Термическая обработка
Термическая обработка зарекомендовала себя как эффективный и недорогой способ улучшения свойств металла. Во-первых, она позволяет избежать введения в состав сплава дополнительных химических элементов, а во-вторых, она не занимает много времени. Термической обработке часто подвергают сталь перед использованием в несущих конструкциях.
Закалка. Позволяет без использования дорогостоящих химических элементов изменить характеристики сплава.
Отпуск. Используется для снижения внутреннего напряжения в металле. В результате отпуска сплав приобретает невиданную прочность и твердость.
Отжиг. Помогает придать стали равномерную структуру, а также способствует уменьшению ее пластичности.
Плотность стали различных типов
Приведена таблица значений плотности распространенных типов стали при комнатной температуре. Плотность стали существенно зависит от типа, который определяется ее химическим составом и назначением.
К легким сталям с не высокой плотностью можно отнести некоторые легированные, жаростойкие и нержавеющие стали. Минимальная плотность распространенных марок таких сталей составляет величину 7640-7670 кг/м3.
Присутствие в стали большого количества никеля делает ее плотность выше. Например, плотность сплавов на никелевой основе может достигать значения 8500 кг/м3. Наиболее тяжелой является быстрорежущая инструментальная сталь. Она содержит в своем составе такие тяжелые металлы, как вольфрам и молибден. Плотность такой стали изменяется в диапазоне от 8000 до 8800 кг/м3.
Углеродистые качественные | ст.08, ст.10, ст.15, 20, 40, 50, 85, 15К, А12, А30, ОС | 7800-7870 |
Стали низколегированные | 15Г, 40Г, 10Г2, 16ГС, 18Г2С, 45Г2, 15Х, 35Х, 50Х | 7730-7850 |
Стали легированные | 18ХГТ, 25ХГМ, 40ХС, 35ХМ, 40ХФА, 20ХН, 15Н5А | 7640-7880 |
Стали целевого назначения | 65Г, 55С2, 60С2Г, 70С2ХА, ШХ15, ЭИ 229 | 7650-7850 |
Нержавеющие, жаростойкие и жаропрочные | 03Х8СЮЦ, 12Х18Н10Т, 10Х12НД, 03Н18К9М5Т | 7670-8000 |
Сплавы на железоникелевой основе | ХН32Т, ХН35ВТК, ХН45Ю, 06ХН46Б, ДИ65 | 7700-8170 |
Сплавы на никелевой основе | ЭИ 929, ХН60Ю, ЭП 709, ХН70Ю, ХН78Т, ХН80ТБЮ | 7900-8570 |
Углеродистые и легированные | У7, У8, У10, 9ХС, ХВГ | 7745-7850 |
Стали штамповые | Х6ВФ, Х12, 7Х3, 3Х3М3Ф, ЭП 761, ЭИ 958, ДИ 37 | 7700-7800 |
Стали валковые | 9Х, 9Х2В, 55Х, 60ХН, 75ХМ, 7Х2СМФ | 7800-7900 |
Быстрорежущие | 11Р3АМ3Ф2, Р6М3, Р9, Р12, Р18, Р18К5Ф2 | 8000-8800 |
Стали для отливок | 15Л, 30Л, 70Л, 40ХЛ, 25ГСЛ, 05Х26Н6М2Д2АБФЛ | 7730-7850 |
Сплавы на никелевой основе для отливок | ХН58ВКМТЮБЛ, ХН65ВМТЮЛ, ЦНК 7П, ЦНК 17П | 8000-8790 |
Физические свойства
Конструкционная сталь 09Г2С обладает высокой способностью сохранять свои характеристики при работе под давлением в широком температурном интервале, долговечна, устойчива к нагрузкам с переменным вектором силы, а также подвергается термической обработке, которая оказывает значительное влияние на показатели механических показателей.
