Изделия из низколегированной конструкционной стали 09Г2С востребованы во многих отраслях производства, что подкрепляется широким предложением сортамента продукции этой марки. Благодаря своим физическим свойствам, сталь 09Г2С заслуженно заняла свою позицию на рынках современного спроса и предложений.
Характеристики стали 09Г2С предоставляют возможность применять её в качестве основного материала при изготовлении деталей, которые предназначены для работы в температурном диапазоне рабочей среды от -70 ºС до + 425 ºС, что при проектировании изделий привлекает к себе внимание ещё большего числа конструкторов.
Сталь 09Г2С
Химический состав стали 09Г2С
Перед тем, как перейти к подробному рассмотрению химического состава, нужно понять, что означает расшифровка стали 09Г2С. Буквы «С» и «Г» сообщают о том, что в составе сплава имеется марганец и кремний. Но в каком количестве? Давайте разберёмся.
Первая цифра, стоящая в начале названия марки, сообщает о количестве углерода, содержащегося в сплаве, и отображаемая в сотых долях. Соответственно, процент углерода в сплаве 09Г2С составляет примерно 0,09. Следующие цифры показывают содержание легирующих элементов: марганца в этом сплаве содержится около 2% и менее 1% кремния.
Химический состав стали 09Г2С
Помимо основных легирующих элементов, химический состав стали 09Г2С содержит в себе нижеследующие составляющие периодической таблицы:
| Хим.элемент | Содержание в стали, % |
| C | Менее 0,12 |
| Si | 0,5…0,8 |
| Mn | 1,3…1,7 |
| Ni | Менее 0.3 |
| S | Менее 0.035 |
| P | Менее 0.03 |
| Cr | Менее 0.3 |
| V | Менее 0.12 |
| N | Менее 0.008 |
| Cu | Менее 0.3 |
| As | Менее 0.08 |
Суммарное количество легирующих компонентов в низколегированных сплавах не превышает значения 2,5%.
Удельный вес стали 09Г2С равен 7850 кг/м3, но нужно заметить, что плотность стали непостоянна и может иметь небольшой разброс значений, которые находятся в прямой зависимости от количества легирующих элементов.
Но в любом случае, относительно небольшой вес готового изделия, в котором при изготовлении деталей прибегли к использованию стали этой марки, имеет большое преимущество по сравнению с другими более тяжеловесными сплавами.
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.
Механические свойства
Механические свойства стали 09Г2С описывают следующие характеристики для сортового и фасонного проката сечением до 10 мм:
| Вид механических характеристик | Температура апробирования, ºС | Значение | |
| Временное сопротивление | Ϭ0,2, МПа | +20 (комнатная) | 345 |
| Предел прочности | ϬВ, МПа | 490 | |
| Удлинение | δ5, % | 21 | |
| Ударная вязкость | КСU | 64 | |
| КСU-40 | -40 | 39 | |
| КСU-60 | -60 | 34 |
Для того, чтобы определить класс прочности (КП) испытываемого образца, следует обратиться к ГОСТу 19281-2014, в котором подробно показаны все ключевые характеристики, на которые следует опираться при проведении испытаний или оценке готового протокола на категорию прочности.
Стоит не забывать, что этот механический показатель напрямую зависит от химического набора соответствующих компонентов, и присутствие в большем процентном содержании какого-либо элемента может сыграть ключевую роль при формировании показателей прочности при обработке этой стали.
Механические свойства стали 09Г2С
В зависимости от класса прочности, изменяется и такой показатель механических характеристик, как твёрдость. Зависимость этих двух показателей прямая: чем выше категория прочности материала, тем выше и значение твёрдости.
Обычно твёрдость низколегированных сплавов измеряется по методу Бринелля, и показатель твёрдости обозначается в единицах НВW, но в зависимости от требований, предъявляемых к изделию, и месту контроля (основной материал или материал сварного шва), может изменяться и метод измерения твёрдости.
В таком случае, твердость материала может быть выражена в единицах по шкале Роквелла, Виккерса и т.д.
