содержатся в индийские источники, датируемые приблизительно 1 тысячелетием до н. э. Стальные мечи, изготовленные индийскими мастерами, были прочнее и острее бронзовых. Сталь обрабатывалась на Ближнем Востоке и в Древнем Риме. Именно стальные мечи и доспехи помогли римским легионам в их победоносном шествии по античному миру.
Второе рождение материала произошло в 19 веке, года был разработан мартеновский метод ее выплавки, позволяющий получать сплавы высокого и стабильного качества в больших количествах. В 20 веке сталь стала основным конструкционным материалом. Одной из важных характеристик любого материала, является его плотность — масса вещества в единице объема.
Плотность измеряется в граммах на кубический сантиметр или в тоннах на кубометр. Цифровое значение плотности для этих двух единиц измерения будет совпадать. Плотность одного и того же материала при разной температуре меняется вследствие явления теплового и объемного расширения. У большинства веществ, включая металлы, плотность с ростом температуры падает.
Плотность стали конструкционной легированной
Конструкционные легированные сплавы применяются в производстве высоконагруженных ответственных конструкций, в том числе работающих в агрессивных средах. Плотность марки 30ХГСА близка к стандартному значению в 7,85 т/м 3
плотность стали конструкционной низколегированной для сварных конструкций
Низколегированные сплавы обладают прекрасной свариваемостью и высокой стойкостью к коррозии, поэтому их широко применяют для ответственных конструкций в строительстве и кораблестроении. УВ стали этой группы колеблется в пределах 7,85-7,87 т/м 3 и приведен в таблице:
Группа | Марка | Плотность |
низколегированная конструкционная | 09Г2С | 7,85 |
высоко-углеродистая | 70 (ВС и ОВС) | 7,85 |
среднеуглеродистая | 45 | 7,85 |
мало-углеродистая | 10, 10А, 20, 20А | 7,85 |
углеродистая конструкционная | Ст3сп, Ст3пс | 7,87 |
Плотность стали конструкционной повышенной обрабатываемости
Удельный вес стали 30ХГСА, применяемой для валов, осей, рычагов составляет 7,85 т/м 3 . При нагреве до 200 ºС он снижается до 7,8. Плотность стали конструкционной подшипниковой марки 35ХГ2 равна 7,8 т/м 3 .
Удельный вес стали 12Х2Н4А, применяемой для создания высоконагруженных шестерен, поршневых пальцев и т. п., составляет 7,84 т/м 3 при 20 ºС и снижается до 7,63 при нагреве до 600 ºС
Плотность стали конструкционной рессорно – пружинной
Рессорно-пружинные сплавы обладают повышенной упругостью при сохранении высокой прочности и применяются для изготовления элементов упругости механизмов — рессор, пружин, амортизаторов. Плотность марки 65Г составляет 7,85 т/м 3 .
Плотность стали конструкционной углеродистой качественной
Сталь качественная конструкционная углеродистая марок 10, 20, 30, 40 имеет плотность 7,85 т/м 3
Плотность нержавеющей стали
Плотность вещества вычисляется путем деления массы объекта на его объем. Такие вычисления для всех известных человеку веществ уже сделаны, и метрологические службы периодически повторяют и уточняют эти измерения. На практике перед людьми встает другая практическая задача: зная материал, из которого изготовлено изделие, определить его массу.
Плотность вещества также называют удельной массой (или, в быту, удельным весом) — т. е. массой сплошного физического тела изготовленного из данного вещества и имеющего единичный объем.
Следует отметить, что, используя термин «масса», в 99% случаев люди имеют дело с весом — силой притяжения физического тела к Земле. Дело в том, что для определения массы тела в строгом физическом смысле требуется сложное оборудование, доступное лишь в крупнейших научных центрах. Для практического применения в большинстве случаев достаточно обычных, более или менее точных весов, использующих гравитацию Земли и пружины, либо рычаги и стандартные гири, либо пьезоэлементы.
На практике, чтобы рассчитать вес погонного или квадратного метра металлопроката используют удельную массу, или плотность материала, из которого он изготовлен. В справочниках по сортаменту металлопроката среди основных характеристик каждого сорта обязательно указывается масса погонного или квадратного метра и значение плотности, использованное при вычислениях.