Коэффициент линейного расширения (КЛР), который описывает способность сплавов сохранять свой объём при увеличении температуры при постоянном показателе давления, изменяется всего на 2,4×10-6 единицы при изменении температуры со 100 ºС до 500 ºС (1,14×10-5 при 100 ºС против 1,38×10-5 при 500 ºС). Наглядное описание характеристик линейного расширения приведено ниже:
Температура апробирования, ºС | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 |
Значение КЛР, 10-5 1/ ºС | 1,14 | 1,22 | 1,26 | 1,32 | 1,38 |
Несмотря на то, что сталь 09Г2С является низколегированной, она не проявляет такое свойство, как флокеночувствительность. Малое присутствие углерода в сплаве обеспечивает удовлетворительный показатель свариваемости деталей из стали этой марки. Нужно отметить, что высокое содержание углерода в сплавах при его выгорании приводит к возникновению дополнительных микропор, а также к образованию закалочной структуры, что отрицательно сказывается на качестве сварного шва, а в стали 09Г2С этого не наблюдается.
Изменение микроструктуры стали 09Г2С в зависимости от температуры
Сварка стали 09Г2С не требовательна к типу электродов и может проходить с использованием таких способов сварки, как ручная дуговая, электрошлаковая, автоматическая дуговая сварка под флюсом и с газовой защитой. Сплав марки 09Г2С не имеет ограничений по свариваемости материала, а детали из листового проката с сечением до 40 мм могут подвергаться сварке без предварительной разделки кромок. Детали, подготовленные к сварке, не нуждаются в дополнительной химической или термической обработке. Миграция легирующих элементов по всему сечению сварного шва обеспечивает его высокие прочностные характеристики и одновременно хорошие технические показатели ударной вязкости.
Для уменьшения признаков возникновения закалочной структуры, неизбежно формирующейся при сварке, сварное изделие следует подвергнуть высокотемпературному отпуску с температурой нагрева от 600 до 660 ºС. Охлаждение изделия должно быть медленным, с печью, что поможет избежать коробления его отдельных частей. Допускается не проводить термическую обработку деталей, прошедших сварку, и имеющих толщину поперечного сечения до 36 мм.
Основные характеристики металла
Как ранее было отмечено, химический состав определяет основные характеристики любого материала. Характеристики стали 09г2с:
- Плотность составляет 7,85 грамма на квадратный сантиметр. Этот показатель означает довольно большой удельный вес (у алюминия около 2,5 грамма на квадратный сантиметр).
- Предел текучести может отличаться в зависимости от температуры эксплуатации. При 250 градусах Цельсия показатель составляет 225 МПа, при 400 градусах Цельсия уже 155 МПа.
- Для повышения прочности и снижения хрупкости есть возможность провести ковку при температуре около 1200 градусов Цельсия.
- Сталь получила широкое применение по причине хорошей свариваемости. При желании можно применять метод АДС, РДС. При газовой защите и многие другие. Нет необходимости проводить предварительный прогрев структуры для повышения рассматриваемого свойства.
- Склонности к отпускной хрупкости нет.
- Повышенный предел выносливости, который придается после обработки.
Процесс легирования позволяет существенно повысить некоторые качества и придать материалу новые свойства. Сегодня многие металлы проходят химикотермическую обработку, которая позволяет существенно расширить их область применения.
Номенклатура продукции из стали 09Г2С
На металлургических предприятиях нашей страны производят следующий прокат:
- 19281-73 Сортовой и фасонный прокат;
- 19282-73 Листы и полосы.
То есть на рынке металлургической продукции потребители могут приобрести швеллер, уголок, лист и пр. Можно смело говорить, что такая ширина номенклатуры обеспечена именно свойствами и, конечно, ценой этого материала.
Для сравнения, можно сказать, что в среднем цена горячекатанного листа из стали 09Г2С составляет 43 000 рублей за тонну, в то время, как лист обычной стали стоит примерно 41 000 — 43 000. Но, свойства описываемого материала, перекрывают все затраты, связанные с его приобретением и обработкой.
Изготовление
Основа для изготовления материала — чугун. Он проходит долгий процесс оптимизации, при котором повышается количество углерода в составе, улучшаются основные свойства металла. Для достижения определенных технических характеристик вносятся дополнительные легирующие добавки.
Технологии изготовления:
- Мартеновский способ. Промышленная печь загружается ломом, чугуном, шихтой, дополнительными компонентами. Груда металла расплавляется с помощью факела сжигаемого топлива. Когда лом будет расплавлен, в ванную добавляются легирующие компоненты. При проведении процедуры применяются специальные мартеновские печи, которые могут выплавлять единовременно до 900 тонн металла.