Режим термообработки стали назначается согласно критическим точкам:
| Критическая точка | Ас1 | Ас3 | Аr3 | Аr1 |
| ºС | 725 | 860 | 780 | 625 |
В зависимости от требуемых показателей механических свойств, назначается режим термической обработки. Нормализация и закалка стали 09Г2С проходит при высокотемпературном нагреве от 930 до 950 ºС. Зависимость мехсвойств от температурного режима отпуска приведена ниже:
| Температура отпуска, °С | Предел текучести,δ0,2, Па | Предел прочности,δВ, Па | Удлинение,δ5, % | Относительное сужение,ψ, % |
| 20 | 295×106 | 405×106 | 30 | 66 |
| 100 | 270×106 | 415×106 | 29 | 68 |
| 200 | 265×106 | 430×106 | — | — |
| 300 | 220×106 | 435×106 | — | — |
| 400 | 205×106 | 410×106 | 27 | 63 |
| 500 | 185×106 | 315×106 | — | 63 |
- Как следует из таблицы, чем выше температурный режим сопутствующего отпуска, тем ниже у сплава сопротивление разрыву.
- Термическая обработка способствует образованию сплава с двухфазной структурой, дисперсность зерна которого и определяет основные показатели механических свойств материала.
Скачать ГОСТ 19281-2014
Применение сплава
Высокая прочность материала, удовлетворительные показатели механических свойств в широком диапазоне температур, а также способность к изменению свойств сплава после проведения термической обработки, неизбежно приводит к тому, что детали и изделия из стали 09Г2С находят своё применение практически во всех сферах производства и машиностроения. Из стали 09Г2С изготавливаются строительные конструкции, трубы для транспортировки различных жидкостей (воды, нефти и др.) и газов, резервуары различного назначения, паровые котлы, нефтепромысловое оборудование и различные детали машин, в т. ч. сельскохозяйственного направления.
Гайки из стали 09Г2С
Трубы из стали 09Г2С
Стальные уголки из 09Г2С
Богатый выбор различных сортаментов, разнообразие толщин приводят к тому, что к использованию этого сплава обращаются всё большее число производителей различных металлоизделий.
При механизированной сварке и в частном использовании находит своё применение и сварочная проволока марки 09Г2С. Такая проволока может иметь медное напыление, а может быть и вовсе без покрытия. Большим плюсом такой проволоки является относительно малое количество легирующих компонентов.
Производство стали 09Г2С
Основным сырьём при производстве марки стали 09Г2С служит чугун, который оптимизируют, повышая количество углерода и улучшая свойства сплава за счёт внедрения легирующих составляющих. В основе изготовления стали этой марки лежит ряд направлений:
- мартеновский;
- электротермический;
- конверторный.
Пример применения стали 09Г2С
Сталь 09Г2С проявляется отличным материалом при проектировании деталей и конструкций, которые будут работать в условиях низких температур, с одновременным сохранением своих высоких прочностных и пластичных характеристик, а низкие затраты при проведении монтажных работ, лишь в очередной раз подкрепляют позиции этой марки на рынке современного спроса и предложений.
Технические характеристики легированной стали 09Г2С
Характеристики стали 09Г2С относят ее к классу конструкционных низколегированных сплавов. Физические и механические свойства материала делают его востребованным в тех металлоконструкциях, которые испытывают наиболее сильные деформации в процессе эксплуатации.
Химический состав
Расшифровка марки стали 09Г2С дает информацию о веществах, составляющих ее основу:
- первые две цифры указывают на содержание углерода, в данном случае – 0,09%;
- следующий символ означает наименование легирующего элемента – марганца;
- на его концентрацию указывает цифра – до 2%;
- буква «С» свидетельствует о присутствии кремния, количество его не превышает 1%.
Легированная сталь 09Г2С изготавливается по ГОСТу 27772-88. Маркировка указывает на низкое содержание главных легирующих добавок. Кроме них в ее состав входят и другие элементы, общее содержание которых не превышает 2,5%:
- никеля – до 0,03%;
- серы – 0,04;
- фосфора – 0,035;
- хрома – 0,3;
- азота – 0,008;
- меди – 0,3;
- мышьяка – до 0,08%.
Сера и фосфор – вредные добавки, ухудшающие качество материала. Однако в данном сплаве их количество минимально и не оказывает заметного влияния на его свойства.