В большинстве случаев расчета по массе погонного или квадратного метра хватает для практических применений. Сырье и комплектующие закупаются с некоторым нормированным запасом, а перед отгрузкой потребителю изделие взвешивают на весах для точных взаиморасчетов между контрагентами.
Однако нужно понимать, что данные в справочнике рассчитываются на основании стандартной плотности стали, чаще всего это 7,85 т/м 3 . В то же время фактическая плотность стали конкретной марки зависит от состава и удельного количества присадок и может колебаться от 7,6 до 8,8 т/м 3 .
Это может дать погрешность до 10% в большую или в меньшую сторону для изделия, сделанного из очень легкого или, наоборот, очень тяжелого сплаваю. Для малого количества металла разница будет мала, и ею можно будет пренебречь. Однако для сложных изделий, использующих большие объемы металла, потребуются более точные расчеты.
Масса понадобится при формировании заявки на закупку металла. На основе плотности данного сплава делают корректировку справочных значений массы одного погонного или квадратного метра, и далее в расчетах используют уже уточненное значение.
Как рассчитать P или выполнить корректировку массы 1 метра?
Практический способ определения плотности достаточно прост и известен нам из школьного курса физики. В мерную емкость, заполненную водой до определенной отметки, опускают образец материала. Уровень воды поднимается на определенную высоту. Объем вытесненной воды равен объему образца. Массу образца определяют взвешиванием на точных весах. Плотность будет равна отношению массы и объема.
Чтобы выполнить корректировку массы погонного или квадратного метра, нужно значение из справочника разделить на плотность из справочника и результат умножить на измеренную плотность материала образца. Получится откорректированная величина.
Если предвидится повторение подобных вычислений, то удобнее будет вычислить корректировочный коэффициент, равный отношению стандартной плотности и плотности образца, и далее применять его в расчетах.
Плотность 12Х18Н10Т и некоторых нержавеющих сталей
Марка 12×18Н10Т является одной из самых широко применяемых нержавеющих сталей. Плотность для нее и нескольких популярных в производстве марок приведена в таблице, марки расположены по мере возрастания плотности. В третьей колонке показан коэффициент корректировки плотности относительно стандартного значения в 7,85:
Марка стали | Плотность т/м 3 | Корректировочный коэффициент |
08Х22Н6Т 15Х28 | 7,60 | 0,97 |
08Х13 12Х17 | 7,70 | 0,98 |
04Х18Н10 08Х18Н12Б 12Х18Н10Т 17Х18Н9 | 7,90 | 1,01 |
08Х18Н12Т 10Х23Н18 | 7,95 | 1,01 |
06ХН28МДТ 08ХН28МДТ | 7,96 | 1,01 |
10Х17Н13М2Т | 8,00 | 1,02 |
08Х17Н15М3Т | 8,10 | 1,03 |
Плотность других сталей и сплавов
Удельный вес стали других групп приведен в таблице:
Тип стали | Марка | Плотность |
криогенная нержавеющая конструкционная | 12Х18Н10Т | 7,9 |
жаропрочная нержавеющая коррозионно-стойкая | 08Х18Н10Т | 7,9 |
штамповая инструментальная | Х12МФ | 7,7 |
штамповая инструментальная | 5ХНМ | 7,8 |
мало-углеродистая электро-техническая (Армко) | А и Э; ЭА; ЭАА | 7,8 |
хромистая | 15ХА | 7,74 |
хромоалюминиевомолибденовая азотируемая | 38ХМЮА | 7,71 |
хромомарганцовокремнистая | 25ХГСА | 7,85 |
хромованадиевая | 30ХГСА; 20ХН3А | 7,85 |
Сталь — понятие и ее характеристики
Сталь– является самым распространенным материалом для изготовления конструкций, деталей, механизмов и инструмента.
К сталям относятся все сплавы железа и углерода, причем доля железа должна быть не менее 45 %, а доля углерода — менее 2,14 процента. Углерод, выстраиваясь в молекулярные структуры железа, повышает прочность и твердость, но делает сплав менее пластичным и ковким. Кроме углерода, в состав сплава входят металлы и неметаллы.