- Электротермический способ. При изготовлении применяется промышленная электрическая печь, с помощью которой можно точно выставлять режим нагрева, контролировать процесс производства металла. Главное преимущество технологии — возможность получения металла с наименьшим содержанием вредных примесей (фосфора, серы). Благодаря возможности выставлять очень высокие температуры нагрева, можно получить специализированные виды стали, с уникальными техническими характеристиками.
- Конверторный. Расплавленный чугун заливается в плавильный аппарат, продувается кислородом. Примеси, содержащиеся в чугуне, начинают окисляться. При окислении выделяется большое количество тепла, которое повышает общую температуру до 1600 °C.
Физические свойства
Конструкционная сталь 09Г2С обладает высокой способностью сохранять свои характеристики при работе под давлением в широком температурном интервале, долговечна, устойчива к нагрузкам с переменным вектором силы, а также подвергается термической обработке, которая оказывает значительное влияние на показатели механических показателей.
Коэффициент линейного расширения (КЛР), который описывает способность сплавов сохранять свой объём при увеличении температуры при постоянном показателе давления, изменяется всего на 2,4×10-6 единицы при изменении температуры со 100 ºС до 500 ºС (1,14×10-5 при 100 ºС против 1,38×10-5 при 500 ºС). Наглядное описание характеристик линейного расширения приведено ниже:
Температура апробирования, ºС | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 |
Значение КЛР, 10-5 1/ ºС | 1,14 | 1,22 | 1,26 | 1,32 | 1,38 |
Несмотря на то, что сталь 09Г2С является низколегированной, она не проявляет такое свойство, как флокеночувствительность. Малое присутствие углерода в сплаве обеспечивает удовлетворительный показатель свариваемости деталей из стали этой марки. Нужно отметить, что высокое содержание углерода в сплавах при его выгорании приводит к возникновению дополнительных микропор, а также к образованию закалочной структуры, что отрицательно сказывается на качестве сварного шва, а в стали 09Г2С этого не наблюдается.
Изменение микроструктуры стали 09Г2С в зависимости от температуры
Сварка стали 09Г2С не требовательна к типу электродов и может проходить с использованием таких способов сварки, как ручная дуговая, электрошлаковая, автоматическая дуговая сварка под флюсом и с газовой защитой. Сплав марки 09Г2С не имеет ограничений по свариваемости материала, а детали из листового проката с сечением до 40 мм могут подвергаться сварке без предварительной разделки кромок. Детали, подготовленные к сварке, не нуждаются в дополнительной химической или термической обработке. Миграция легирующих элементов по всему сечению сварного шва обеспечивает его высокие прочностные характеристики и одновременно хорошие технические показатели ударной вязкости.
Для уменьшения признаков возникновения закалочной структуры, неизбежно формирующейся при сварке, сварное изделие следует подвергнуть высокотемпературному отпуску с температурой нагрева от 600 до 660 ºС. Охлаждение изделия должно быть медленным, с печью, что поможет избежать коробления его отдельных частей. Допускается не проводить термическую обработку деталей, прошедших сварку, и имеющих толщину поперечного сечения до 36 мм.
Сталь 09Г2С — конструкционная низколегированная для сварных конструкций
Аналоги и заменители
Стали заменители:
- 09ГС,
- 09Г2ДТ,
- 09Г2Т,
- 10Г2С
Иностранные аналоги:
- TSt E 355 (1.0566) — Германия DIN
- A590 AЗ, A 36-207 — Франция (AFNOR)
ВАЖНО!!! Возможность замены определяется в каждом конкретном случае после оценки и сравнения свойств сталей
Вид поставки
Сортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 19281-73, ГОСТ 2590-88, ГОСТ 2591-88, ГОСТ 8239-89, ГОСТ 8240-89. Лист толстый ГОСТ 19281-89, ГОСТ 5520-79, ГОСТ 5521-93, ГОСТ 19903-74. Лист тонкий ГОСТ 17066-80, ГОСТ 19903-74, ГОСТ 19904-74. Полоса ГОСТ 103-76, ГОСТ 82-70. Поковки и кованые заготовки ГОСТ 1133-71.