Маркировка стали зависит от отрасли, в которой она применяется. Например, в строительной сфере данный сплав маркируется, как С345, то есть, по показателю текучести.
https://www.youtube.com/watch?v=kFBx3wrSk2k\u0026t=28s
В качестве заменителей стали 09Г2С может выступить целая группа сплавов, например:
Зарубежными аналогами являются:
- 13Mn6 и 9MnSi5 – Германия;
- SB49 – Япония;
- AS90 A3 и A36-207 – Франция;
- 12Mn – Китай;
- А516-55 – США;
- 09G2S – Болгария;
- VH2 – Венгрия;
- 9SiMn16 – Румыния.
В России сталь 09г2с идет на изготовление:
- сортового и фасонного проката по ГОСТу 19281-73;
- листов и полос, согласно ГОСТу 19282-73;
- листов горячекатаных (ГОСТУ 17066-80);
- кованых заготовок по ГОСТу 1133-71.
Большой ассортимент позволяет выбрать наиболее подходящий по назначению и оптимальный в экономическом плане вариант.
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.
Технические характеристики легированной стали 95Х18
Сталь марки 09Г2С поддается любым видам сварки без дополнительной подготовки:
- ручной дуговой;
- аргонно-дуговой;
- электрошлаковой.
При многослойной сварке применяют каскадный метод с толщиной электрода 4-5 мм. Хорошая свариваемость объясняется низким содержанием углерода. Сварной шов обладает высокой прочностью и хорошими параметрами ударной вязкости. Во время сварки возможно образование закалочной структуры.
Избежать его можно, подвергнув изделие высокотемпературному отпуску с нагревом до 600-660 градусов и медленному охлаждению. Такой режим повышает твердость шва и устраняет участки напряженности, а сварные конструкции делает прочными и надежными. Для деталей с толщиной поперечного сечения до 36 мм, подвергнутых сварке, можно не проводить последующую термообработку.
Термическая обработка
С помощью термообработки достигается улучшение структуры и свойств стали, а также устраняются участки напряженности. Режимы термической обработки назначаются в зависимости от механических свойств, которые необходимо придать изделию. Оптимальный температурный режим нормализации – 930-950 градусов, после чего материал охлаждается на воздухе.
Режим закалки:
- температура – 760-820 градусов;
- охлаждение в воде.
Чтобы избежать возникновения резких закалочных напряжений, в зависимости от вида изделия применяют и другие среды для охлаждения, например, масло, щелочные или кислые растворы.
Отпуск – заключительная операция термообработки, призванная:
- уменьшить внутренние напряжения, не снижая твердости;
- повысить вязкость и пластичность.
С увеличением температуры отпуска снижаются механические свойства стали 09Г2С. При комнатной температуре:
- предел текучести составляет 295Х106 Па;
- предел прочности – 405Х106 Па;
- удлинение – 30%;
- относительное сужение – 66%.
При нагреве до 500 градусов:
- предел текучести – 185Х106 Па;
- предел прочности – 315Х106 Па;
- удлинение – 27%;
- относительное сужение – 63%.
После термообработки сплав образует двухфазную ферритно-мартенситную структуру с повышенным пределом выносливости. Участки мартенсита увеличивают сопротивление разрыву. При этом характеристики технологической пластичности также превосходят параметры других сплавов. Это свойство обеспечивает им преимущество при листовой штамповке изделий со сложной конфигурацией.
Технические характеристики легированной стали ХВГ
Преимущества и недостатки
Характеристики стали 09Г2С соответствуют современным требованиям к качеству конструкционных материалов и позволяют использовать его для производства изделий:
- эксплуатируемых в широком диапазоне температур – от -70 до +425 градусов;
- испытывающих значительные силовые нагрузки;
- подвергающихся различным видам механической обработки.
Среди главных достоинств отмечаются отличные технологические качества:
- высокая прочность, обеспечивающая безопасность конструкции;
- долговечность – срок эксплуатации изделий превышает 30 лет;
- отсутствие склонности к отпускной хрупкости;
- стабильные характеристики вязкости при отпуске стали;
- хорошая свариваемость без потери пластичности;
- легкость обработки;
- устойчивость к износу;
- небольшой удельный вес;
- экономичность;
- безопасность;
- устойчивость к образованию микротрещин;
- оптимальное соотношение цены и качества.
Как и любой материал, сталь 09Г2С имеет вместе с многочисленными плюсами и минусы. К ним относится невысокая коррозионная устойчивость. Поэтому для изделий, которые эксплуатируются в агрессивных средах, необходимо дополнительное защитное покрытие.