К наиболее важным характеристикам сплава относятся:
- модуль сдвига;
- модуль упругости;
- плотность;
- коэффициент линейного расширения.
Разные сферы применения материалов требуют от них отличающихся друг от друга физических и химических свойств. Так, например, стальные сплавы с высоким модулем упругости применяют для производства пружин и амортизаторов рессорного типа. Эти свойства целенаправленно меняются в результате добавления различных присадок.
Плотность стали, или УВ стали — одна из важнейших характеристик сплава. Исходя из нее, конструктор подсчитывает вес детали и общий вес изделия, логистика организует закупку и доставку сырья, заготовок и готовых изделий, экономисты определяют себестоимость.
Вес стали определяется как произведение плотности на объем.
Классификация стали
В зависимости от доли неметаллических примесей, определяемой методом выплавки данной марки, стальные сплавы разделяют на:
- особо высококачественные;
- высококачественные;
- обыкновенного качества.
По химическому составу сплавы также разделяют на легированные и углеродистые.
Углеродистые стали
Используются преимущественно для производства сварных конструкций и содержит от 0,25 до 2,14 процента углерода. Внутри группы они далее разделяются на подгруппы, и также по процентной доле углерода:
- высокоуглеродистые (0,6-2,14);
- среднеуглеродистые (0,3-0,55);
- низкоуглеродистые (ниже 0,25).
В качестве присадок в них также входят кремний и марганец.
Кроме полезных, вводимых целенаправленно присадок в сплаве могут содержаться и вредные примеси, отрицательно влияющие на ее физико- химические свойства:
- фосфор снижает пластичность при нагреве и повышает хрупкость при охлаждении;
- сера приводит к образованию микротрещин.
В состав сплава могут попадать и другие примеси.
Легированная сталь
Для обретения сплавом требуемых свойств при плавке в него добавляют полезные присадки, или легирующие элементы, чаще всего металлы, такие, как алюминий, молибден, хром, марганец, никель, ванадий и другие. Свойства сплава меняются при этом весьма существенно: сплав приобретает стойкость к коррозии, особую прочность, высокую ковкость, повышенную или пониженную электропроводность и т.д.
Сплав с такими добавками называют легированной сталью. По процентному содержанию легирующих присадок они делятся на три группы:
- высоколегированные – свыше 11;
- среднелегированные – от 4 до 11;
- низколегированные – менее 4.
По области применения стальные сплавы делятся на:
- инструментальные — высокопрочные сплавы применяются для изготовления инструментов, штампов, фрез, сверл и резцов;
- конструкционные – применяются для производства корпусов и узлов транспортных средств, станков, строительных конструкций;
- специальные. В эту группу включают сплавы с повышенной стойкостью к кислотной и щелочной среде, радиации, нержавеющие сплавы, электроматериалы и др.
Некоторые присадки и виды обработки повышают плотность материала, а другие – снижают, например:
Метод обработки или присадка | Изменение плотности |
углерод | снижается |
хром, алюминий, марганец | снижается |
кобальт, вольфрам, медь | растет |
волочение | растет в пределах трех процентов |
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Сталь Ст3: марки, характеристики, химический состав
Сталь представляет собой материал, в котором основными элементами становятся железо и углерод, а другие вещества включаются в состав для изменения эксплуатационных качеств или контролируются в определенном диапазоне. Довольно больше распространение получила сталь 3. Она применяется для производства самых различных заготовок. Сталь Ст3 многим известна по трубам, которые применяются при создании систем теплоснабжения. Характеристики стали и ее особенности, к примеру, химический состав определяют не только широкое распространение металла, но и определенные особенности термической обработки.
Химический состав
Каждая категория стали характеризуется своим определенным химическим составом. Он во многом определяет область применения создаваемых заготовок и сложности, которые возникают при термической обработке.
Химический состав стали Ст3 делает ее одним из самых распространенных материалов, которые можно встретить на рынке. Без этого металла сложно себе представить современные строительные работы.
Ключевыми моментами, которые касаются химического состава, назовем следующее:
- Как ранее было отмечено, основными химическими элементами являются железо и углерод. Первый элемент имеет концентрацию 97%, углерода всего 0,14-0,22%. Именно углерод определяет показатель твердости и некоторые другие физико-химические свойства структуры.