Назначение
Детали аппаратов и сосудов, работающие при температуре от -70°C до +475°C под давлением. В трубопроводах пара и горячей воды — детали, изготовленные из листа — до температуры 450°C, трубы — до температуры 425°C, в котлах — листовые детали, работающие при температуре до 450°C, во всех случаях без ограничения давления. Крепежные детали в котлах и трубопроводах используются до температуры 425°C и давлении до 10 Н/мм2.
Сталь марки 09Г2С должна испытываться на растяжение при повышенных температурах.
В результате таких испытаний предел текучести при 320 °С для листов из стали марки 09Г2С толщиной 60 мм и более должен быть не менее 18 кГ/мм2
Расшифровка стали 09Г2С
Двузначное число 09 обозначает примерное содержание углерода в стали в сотых долях процента, т.е. содержание углерода в стали приблизительно 0,09%.
Бука Г означает, что в стали содержится марганец в количестве около 2%.
Буква С означает, что в стали содержится кремний.
Химический состав, % (ГОСТ 19281-2014)
C, углерод | Mn, марганец | Si, кремний | P, фосфор | S, сера | Cr, хром | Ni, никель | Cu, медь | As, мышьяк | N, азот |
не более | |||||||||
0,12 | 1,3-1,7 | 0,5-0,8 | 0,035 | 0,040 | 0,30 | 0,30 | 0,30 | 0,08 | 0,008 |
Применение стали 09Г2С для крепежных деталей арматуры (ГОСТ 33260-2015)
Марка стали, по ГОСТ 1759.0 | Стандарт или технические условия на материал | Параметры применения | |||||
Болты, шпильки, винты | Гайки | Плоские шайбы | |||||
Темпера- тура среды, °С | Давление номи- нальное, МПа (кгс/см2) | Темпера- тура среды, °С | Давление номи- нальное, МПа (кгс/см2) | Темпера- тура среды, °С | Давление номи- нальное, МПа (кгс/см2) | ||
09Г2С | ГОСТ 19281 | От -70 до 425 | 16 (160) | От -70 до 425 | 16 (160) | От -70 до 450 | Не регламен- тируется |
Максимально допустимые температуры применения стали 09Г2С в средах, содержащих аммиак
Марка стали | Температура применения стали, °С при парциальном давлении аммиака, МПа (кгс/см2) | ||
Св. 1(10) до 2(20) | Св. 2(20) до 5(50) | Св. 5(50) до 8(80) | |
09Г2С | 300 | 300 | 300 |
ПРИМЕЧАНИЕ Условия применения установлены для скорости коррозии азотного слоя не более 0,5 мм/год.
Максимально допустимая температура применения стали 09Г2С в водородосодержащих средах
Марка стали | Температура применения стали, °С при парциальном давлении водорода, МПа (кгс/см2) | ||||||
1,5 (15) | 2,5 (25) | 5 (50) | 10 (100) | 20 (200) | 30 (300) | 40 (400) | |
09Г2С | 290 | 280 | 260 | 230 | 210 | 200 | 190 |
Механические свойства
ГОСТ | Состояние поставки | Сечение, мм | σ0,2, МПа, | σв, МПа, | δ5 (δ4), % |
не менее | |||||
ГОСТ 19281-2014 | Сортовой и фасонный прокат | До 10 | 345 | 490 | 21 |
ГОСТ 19281-2014 | Лист и полоса (образцы поперечные) | От 10 до 20 вкл. | 325 | 470 | 21 |
Св. 20 до 32 вкл. | 305 | 460 | 21 | ||
Св. 32 до 60 вкл. | 285 | 450 | 21 | ||
Св. 60 до 80 вкл. | 275 | 440 | 21 | ||
Св. 80 до 160 вкл. | 265 | 430 | 21 | ||
ГОСТ 19281-2014 | Лист после закалки и отпуска(образцы поперечные) | От 10 до 32 вкл. | 365 | 490 | 19 |
От 32 до 60 вкл. | 315 | 450 | 21 | ||
ГОСТ 17066-94 | Лист горячекатанный | 2 — 3,9 | — | 490 | (21) |
Механические свойства при повышенных температурах
tисп., °C | σ0,2, МПа | σв, МПа | δ5, % | Ψ, % |
20 | 300 | 460 | 31 | 63 |
300 | 220 | 420 | 25 | 56 |
475 | 180 | 360 | 34 | 67 |
Примечание. Нормализация при 930-950 °С.