Область применения
Высокие характеристики и широкий сортамент соответствующих ГОСТов марки стали 09Г2С определили его применение во многих отраслях хозяйства.
В нефтехимической и газодобывающей промышленности листовой прокат используется для изготовления труб и соответствующей арматуры. В процессе обработки он легко гнется, что позволяет изготавливать сложные элементы. Благодаря устойчивости к критически низким температурам эти конструкции можно эксплуатировать в арктических районах.
В капитальном строительстве используется более половины производящейся низколегированной стали для изготовления:
- квадратных и прямоугольных труб на ограждение городских парков и скверов;
- двутавровых балок;
- швеллерных изделий;
- уголков;
- арматуры.
Ее применение дает:
- снижение массы изделий за счет уменьшения толщины изделий при сохранении их прочности;
- до 50-80% экономии металла;
- повышение безопасности и надежности всей конструкции.
В машиностроительной и станкостроительной области металл идет на изготовление сложных узлов и комплектующих, котельного оборудования, деталей, испытывающих максимальные нагрузки.
Виды и марки стали
Сталь. Виды и марки стали. Их применение.
Сталь — это сплав железа и углерода с другими элементами, содержание углерода в нём не более 2,14%.
Наиболее общая характеристика — по химическому составу сталь различают:
- углеродистую сталь (Fe – железо, C – углерод, Mn – марганец, Si — кремний, S – сера, P – фосфор). По содержанию углерода делится на низкоуглеродистую, среднеуглеродистую и высокоуглеродистую. Углеродистая сталь предназначена для статически нагруженного инструмента.
- легированную сталь — добавляются легирующие элементы: азот, бор, алюминий, углерод, фосфор, кобальт, кремний, ванадий, медь, молибден, марганец, титан, цирконий, хром, вольфрам, никель, ниобий.
По способу производства и содержанию примесей сталь различается:
-
сталь обыкновенного качества ( углерода менее 0,6%) — соответствует ГОСТ 14637, ГОСТ 380-94. Ст0, Ст1, Ст2, Ст3, Ст4, Ст5,Ст6. Буквы «Ст» обозначают сталь обыкновенного качества, цифры указывают на номер маркировки в зависимости от механических свойств. Является наиболее дешёвой сталью, но уступает по другим качествам.
-
качественная сталь ( углеродистая или легированная ) — ГОСТ 1577, содержание углерода обозначается в сотых долях % — 08, 10, 25, 40, дополнительно может указываться степень раскисления и характер затвердевания. Качественная углеродистая сталь обладает высокой пластичностью и повышенной свариваемостью.
Низкоуглеродистые качественные конструкционные стали характеризуются невысокой прочностью и высокой пластичностью. Из листового проката стали 08, 10, 08кп изготавливают детали для холодной штамповки. Из сталей 15, 20 делают болты, винты, гайки, оси, крюки,шпильки и другие детали неответственного назначения.
Среднеуглеродистые качественные стали (ст 30, 35, 40, 45, 50, 55) используют после нормализации и поверхностной закалки для изготовления таких деталей, которые обладают высокой прочностью и вязкостью сердцевины (оси, винты, втулки и т. д.)
Стали 60 — стали 85 обладают высокой прочностью, износостойкостью, упругими свойствами. Из них изготавливают крановые колёса, прокатные валки, клапаны компрессоров, пружины, рессоры и т.д.
-
высококачественная — сложный химический состав с пониженным содержанием фосфора и серы — по ГОСТу 19281.
Также сталь делится по применению:
а) строительная сталь — углеродистая обыкновенного качества. Обладает отличной свариваемостью. Цифра обозначает условный номер состава стали по ГОСТу. Чем больше условный номер, тем больше содержание углерода, тем выше прочность стали и ниже пластичность.
Ст0-3 — для вторичных элементов конструкций и неответственных деталей (настилы, перила, подкладка,шайбы)
Ст3 используют для несущих и ненесущих элементов сварных и несварных конструкций и деталей, которые работают при положительных температурах. ГОСТ 380-88.
Стандартом качества предусмотрена сталь с повышенным количеством марганца (Ст3Гсп/пс, ст5Гсп/пс).