- В состав структуры включается относительно небольшое количество легирующих элементов. Основными элементами стали хром и никель, концентрация которых составляет 0,3%. В этой же концентрации в состав включается медь.
При большом количестве разновидностей сталей у рассматриваемой жестко контролируется концентрация вредных примесей, которыми являются фосфор и сера. Кроме этого, в состав в большой концентрации входит азот, на который приходится около 0,1 массы.
Физические и механические свойства
Сталь Ст3, характеристики которой будут рассмотрены подробно, применяется в качестве основы при изготовлении просто огромного количества различных заготовок. Это можно связать с уникальными физическими и механическими свойствами. Механические свойства стали Ст3, которые контролируются при выпуске заготовок, следующие:
- Временное сопротивление.
- Предел текучести.
- Степень изгиба под воздействием большого усилия.
- Относительное удлинение.
- Ударная вязкость при определенной температуре.
Наиболее важные технические характеристики углеродистой стали 3 следующие:
- Поверхность имеет твердость 131 МПа.
- Плотность стали неоднородная, вес также может варьироваться в большом диапазоне.
- Свариваемость не характеризуется какими-либо ограничениями.
- К отпускной хрупкости структура не склонна.
Рассматриваемые свойства стали 3 определяют ее широкое распространение именно в сфере строительства. Большое распространение получил и различный прокат, который применяется при механической обработке.
Расшифровка марок Ст3
Провести расшифровку любой марки можно в соответствии с установленными стандартами и нормативной документации. Обозначение стали по ГОСТ позволяет при расшифровке марок определить основные качества. ГОСТ 380 определяет наличие следующих разновидностей металла:
Стоит учитывать, что индексы должны применяться при любой маркировке.
Свойства различных марок Ст3
Марка материала может расшифровываться следующим образом:
- СТ – обозначение, которое указывает на обыкновенное качество углеродистой стали. Примером назовем Ст3сп5.
- 3 – цифра, являющаяся условным номером марки сплава. В зависимости от концентрации углерода могут применяться цифры в пределе о 0 до 6.
- Г – в некоторых случаях может применяться подобный символ для обозначения марганца. Определенный тип стали, к примеру, Ст3гпс имеет в составе марганец 0,8%.
- Сп – степень раскисления материала. При рассмотрении Ст3пс5 можно сказать, что структура полуспокойная, но при этом степень раскисления достаточно высокая. Обозначение «пс» применяется для полуспокойных, «кп» — кипящих сплавов.
Расшифровывается Ст3кп2 подобным образом относительно недавно. Ранее использовались другие стандарты при маркировке. Кроме этого, ранее деление металла проводилось на несколько различных групп.
Скачать ГОСТ 380-2005
Применение стали Ст3
Рассматривая различные марки стали нужно учитывать тот момент, что они классифицируются по степени раскисления. Этот химический процесс предусматривает удаление с состава кислорода. Слишком большая концентрация кислорода определяет снижение физических и механических свойств.
Классификация проводится следующим образом:
- Спокойная характеризуется тем, что в состав входит от 0,16 до 0,3% кремния.
- Полуспокойная имеет средний показатель концентрации рассматриваемого элемента.
- Кипящая отличается по химическому составу от спокойной тем, что в составе содержится кремния не менее 0,05%.
Маркируется материал Ст3 соответствующим образом. Для проведения химического процесса могут использоваться различные вещества.
Стоит учитывать, что спокойная обходится намного дороже других вариантов исполнения. Это можно связать со следующими моментами:
- Структура однородная, за счет чего повышается степень защиты материала от воздействия окружающей среды.
- В состав входит небольшое количество кислорода, что и определяет высокие эксплуатационные качества.
При использовании спокойной стали могут изготавливать следующие изделия:
- Прокат листового и фасонного типа.
- Арматура и детали, которые можно применять для создания трубопровода. Для транспортировки теплоносителя или газа, другой среды могут применятся различные трубы. Для того чтобы они выдерживали высокую нагрузку и воздействие окружающей среды при изготовлении должны применять материалы, обладающие прочностью и твердостью. Кроме этого, уделяется внимание и себестоимости, так как слишком дорогие сплавы могут быть менее практичными в применении. Сталь 3 подходит в большей степени для изготовления подобных изделий.