Механические свойства в зависимости от температуры отпуска
tотп., °C | σ0,2, МПа | σв, МПа | δ5, % | Ψ, % |
20 | 295 | 405 | 30 | 66 |
100 | 270 | 415 | 29 | 68 |
200 | 265 | 430 | — | — |
300 | 220 | 435 | — | — |
400 | 205 | 410 | 27 | 63 |
500 | 185 | 315 | — | 63 |
Ударная вязкость KCU
ГОСТ | Состояние поставки | Сечение, мм | KCU, Дж/см2, при температуре, °C | ||
+20 | -40 | -70 | |||
ГОСТ 19281-89 | Сортовой и фасонный прокат | От 5 до 10 От 10 до 20 вкл. От 20 до 100 вкл. | 64 59 59 | 39 34 34 | 34 29 — |
Лист и полоса | От 5 до 10 От 10 до 160 вкл. | 64 59 | 39 34 | 34 29 | |
Лист после закалки и отпуска (образцы поперечные) | От 10 до 60 | — | 49 | 29 |
Технологические свойства
Температура ковки, °С: начала 1250, конца 850. Свариваемость — сваривается без ограничений. Способы сварки: РДС, АДС под флюсом и газовой защитой, ЭШС. Обрабатываемость резанием — Kv тв.спл = 1,0 и Kv б.ст = 1,6 в нормализованном, отпущенном состоянии при σв = 520 МПа. Склонность к отпускной хрупкости — не склонна. Флокеночувствительность — не чувствительна.
Узнать еще
Сталь Ст0 — углеродистая обыкновенного качес…
Сталь марки 20: расшифровка, характеристики, химич…
Нержавеющая сталь 12Х18Н10Т
Некоторые зарубежные аналоги сталей и сплавов…
Сталь 09Г2С
Класс и аналоги стали 09Г2С
Класс. Сталь конструкционная низколегированная для сварных конструкций.
Некоторые зарубежные аналоги: 9MnSi5, 09G2S, 9SiMn16.
Предлагаемый металл отвечает как требованиям ГОСТ, так и международным стандартам. Перед отгрузкой каждая партия товара проходит тщательную проверку на наличие дефектов, а также соответствие заявленному химическому составу. Мы готовы предоставить на сплав все необходимые документы.
Химический состав:
- углерод – до 1.2%;
- кремний – 0.5-0.8%;
- марганец – 1.3-1.7%;
- никель – до 0.3%;
- сера – до 0.04 %;
- фосфор – 0.035 %;
- хром – до 0.3 %;
- азот – до 0.008 %;
- медь – до 0.3%;
- мышьяк – 0.08 %.
- железо – 96-97%.
Примечание. Сталь 09Г2С можно подвергнуть упрочняющей обработке: регламентируемой или контролируемой прокатке, ускоренному охлаждению.
Назначение и использование стали 09Г2С
Свойства сплава делают его идеальным для изготовления сварных конструкций. Кроме того, металл используется в качестве покрытия при изготовлении двухслойных устойчивых к коррозии листов.
Также из стали 09Г2С изготовляют:
- детали для вагонов;
- паровые котлы;
- сварные переходы, фланцы;
- бесшовные трубы;
- аппараты, работающие под давлением;
- оборудование для нефтехимической отрасли.
Кроме того, сталь пользуется большой популярностью среди застройщиков, ведь высокие механические свойства сплава и его малый вес позволяют экономить немалые средства на строительстве коммерческих объектов.
Свариваемость стали 09Г2С
Сталь 09Г2С отличается устойчивостью к перегреву, образованию трещин. Ее можно сваривать как после подогрева, так и без предварительного подогрева и какой-либо термической обработки. Подобное стало возможным благодаря низкому содержанию углерода. Если же в сплаве будет больше углерода, то в шве образуются микроскопические поры. При работе с толстыми листами рекомендуется использовать многослойную сварку.