б) конструкционная сталь — ГОСТ 1050
Углеродистые качественные конструкционные стали используются в машиностроении, для сварных, болтовых конструкций, для кровельных работ, для изготовления рельсов, железнодорожных колёс, валов, шестерен и других деталей грузоподъёмников.Ц ифры в маркировке означают содержание углерода в десятых долях процента.
- Ст20 — малонагруженные детали, такие как валики, копиры, упоры,
- Ст35 — испытывающие небольшие напряжения (оси, тяги, рычаги, диски, траверсы, валы),
- Ст45 (ст40Х) — требующие повышенной прочности (валы, муфты, оси, зубчатые рейки)
- Конструкционные легированные стали используют для гусениц тракторов, изготовления пружин, рессор, осей, валов, автомобильных деталей, деталей турбин и др.
- в) инструментальная сталь — применяется для режущего инструмента, быстрорежущая сталь для холодного и горячего деформирования материла, для измерительных инструментов, на производство молотков, долот, стамесок, резцов, свёрлов, напильников, бритв, рашпилей.
У7, У8А (цифра- десятые доли процента по содержанию углерода). Углеродистые стали выпускают качественными и высококачественными. Буква «А» означает высококачественную углеродистую инструментальную сталь.
г) легированная сталь — универсальная сталь, содержащая специальную примесь. Содержание кремния более 0,5%, марганца более 1%. ГОСТ 19281-89. Если содержание легирующего элемента превышает 1 — 1,5%, то оно указывается цифрой после соответствующей буквы.
- низколегированная сталь — где легирующих элементов до 2,5% (09Г2С, 10ХСНД, 18ХГТ). Низколегированную сталь можно использовать в условиях крайнего севера, от -70 град С. Низколегированную сталь отличает большая прочность за счёт более высокого предела текучести,что важно для ответственных конструкций.
- среднелегированная (2,5 -10%),
- высоколегированная (от 10 до 50%)
- Сталь 09Г2С применяется для паровых котлов, аппаратов и ёмкостей, работающих под давлением и температурой от минус 70, до плюс 450град; её используют для ответственных листовых сварных конструкций в химическом и нефтяном машиностроении, судостроении.
- Сталь 10ХСНД используют для сварных конструкций химического машиностроения, фасонных профилей в сдостроении, вагоностроении.
- 18ХГТ применяют для деталей, работающих на больших скоростях при высоком давлении и ударных нагрузках.
д) сталь особого назначения — сталь с особыми физическими свойствами. Она применяется в электротехничсеской промышленности и точном судостроении.
На свариваемость стали влияет степень её раскисления. По степени раскисления сталь классифицируется:
-
спокойная сталь (ст3сп) — полностью раскисляется с минимальным содержанием шлаком и неметаллических примесей,
-
полуспокойная сталь (ст3пс) — по характеристикам качества схожа со спокойной сталью,
-
кипящая сталь (08кп) — неокисленная сталь с высоким содержанием неметаллических примесей. ГОСТ 1577.
В зависимости от нормируемых характеристик, сталь подразделяют на категории: 1, 2, 3, 4, 5. Категории обозначают химический состав, механические свойства при растяжении, ударную вязкость)
Например, категория 1 — химический состав не нормируемый, категория 3 — нормируется ударная вязкость при температуре +20. Для марки ст0 не нормируется ни химический состав, ни предел текучести.
- Марки стали
- Марка стали С245 — Ст3пс5
- Марка стали С255 — Ст3сп5
- Марка стали С235 — Ст3кп2
- Марка стали С345 — 09Г2С
 |
 |
Сравнение марок сталей 09г2с и 17г1с: основные отличия, сферы применения
Холодостойкость сплавов имеет огромное значение для стран со снежными зимами. При отрицательных температурах у углеродистых сталей наблюдается уменьшение вязкости в зонах концентраций напряжений, что приводит к образованию усталостных трещин. Хрупкое разрушение может формироваться в глубине металла, на поверхности или в местах сварных соединений.
В некоторых российских регионах сталь проходит суровое испытание холодом. Сопротивляемость холоду крайне важна для конструкций мостов, трубопроводов, в производстве спецтехники.
Приведем сравнение самых популярных конструкционных сплавов с устойчивостью к морозам: 09г2с (до-70 С⁰) и 17г1с (до -40).
Оба сплава выдерживают высокие температуры, что делает возможным строительство теплосетей в северных районах.