- Основные и второстепенные элементы, применяемые при изготовлении подвесных конструкций и железнодорожных элементов. В железнодорожной отрасли наиболее востребованы металлы, которые имеют невысокую стоимость и высокие эксплуатационные качества. За счет больших размеров подвесных конструкций цена одного квадратного метра также имеет большое значение.
Полуспокойная разновидность стали, применение которой также весьма широкое, в составе имеет около одного процента кислорода. За счет этого характеристики твердости и пластичности выражены в меньшей степени. При применении стали 3 могут изготавливаться:
- Трубы. Подобный материал сегодня получил самое широкое распространение. Трубы применяются при создании отопительной системы, в качестве несущих элементов. Стоит учитывать, что трубы могут иметь различный диаметр и толщину создаваемых стенок. Рассматриваемый сплав обладает относительно невысокой коррозионной стойкостью, поэтому нужно проводить защиту поверхности от воздействия повышенной влажности.
- Листовой прокат также применяется крайне часто, особенно при изготовлении корпусных изделий или обшивке несущих конструкций. Толщина может варьировать в большом диапазоне. Прокат листовой может применяться при холодной гибке или штамповке. Эти два процесса характеризуются высокой производительностью. Именно поэтому рассматриваемый сплав получил самое широкое распространение.
- Квадраты и уголки часто применяются для получения несущих конструкций. Они характеризуются высокой прочностью, так как грани существенно повышают жесткость и могут распределять нагрузку. Уголки и квадраты характеризуются большим количеством параметров: толщина листа, угол расположения плоскостей, длина и форма поперечного сечения. Область применения – изготовление несущих конструкций и усиление уже существующих конструкций.
- Различные шестигранники. Они также получили широкое распространение, могут применяться в самых различных отраслях промышленности.
Лист стальной Ст3 горячекатаный
Кипящие сплавы получили широкое распространение по причине доступности. По стоимости они самые доступные, при этом получаемая структура характеризуется высокой степенью обрабатываемости. Кроме этого, сплав хорошо поддается термической обработке, однако эксплуатационные качества по причине высокой концентрации кислорода снижены.
В заключение отметим, что многие аналоги стали 3 обладают соответствующими эксплуатационными характеристиками. Зарубежные производители применяют собственные стандартны при маркировке. При этом концентрация вредных примесей выдерживается в определенном диапазоне. Применение самых современных технологий позволяет снизить количество фосфора и серы в составе, за счет материал становится более прочным и менее хрупким. В некоторых случаях проводится добавление легирующих элементов.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Удельный вес металлов