Механическая обработка
Сталь можно подвергать разным видам механической обработки: токарная, дробеструйная и фрезерная обработка, поперечная резка, сверловка, правка. При этом металл не теряет своих положительных свойств. Выполнять механическую обработку можно практически на любом оборудовании.
Термическая обработка
Термическая обработка зарекомендовала себя как эффективный и недорогой способ улучшения свойств металла. Во-первых, она позволяет избежать введения в состав сплава дополнительных химических элементов, а во-вторых, она не занимает много времени. Термической обработке часто подвергают сталь перед использованием в несущих конструкциях.
Закалка. Позволяет без использования дорогостоящих химических элементов изменить характеристики сплава.
Отпуск. Используется для снижения внутреннего напряжения в металле. В результате отпуска сплав приобретает невиданную прочность и твердость.
Отжиг. Помогает придать стали равномерную структуру, а также способствует уменьшению ее пластичности.
Аналоги и заменители стали 09Г2С
В таблице приведены маркировки сплавов, аналогичных стали 09Г2С на зарубежных рынках
Обратите внимание, не все аналоги являются точными
Германия | Япония | Китай | Болгария | Венгрия | Румыния | |||||
DIN,WNr | JIS | GB | BDS | MSZ | STAS | |||||
|
Основные свойства
Химический состав определяет характеристики и применение стали 09Г2С:
- удельный вес – 7,85 г/см3, может незначительно колебаться в зависимости от вида и концентраций легирующих добавок;
- диапазон температур ковки – 850 -1250 градусов;
- предел текучести – от 255 до 155 Мпа, в зависимости от температуры нагрева;
- свариваемость – без ограничений и без потери пластичности;
- изменение коэффициента линейного расширения в интервале температур 100-500 градусов – всего 2,4Х10-6 единицы;
- временное сопротивление – 345 МПа;
- предел прочности – 343 МПа;
- удлинение – 21%;
- ударная вязкость – 64 Дж/см2;
- твердость по – 450-490 МПа (по Бринеллю);
- диапазон рабочих температур – от -70 до +425 градусов;
- срок службы – более 30 лет.
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 (справочное). БАЗОВЫЙ ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ СТАЛИ
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 Справочное
Таблица 8
Класс прочности | Базовый химический состав, массовая доля, % | Дополнительное легирование |
265, 295 | C до 0,14 | Al до 0,03 |
Si «0,5 | Ti «0,03 | |
Mn «1,6 | ||
315 | C до 0,18 | Al до 0,03 |
Si «0,7 | Ti «0,03 | |
Mn «1,6 | ||
325 | C до 0,20 | Al до 0,03 |
Si «0,9 | Ti «0,05 | |
Mn «1,6 | V «0,10 | |
345, 355, 375 | C до 0,22 | Al до 0,03 |
Si «0,9 | Ti «0,05 | |
Mn «1,6 | V «0,10 | |
Nb «0,02 | ||
N «0,03 | ||
375, 390 | C до 0,22 | Al до 0,03 |
Si «1,1 | Ti «0,05 | |
Mn «1,8 | V «0,10 | |
Nb «0,03 | ||
N «0,03 | ||
440 | C до 0,22 | Al до 0,03 |
Si «1,1 | Ti «0,05 | |
Mn «1,8 | V «0,15 | |
Nb «0,05 | ||
N «0,03 |
Примечание. Для обеспечения требуемого уровня свойств применяется обработка стали жидкими синтетическими шлаками, вакуумирование, продувка аргоном, модифицирование стали кальцием и редкоземельными элементами из расчета введения в металл не более 0,02% кальция и 0,05% редкоземельных элементов.
Характеристики стали 09г2с — свойства, гост, расшифровка
Маркировка стали 09г2с говорит о ее химических составляющих. ГОСТ 5058-65 оговаривает следующие буквенные обозначения для легирующих добавок, входящих в состав сплава:
• «Г» — марганец; • «С» — кремний;
Первая цифра означает содержание углерода в процентах. Цифры после букв, соответствующих легирующим добавкам – их процентное количество в данной марке стали. Исходя из всего вышесказанного можно расшифровать сталь 09г2с по ГОСТ как сплав, содержащий 0,09% углерода, 2% марганца и кремний, количество которого не превышает 1%.