09г2с — универсальный конструкционный материал с хорошей свариваемостью, стойкостью к ударным нагрузкам, сохраняющий пластические и прочностные характеристики в любых условиях. В основном, сплав используют для изготовления сварных конструкций всех видов, производства особотолстостенного проката для нужд промышленности и судостроения.
17г1с — специальный материал для элементов и агрегатов, работающих под давлением в экстремальных условиях. Эту сталь применяют для производства паровых труб, отводов, в прокладке теплосетей и сложных промышленных систем. Основным выпускаемым полуфабрикатом является лист, также изготавливают полосы.
Свойства стали 09г2с
Марка 09г2с представляет важность в качестве основного материала для изготовления деталей и конструкций, работающих в температурном диапазоне от -70 до 425 С⁰. Большой спрос на прокат поддерживается соответствующим предложением на рынке.
Расшифровка:
- 09 — углерод в сотых долях процента (0,09%);
- Г2 -марганец около 2% (допустимый уровень 1,3-1,7%);
- С — кремний, его содержание менее 1%, поэтому цифровое обозначение отсутствует.
По составу сталь относят к малоуглеродистым низколегированным, а по строению кристаллической решетки к двухфазным ферритно-мартенситным сплавам.
Химический состав утвержден регламентом ГОСТ 19281-2014, где 09г2с соответствует строительной стали С345, ГОСТ 5520-79 и 19273-82.
Согласно документам, кроме основных легирующих элементов, в сплаве присутствуют небольшие присадки меди, никеля, хрома, ванадия и примеси.
Преимущества 09г2с:
- Высокие механические параметры:
- Срок службы достигает 30 лет;
- Нет склонности к отпускной хрупкости;
- Не изменяет зернистость и не теряет пластичность при сварке.
Полуфабрикаты подвергаются термоупрочнению, после чего кристаллическая решетка приобретает двухфазную структуру: прочный мартенсит и пластичный феррит. Это сочетание в 3,5 раза увеличивает предел выносливости при малоцикловых нагрузках.
При высокой прочности сплав хорошо поддается обработке, при изменении терморежимов не меняет структуру зерен. Низкая углеродная составляющая обеспечивает неприхотливость к сварке: можно использовать практически любые методы и электроды.
Для изготовления деталей большого сечения необходимо увеличение прокаливаемости, для этого используют составы с максимальным содержанием хрома и марганца. При расчете экономической обоснованности проектов 09г2с привлекает внимание конструкторов невысокой стоимостью.
Стали 17г1с и 09г2с близки по химическому составу, оба сплава принадлежат к низкоуглеродистым и малолегированным, но обладают разными физико-химическими и механическими свойствами.
Расшифровка 17г1с:
- 17 — среднее содержание углерода (0,15 — 0,2);
- Г2 — марганец чуть выше 1% (1,15-1,6);
- С — кремний: 0,4-0,6.
В сравнении с 09г2с, в сплаве почти в два раза больше углерода, он обладает более высокой твердостью. Химический состав приведен в ГОСТ 19281-2014.
Согласно нормативу дополнительные легирующие элементы: медь, хром, никель, ванадий в аналогичных 09г2с концентрациях.
Структура преимущественно состоит из феррита и небольшого количества перлита, при термообработке формируются включения с ферритно-бейнитной структурой.
Преимущества 17г1с:
- Твердость или пластичность в зависимости от режимов закалки;
- Выдерживает давление терморежимах от -40 до 475 С⁰;
- Простота проведения сварочных работ;
- Высокая ударная вязкость в отрицательных температурах;
- Трещиностойкость.
Когда характеристик сплава недостаточно, добавляют небольшие присадки кальция, титана и других металлов. Маркировка “У” обозначает “усиленная” сталь. Такой сплав обладает повышенной коррозионной стойкостью и используется для строительства магистральных газонефтепроводов. Широко применяются аналоги 17ГС и 16ГС.
Основные отличия
Сравнение сталей 09г2с и 17г1с показывает, что несмотря на сходный состав, они имеют разную структуру. Мартенситная составляющая 09г2с дает возможность выдерживать несущие нагрузки, поэтому из сплава производят опоры трубопроводов, уличные сооружения, швеллеры для обустройства проемов.
Те же химические элементы при увеличении углерода формируют ферритную структуру.