Все тела, имеющие одинаковый объем, но произведенные из различных веществ, имеют различную массу, которая находится в прямой зависимости от его объема. Отношение объема сплава к его массе — плотность — является постоянной величиной, которая будет характерной для данного вещества. А удельный вес — это сила тяжести непосредственно взятого за основу объема данного вещества. Другими словами, удельным весом металла называется вес единицы объема безусловного плотного (непористого) материала. Для обозначения удельного веса следует массу сухого материала поделить на его объем в полностью плотном состоянии.Все известные и применяемые в промышленности металлы обладают определенными физико-механическими свойствами, которые, собственно говоря, и определяют их удельный вес. Металлы обладают характерными свойствами, среди которых можно назвать высокую прочность, тепло- и электропроводность, пластичность.Химические свойства и удельный вес цветных металлов
Наименование цветного металла | Химическое обозначение | Атомный вес | Температура плавления, °C | Удельный вес, г/куб.см |
Цинк (Zinc) | Zn | 65,37 | 419,5 | 7,13 |
Алюминий (Aluminium) | Al | 26,9815 | 659 | 2,69808 |
Свинец (Lead) | Pb | 207,19 | 327,4 | 11,337 |
Олово (Tin) | Sn | 118,69 | 231,9 | 7,29 |
Медь (Сopper) | Cu | 63,54 | 1083 | 8,93 |
Титан (Titanium) | Ti | 47,90 | 1668 | 4,505 |
Никель (Nickel) | Ni | 58,71 | 1455 | 8,91 |
Магний (Magnesium) | Mg | 24 | 650 | 1,74 |
Ванадий (Vanadium) | V | 6 | 1900 | 6,11 |
Вольфрам (Wolframium) | W | 184 | 3422 | 19,3 |
Хром (Chromium) | Cr | 51,996 | 1765 | 7,19 |
Молибден (Molybdaenum) | Mo | 92 | 2622 | 10,22 |
Серебро (Argentum) | Ag | 107,9 | 1000 | 10,5 |
Тантал (Tantal) | Ta | 180 | 3269 | 16,65 |
Золото (Aurum) | Au | 197 | 1095 | 19,32 |
Платина (Platina) | Pt | 194,8 | 1760 | 21,45 |
Удельный вес наиболее распространенных марок стали
Наименование (тип стали) | Марка или обозначение | Удельный вес (г/см3) |
Сталь нержавеющая конструкционная криогенная | 12Х18Н10Т | 7,9 |
Сталь нержавеющая коррозионно-стойкая жаропрочная | 08Х18Н10Т | 7,9 |
Сталь конструкционная низколегированная | 09Г2С | 7,85 |
Сталь конструкционная углеродистая качественная | 10,20,30,40 | 7,85 |
Сталь конструкционная углеродистая | Ст3сп, Ст3пс | 7,87 |
Сталь инструментальная штамповая | Х12МФ | 7,7 |
Сталь конструкционная рессорно-пружинная | 65Г | 7,85 |
Сталь инструментальная штамповая | 5ХНМ | 7,8 |
Сталь конструкционная легированная | 30ХГСА | 7,85 |
Удельный вес стали различных марок
Наименование (тип стали) | Марка или обозначение | Удельный вес (г/см3) |
никельхромовая сталь | ЭИ 418 | 8,51 |
хромомарганцовоникелевая сталь | Х13Н4Г9 (ЭИ100) | 8,5 |
хромистая сталь | 1Х13 (ЭЖ1) | 7,75 |
2Х13 (ЭЖ2) | 7,70 | |
3Х13 (ЭЖ3) | 7,70 | |
4Х14 (ЭЖ4) | 7,70 | |
Х17 (ЭЖ17) | 7,70 | |
Х18 (ЭИ229) | 7,75 | |
Х25 (ЭИ181) | 7,55 | |
Х27 (Ж27) | 7,55 | |
Х28 (ЭЖ27) | 7,85 | |
хромоникелевая сталь | 0Х18Н9 (ЭЯ0) | 7,85 |
1Х18Н9 (ЭЯ1) | 7,85 | |
2Х18Н9 (ЭЯ2) | 7,85 | |
Х17Н2 (ЭИ268) | 7,75 | |
ЭИ307 | 7,7 | |
ЭИ334 | 8,4 | |
Х23Н18 (ЭИ417) | 7,9 | |
хромокремнемолибденовая сталь | ЭИ107 | 7,62 |
хромоникельвольфрамовая сталь | ЭИ69 | 8,0 |
хромоникельвольфрамовая с кремнием сталь | Х25Н20С2 (ЭИ283) | 8,0 |
хромоникелькремнистая сталь | ЭИ72 | 7,7 |