Сталь 09г2с относится к низколегированным сталям, общее количество легирующих добавок в которых не превышает 2,5% (в отличие от высоколегированных, где этот показатель — свыше 10%). Заменить сталь 09г2с можно следующими марками: 09г2, 09г2дт, 09г2т,10г2с, а также 19Мn-6.
Основное предназначение этой стали – использование ее для сварных конструкций. Сварка возможна как при подогреве до 100-120°С, с последующей термической обработкой, так и без подогрева и обработки. Хорошая свариваемость стали обеспечивается благодаря низкому (меньше 0,25%) содержанию углерода. Если углерода больше, то в сварном шве могут образовываться микропоры при выгорании углерода и возникать закалочные структуры, что ухудшает качество шва. Еще одно достоинство этой марки состоит в том, что сталь 09г2с не склонна к отпускной хрупкости, то есть ее вязкость не снижается после процедуры отпуска. Она также устойчива к перегреву и образованию трещин.
При сварке листов 09г2с, толщина которых не превышает 40 мм, применяют способ без разделки кромок. Прочность по всей длине сварного шва обеспечивается переходом легирующих элементов в металл шва из электрода. При многослойной сварке лучше применять каскадный метод с использованием токов 40-50 А на 1 мм электрода, для предупреждения перегрева стали. Рекомендуемая толщина электрода – 4-5 мм. При сварке более толстых листов лучше использовать многослойную сварку с небольшими временными промежутками перед наложением следующих слоев. При дуговой сварке кромок с разной толщиной большую часть дуги нужно направлять на более толстую кромку и параметры тока выбирать по ней же. Для того, чтобы устранить закалку и повысить твердость шва следует нагреть изделие до 650°С, выдержать при этой температуре (время выдержки зависит от толщины материала, в среднем дается 1 час на каждые 25 мм толщины). После этой процедуры изделие нужно охладить на воздухе или в горячей воде.
Широкое распространение и популярность стали 09г2с объясняется тем, что ее высокие механические свойства позволяют экономить при изготовлении строительных конструкций. Более того, такие конструкции имеют меньший вес. Области применения этой марки стали весьма разнообразны. Из нее изготавливаются элементы и детали сварных металлических конструкций, которые могут работать при температурах от -70 °С до +450°С. Используется 09г2с лист и для производства листовых конструкций в нефтяной и химической промышленности, судостроении и машиностроении. После закалки и отпуска из этого сплава можно изготавливать детали трубопроводной арматуры. Устойчивость к низким температурам позволяет применять трубу 09г2с в условиях крайнего севера для прокладки нефте – и газопроводов.
Состав и структура
Прежде изучать состав стали 09г2с нужно разобраться с расшифровкой маркировки:
- Цифра, стоящая спереди, — количество основного компонента состава помимо железа. В данном случае это углерод, процентное содержание которого достигает 0,09%. От его количества зависит показатель твердости, прочности материала.
- Буква после числового обозначения — наличие химической обработки стали при производстве. В состав вводится определенное количество марганца. Цифра после буквы указывает на процентное содержание вносимого компонента.
- Последний символ — наличие легирующего компонента. В данном случае это кремний, процентное содержание которого не может превышать 1%.
Список дополнительных легирующих компонентов, вредных примесей:
- кремний — от 0,5 до 0,8%;
- никель — не более 0,3%;
- марганец — от 1,3 до 1,7%;
- фосфор — не более 0,035%;
- сера — не более 0,04%;
- хром — не более 0,3%;
- мышьяк — не более 0,08%;
- медь — до 0,3%;
- азот — до 0,008%.
Количество железа — от 96 до 97%, углерода — до 0,12%. Общее процентное содержание легирующих компонентов может достигать 2,5%. Требования к составу указаны в ГОСТ 27772-88.
09Г2С — химический состав
Сталь относится к кремнемарганцовистым. В соответствии с требованиями ГОСТ 27772-88 полностью соответствует стали С345. Последняя используется для изготовления строительных конструкций.
В соответствии с принятой в нашей стране системой маркировки — состав 09Г2С расшифровывается следующим образом:
- углерод (С) — 0,09%;
- марганец (Мn)- 2%;
- кремний (Si) — не более 1%.
