Характеристики стали Ст4

Сталь марки Ст4 относится к углеродистым сталям обыкновенного качества и регламентируется ГОСТ 380-2005. Отличается повышенным содержанием углерода (до 0,23%) по сравнению с марками Ст0-Ст3, что обеспечивает лучшие прочностные характеристики.

Интересный факт: В период индустриализации СССР сталь Ст4 составляла основу для производства рельсов и железнодорожных мостов благодаря оптимальному сочетанию прочности и пластичности.

Химический состав

Элемент Содержание, % Влияние на свойства
Углерод (C) 0,18-0,23 Обеспечивает высокую прочность
Кремний (Si) 0,05-0,17 Повышает упругость
Марганец (Mn) 0,40-0,65 Улучшает прокаливаемость
Фосфор (P) ≤0,040 Снижает ударную вязкость
Сера (S) ≤0,050 Ухудшает свариваемость

Механические свойства

Параметр Значение Метод испытания
Предел прочности (σв) 410-530 МПа ГОСТ 1497
Предел текучести (σт) ≥245 МПа ГОСТ 1497
Относительное удлинение (δ) ≥21% ГОСТ 1497
Ударная вязкость (KCU) ≥34 Дж/см2 ГОСТ 9454

Формула для расчёта временного сопротивления: σв = Fmax/S0, где Fmax - максимальная нагрузка, S0 - первоначальная площадь сечения.

Применение стали Ст4

Благодаря хорошему сочетанию прочности и пластичности, сталь Ст4 находит широкое применение в различных отраслях:

  • Строительство - несущие элементы металлоконструкций, балки, колонны (при условии отсутствия динамических нагрузок)
  • Машиностроение - валы, оси, зубчатые колёса (после соответствующей термообработки)
  • Металлургия - элементы оборудования, подвергающиеся умеренным нагрузкам
  • Транспорт - детали вагонов, платформ (где не требуются высокие ударные нагрузки)

Интересный факт: В Екатеринбурге сталь Ст4 часто используют для ремонта исторических металлоконструкций благодаря схожести характеристик со сталями начала XX века.

Сравнение с другими марками

Марка Предел прочности, МПа Стоимость относительно Ст4
Ст3 370-490 0.9
Ст4 410-530 1.0
Ст5 490-630 1.2

Технологические особенности

Свариваемость

Сталь Ст4 требует особого подхода к сварке из-за повышенного содержания углерода:

  • Ручная дуговая сварка - электроды типа Э46, Э50А с предварительным подогревом до 120-150°C
  • Газовая сварка - нормальное пламя, присадочная проволока Св-08ГА
  • Автоматическая сварка - проволока Св-08Г2С под флюсом АН-47

Термообработка

Для улучшения механических свойств могут применяться:

Вид обработки Температура Результат
Нормализация 850-880°C Улучшение структуры
Отжиг 680-720°C Снятие напряжений
Улучшение Закалка 820°C + отпуск 550°C Повышение прочности

Интересный факт: После правильной термообработки сталь Ст4 может достигать предела прочности до 600 МПа, что приближает её характеристики к низколегированным сталям.

Популярные вопросы

Чем отличается сталь Ст4 от Ст3?

Основное отличие - в содержании углерода (0,18-0,23% у Ст4 против 0,14-0,22% у Ст3) и марганца (0,40-0,65% против 0,40-0,65%). Это обеспечивает стали Ст4 более высокие прочностные характеристики: предел прочности 410-530 МПа против 370-490 МПа у Ст3. Однако сталь Ст3 обычно имеет лучшую свариваемость и более высокую ударную вязкость при низких температурах.

Можно ли использовать сталь Ст4 для изготовления режущего инструмента?

Сталь Ст4 не рекомендуется для изготовления режущего инструмента из-за недостаточной твёрдости и теплостойкости. Для этих целей лучше подходят инструментальные стали У7-У13 или быстрорежущие стали Р6М5. Однако после специальной термообработки (закалка + низкий отпуск) из Ст4 можно изготовить простейший слесарный инструмент с ограниченным ресурсом.

Какие зарубежные аналоги стали Ст4 существуют?

Международные аналоги включают: A283Gr.C (США), Fe430B (Европа), SS400 (Япония), Q235 (Китай). Наиболее близким по свойствам является американский стандарт A36, однако при замене требуется тщательная проверка химического состава и механических характеристик, так как полной идентичности может не быть.

Как защитить сталь Ст4 от коррозии?

Для защиты стали Ст4 применяют: цинкование (горячее или гальваническое), окрашивание специальными грунт-эмалями (например, ЭП-140), нанесение полимерных покрытий. В Екатеринбург специалисты рекомендуют для наружных конструкций комбинированную защиту: цинкование + покраска, что увеличивает срок службы в 2-3 раза по сравнению с обычной окраской.

Интересный факт: В 1950-60 годах сталь Ст4 использовалась для производства корпусов первых советских телевизоров благодаря хорошей штампуемости и достаточной прочности.

Подпишитесь на нашу рассылку

Хотите оставаться в курсе интересных событий? Введите адрес электронной почты и первыми узнавайте об акциях и спецпредложениях.