Несмотря на высокую прочность, сталь не используют для изготовления несущих элементов, но она способна выдерживать значительные нагрузки при подземной прокладке трубопроводов, в системах высокого давления.
Сплав также применятся для производства котлов, отводов, тройников, функционального оборудования, деталей для автомобилей.
Оцените нашу статью
Сравнение сталей 20 и 09г2с
- Характеристика стали 20
- Характеристика стали 09г2с
- Отличия
При изготовлении различных металлоконструкций, труб и трубопроводной арматуры на российском рынке чаще всего используются две марки стали: ст.20 и 09г2с. Популярность материалов вызвана их эксплуатационными свойствами, хорошей свариваемостью, широким диапазоном рабочих температур.
Стали применяют в машиностроении, нефтегазовом секторе, химической промышленности и других сферах для производства:
- отводов, переходов, тройников и пр. фитингов;
- труб;
- запорно-регулирующей арматуры;
- сварных конструкций;
- машин и прицепов;
- различных деталей.
Несмотря на схожие области применения, стальные марки различаются составом, а, следовательно, технологическими и механическими свойствами. Поэтому материал выбирают, отталкиваясь от государственных и отраслевых стандартов, технических условий и проектной документации.
Характеристика стали 20
Ст.20 ‒ качественная углеродистая конструкционная сталь, которую используют для производства деталей, работающих при температуре от -40 до +450 °C.
Материал пластичен, не имеет ограничений в сварке, не склонен к отпускной хрупкости, не чувствителен к флокенам. Средняя теплопроводность обеспечивает равномерный нагрев и охлаждение во время транспортировки изделия. После термохимической обработки подходит для изготовления деталей с невысокой прочностью сердцевины при высокой твердости поверхности (шестерни, червяки и пр.).
Химические элементы, входящие в состав марки:
- С (углерод) ‒ 0,17-0,24%.
- Si (кремний) ‒ 0,17-0,37%.
- Mn (марганец) ‒ 0,35-0,65%.
- Ni (никель) ‒ до 0,3%.
- Р (фосфор) ‒ до 0,03%.
- S (сера) ‒ до 0,035%.
- Fe (железо) ‒ ∼98%.
- Концентрация др. элементов, в т.ч. вредных ‒ менее 0,3%.
Допускается снижение содержания кремния при использовании ванадия, алюминия, титана или ниобия. Количество марганца также может быть уменьшено при удовлетворении требований к механическим свойствам.
Легирование стали повышает прочность, стойкость к коррозии, снижает опасность хрупкого разрушения. Основные легирующие элементы: Cr (хром), Ni (никель), Cu (медь), N (азот), V (ванадий), Ti (титан) и пр.
Материал изготавливают волочением, отливкой, ковкой, горячей или холодной деформацией.
Характеристика стали 09г2с
Марка 09г2с ‒ конструкционная низколегированная. Ее используют для изготовления деталей и сварных металлоконструкций, работающих под давлением при температуре от -70 до +425 °C, что позволяет выдерживать сильные температурные деформации при длительной эксплуатации. Другими словами, материал морозоустойчив.
Расшифровка:
- 09 ‒ содержание углерода (C) ‒ 0,09%.
- г2 ‒ показывает наличие марганца (Mn) до 2%.
- с ‒ присутствие кремния (Si), отсутствие цифр после «с» определяет его содержание ‒ до 1%.
Химический состав стали не ограничен указанными тремя элементами, он может быть дополнен серой (S), никелем (Ni), фосфором (P), азотом (N) и др. При этом общий процент легирующих добавок не должен превышать 2%.
Свойства:
- не деформируется при эксплуатации;
- выдерживает нагрузки с переменным вектором силы;
- легко подвергается термической обработке;
- пластичная;
- устойчива к образованию флокенов;
- не склонна к отпускной хрупкости;
- не имеет ограничений в свариваемости;
- в сварном шве не образуются микропоры.
Отличия
Стали различаются содержанием химических элементов, что влечет за собой разницу в применении.
Ст20 расширяется под воздействием высоких температур, становится пластичной. При низких температурных значениях становится хрупкой. Является более дешевой маркой в сравнении с 09г2с.
Ст.09г2с сохраняет свои первоначальные характеристики, она более износостойкая. Поэтому ее используют для производства стальных элементов, к которым предъявляются повышенные требования к стойкости и температурным изменениям.
Загрузка...