Количество легирующих компонентов в составе стали не так и высоко, именно поэтому сталь 09Г2С относят к низколегированным. Этот сплав лежит в основании целого семейства сталей. Например, — 09г2, 09г2дт, 09г2т, 10г2с и многие другие. Характеристики сплавов этого семейства примерно схожи.
Виды
Сталь марки 09г2с может выступать материалом для производства самых разнообразных изделий:
- паровых и отопительных котлов;
- резервуаров, ресиверов, эксплуатация которых проходит при высоких показателях температуры и давления;
- сварных конструкций, отличающихся сложным устройством, предназначенных для любых отраслей и сфер жизнедеятельности.
Листовая сталь, трубы, а также иные профильные изделия являются не единственными вариантами исполнения продукции, для которой сырьем может выступать сталь рассматриваемой марки. Другой разновидностью изделий может быть и прокат:
- квадратного сечения диаметром 63-200 мм;
- круглого сечения диаметром 28-180 мм;
- в виде полос, достигающих в ширину 40-160 мм, а в толщину -12-50 мм.
Все предлагаемые листовые изделия, выполненные из стали марки 09г2с, могут быть классифицированы на несколько видов
, исходя из таких параметров, как:
- метод изготовления;
- вид продукции;
- толщина изделия.
Достоинства и недостатки 09Г2С
Недостаток у стали 09Г2С один неустойчивость к ржавчине. Достоинств гораздо больше:
- прочность;
- длительность сроков эксплуатации при нормальных условиях (более 30 лет);
- термоустойчивость не теряет форму при температурах от примерно -70 до 425С;
- нет отпускной хрупкости;
- хорошая свариваемость;
- низкая стоимость;
- высокая сопротивляемость механическим воздействиям;
- нетребовательность в обработке.
Подверженность ржавлению ограничивает сферу эксплуатации изделий из стали 09Г2С, однако преимущества перед другими сплавами делает ее самой востребованной и распространенной.
09Г2С — область применения
Изделия из стали 09Г2С применяют для производства конструкций различного назначения. Этому способствует высокая прочность что позволяет использовать более тонкие компоненты конструкций. То есть, там, где толщина материала из обыкновенной стали составляет 5 мм, то из низколегированной, она будет в 1,5 — 2 раза меньше, и при этом надо помнить, то, что стоимость этих разных сталей примерно одинакова.
Характеристики, присущие сплаву 09Г2С, позволяют применять ее при изготовлении деталей и узлов, которые будут работать в температурном диапазоне от -70 до +450 градусов Цельсия. Свариваемость, которая в сравнении с другими сталями, существенно выше, позволяет создавать сложные инженерно-технические конструкции эксплуатируемые в судо- и машиностроении, на железнодорожном транспорте. После проведения определенных видов термической обработки, эту сталь применяют для производства трубопроводной арматуры. Кстати, возможность работы этой стали при температуре в -70 градусов, позволила использовать трубы из этого материала для транспортировки углеводородов на севере нашей страны.
Эта сталь, обладающая высокой способностью к свариванию и отменными механическими параметрами, идеально подходит для производства фасонных изделий, например, балки или швеллера. Кроме того, из этой стали производят комплектующие для станкостроения, транспорта, строительной и химической отрасли.
В строительстве широко используют квадратную трубу, выполненную из стали 09Г2С. Из нее производят различные ограждения, в том числе декоративные, возводят рекламные конструкции, малые архитектурные формы. Важную роль этот материал играет и в производстве котельного оборудования, большая часть, которого, произведена именно из него.
Следует отметить, что использование конструкций из стали 09Г2С позволяет функционировать объектам городского хозяйства, транспортным системам, производственным комплексам, расположенным в регионах с суровым северным климатом. Например, широким спросом пользуется такая продукция как фланцы. Опыт показывает, что сталь 09Г2С является оптимальным материалом для их производства. Дело в том, что они могут быть использованы как в помещении, так и при работе в различных температурах, в том числе и низких.
Широкую применяемость стали 09Г2С и ее аналогов, объясняется не только исключительными технологическими свойствами, но, с точки зрения снижения затрат, на производство конкретных изделий. В самом деле, конструкции, сваренные из этого материала проще обрабатываются, имеют меньшую массу и обладают хорошими параметрами по прочности и износостойкости.