прочая особая сталь | ЭИ401 | 7,9 |
ЭИ418 | 8,51 | |
ЭИ434 | 8,13 | |
ЭИ435 | 8,51 | |
ЭИ437 | 8,20 | |
ЭИ415 | 7,85 |
Удельный вес стали углеродистой и легированной
Наименование (тип стали) | Марка или обозначение | Удельный вес (г/см3) |
высокоуглеродистая сталь | 70 (ВС и ОВС) | 7,85 |
среднеуглеродистая сталь | 45 | 7,85 |
малоуглеродистая сталь | 10 и 10А; 20 и 20А | 7,85 |
малоуглеродистая электро-техническая (железо типа Армко) сталь | А и Э; ЭА; ЭАА | 7,8 |
хромистая сталь | 15ХА | 7,74 |
хромоалюминиевомолибденовая азотируемая сталь | 38ХМЮА | 7,65 |
хромомарганцовокремнистая сталь | 25ХГСА | 7,85 |
хромованадиевая сталь | 30ХГСА | 7,85 |
20ХН3А | 7,85 | |
40ХФА | 7,80 | |
50ХФА | 7,74 |
Сколько весит куб стали
Масса 1 кубического метра (1 м3, куба, кубометра) стали (нержавеющие, кислотоупорные, окалиностойкие и жаропрочные):
Сталь никельхромовая | ЭИ 418 | 8510 |
Сталь хромомарганцовоникелевая | Х13Н4Г9 (ЭИ100) | 8500 |
Сталь хромистая | 1Х13 (ЭЖ1) | 7750 |
2Х13 (ЭЖ2) | 7700 | |
3Х13 (ЭЖ3) | 7700 | |
4Х14 (ЭЖ4) | 7700 | |
Х17 (ЭЖ17) | 7700 | |
Х18 (ЭИ229) | 7750 | |
Х25 (ЭИ181) | 7550 | |
Х27 (Ж27) | 7550 | |
Х28 (ЭЖ27) | 7550 | |
Сталь хромоникелевая | 0Х18Н9 (ЭЯ0) | 7850 |
1Х18Н9 (ЭЯ1) | 7850 | |
2Х18Н9 (ЭЯ2) | 7850 | |
Х17Н2 (ЭИ268) | 7750 | |
ЭИ307 | 7700 | |
ЭИ334 | 8400 | |
Х23Н18(ЭИ417) | 7900 | |
Сталь хромокремнемолибденовая | ЭИ107 | 7620 |
Сталь хромоникельвольфрамовая | ЭИ69 | 8000 |
Сталь хромоникельвольфрамовая с кремнием | ЭИ240 | 8000 |
Х25Н20С2 (ЭИ283) | 7700 | |
Сталь хромоникелькремнистая | ЭИ72 | 8000 |
Сталь хромоникельмолибденовая | ЭИ400 | 7900 |
Сталь хромоникельмолибденотитановая | ЭИ432 | 7950 |
Сталь хромоникелениобиевая | Х18Н11Б (ЭИ398 и ЭИ402) | 7900 |
Я1НБ | 7850-7950 | |
Сталь хромоникелетитановая | 1Х18Н9Т (ЭЯ1Т) | 8000 |
Сталь хромомарганцовоникелевая | Х13НЧГ9 (ЭИ100) | 8500 |
Сталь прочая особая | ЭИ401 | 7900 |
ЭИ418 | 8510 | |
ЭИ434 | 8130 | |
ЭИ435 | 8510 | |
ЭИ437 | 8200 | |
ЭИ415 | 7850 |
Масса 1 кубического метра (1 м3, куба, кубометра) стали (углеродистая, легированная):
Сталь высокоуглеродистая | 70 (ВС, ОВС) | 7850 |
Сталь среднеуглеродистая | 45 | 7850 |
Сталь малоуглеродистая | 10, 10А | 7850 |
20, 20А | 7850 | |
Сталь малоуглеродистая электро-техническая (железо типа Армко) | А, Э, ЭА, ЭАА | 7800 |
Сталь среднеуглеродистая для фасонного литья | Л45 (45-5516) | 7850 |
Сталь для фасонных отливок | Л35ХГСА | 7750 |
Сталь низкомарганцовистая для фасонных отливок | Л40Г2 | 7800 |
Сталь никелевая | 13Н5А | 7800 |
Сталь хромистая | 15ХА | 7740 |
Сталь хромоалюминиевомолибденовая азотируемая | 38ХМЮА | 7650 |
Сталь хромомарганцовокремнистая | 25ХГСА | 7850 |
30ХГСА | 7850 | |
Сталь хромованадиевая | 20ХН3А | 7850 |
40ХФА | 7800 | |
50ХФА | 7800 | |
Сталь хромоникельмолибденовая | 40ХНМА | 7850 |
Сталь хромоникельмолибденовая (вольфрамовая) | 18ХНВА (18ХНМА) | 7850 |
Сталь хромоникельвольфрамовая | 25ХНВА | 7850 |
Сталь хромоникельмолибденовая | ЭИ355 | 7800 |
Сталь хромомолибденовая | 35ХМФА | 7800 |
Вес листового металла
Таблица теоретического веса листового металла