Все, что нужно знать о стали 09Г2С
В мире выпускается большое разнообразие сталей разного качества, только в России более 700 Однако только широкое распространение из всего этого многообразия получили несколько наименований — низколегированная сталь 09Г2С принадлежит к такому меньшинству. Предлагаем Вам ознакомиться с описанием данного сплава, его преимуществами, недостатками и особенностями использования.
Состав и интерпретация
В соответствии с Действующий стандарт ГОСТ, маркировка стали позволяет получить максимально подробную информацию о том, какой металл предлагает производитель, каков его состав и основные технические и эксплуатационные параметры. Соответственно наименование стали 09Г2С можно расшифровать следующим образом:
09 — указывает на концентрацию углерода в сплаве, соответствующую 0,09%.
Г2 — указывает на марганец и его содержание, оно варьируется от 1 до 2,2%
С — означает наличие кремния, количество не указывается, так как доля элемента не превышает 1%.
Категория сплава указывается прочерком после марки, например 09Г2С-12. Он указывает стандартизированные параметры, по которым был протестирован этот тип ламинированного продукта.
Однако в состав этой стали входит гораздо больше легирующих компонентов. Кроме углерода, марганца и кремния содержит:
Ванадий: до 0,12%;
содержание Сумма легирующих примесей в стали 09Г2С не должна превышать 2,5 %. Удельный вес указанного сплава составляет 7850 кг/м3. В то же время плотность этой стали непостоянна, поэтому всегда допускается небольшое отклонение. Этот показатель напрямую зависит от соотношения основных компонентов, но сравнительная легкость готового изделия обеспечивает значительное преимущество низколегированной стали перед более тяжелыми материалами.
производство
Основным сырьем для производства низколегированной стали 09Г2С является чугун . В соответствии с действующим законодательством их слияние подлежит оптимизации. Для этого увеличивают концентрацию углерода, а также вводят легирующие элементы; такие мероприятия позволяют придать готовым изделиям необходимые физико-механические свойства.
Непосредственное производство может осуществляться несколькими способами:
Плюсы и минусы
Как и любой другой сплав, 09Г2С имеет свои достоинства и недостатки. К преимуществам относятся:
возможность эксплуатации готовых конструкций в широком диапазоне температур от -70 до +420 градусов;
устойчивость к энергетическим нагрузкам;
подверженность различным видам механической и термической обработки,
большая стойкость и, как следствие, безопасность металлоконструкций;
длительный срок службы: срок службы изделий из такой стали превышает 25 лет;
без склонности к отпускной хрупкости;
прочностная стойкость к удару при закалке сплавов;
износостойкость;
малый удельный вес;
устойчивость к растрескиванию
лучшее соотношение цена/качество. цена.
Среди недостатков следует отметить низкую коррозионную стойкость. Поэтому изделия, которые эксплуатируются в агрессивных и водных средах, требуют защитного слоя.
Характеристики и свойства
Состав и структура сплава 09Г2С определяются также его основными характеристиками: пределом текучести, маркой, плотностью, модулем упругости, допускаемыми напряжениями, расчетной прочностью, показателем линейного расширения, коэффициентом твердости по Бринеллю и многими другими. .
Физические
Конструкционная сталь проявляет способность сохранять свои физические свойства при работе под высоким давлением в самом широком диапазоне температур. Сталь легко поддается механической обработке и является прочным материалом.
Ключевым параметром любой стали является коэффициент линейного расширения. Указывает на способность материала сохранять свой объем в случае повышения температуры. Для сплава этого класса это соответствует всего 2,4×10-6 ед. при изменении термического воздействия от 100 до 500 градусов.
Хотя конструкционный сплав относится к категории низколегированных, он не характеризуется чувствительностью к флокуляции. Низкое содержание углерода позволяет легко сваривать элементы из этого сплава. Следует иметь в виду, что увеличение концентрации углерода в любой стали приводит к тому, что с повышением температуры начинается ее интенсивное обеднение. Это вызывает образование микропор и создает сложную структуру закалки, что отрицательно сказывается на конечной прочности и долговечности шва.
Со сплавом 09Г2С отрицательное сведен к минимуму.
При сварке стали не предъявляют особых требований к типу электродов . Сваривать металл можно ручным или автоматическим дуговым методами, а также электросваркой. Такой сплав не имеет ограничений по технике сварки; листовые заготовки сечением менее 40 мм можно сваривать даже без дополнительной обработки кромок. При этом элементы, которые необходимо сваривать, не должны подвергаться дополнительной термической и химической обработке. А перемещение компонентов сплава по всей поперечной плоскости шва приводит к увеличению прочности при параллельном улучшении показателей ударной вязкости при высоких температурах. При этом нагрев осуществляется в диапазоне от 600 до 670 градусов. Металлическая конструкция должна охлаждаться как можно медленнее; это позволит сбалансировать риск деформации отдельных фрагментов.
Механические
Механические свойства стали марки 09Г2С:
Временное сопротивление — 345 МПа при температура 20 градусов;
Окончательная прочность : 480 МПа;
Пластичность — 23%;
ударная вязкость при температуре -40 градусов — 39 ед, при -60 град — 34 ед;
температура ковки 1250 град в начале и 850 град в конце;
обрабатываемость сдвигом — Kv тв. cpl=1.0 и Kvb. ст = 1,5 в нормализованном и релаксированном состоянии.
Виды поставки
Сплав марки 09Г2С выпускается на плавильных заводах нашей страны в следующих видов:
сортовой и фасонный прокат : соответствует требованиям ГОСТ 19281-73;
листы и полосы — выпускается по ГОСТ 19282-73.
Таким образом, потребители проката могут приобретать листы, уголки, балки, швеллеры и многие другие виды проката. товары.
Столь широкий ассортимент полностью объясняется эксплуатационными свойствами сплава и демократичной ценой этого материала. Для сравнения, стальной горячекатаный лист 09Г2С продается по средней цене 43 тыс. руб. за тонну, лист из обыкновенного сплава – 41-42 тыс. руб. При этом, однако, свойства конструкционного материала полностью покрывают все затраты, связанные с его транспортировкой и дальнейшей переработкой
Аналоги
Есть на рынке металлопроката много сплавов, которые могут выступать в качестве заменителей. Здесь:
Среди зарубежных аналогов наиболее популярны европейские сплавы:
ТСт Э 355 (1.0566) — производства Германии;
А590 А3, А 36 — 207 — Сделано во Франции.
Однако свойства этих сталей схожи, но не идентичны. Поэтому возможность замены необходимо определять в каждом конкретном случае после тщательной оценки основных требований к изготавливаемому изделию и сопоставления его со свойствами, структурой и характеристиками всех видов стали.
Спрос
Сталь 09Г2С является наиболее используемой на рынке. Применяется при производстве металлоконструкций различного назначения. Широкая область применения обусловлена более высокой прочностью материала, что позволяет изготавливать из этого сплава самые тонкие конструкционные детали. Где толщина готового изделия из обычной стали будет 5-6 мм, из низколегированной не более 2-3 мм. Цена на них будет примерно одинакова.
Технические и эксплуатационные параметры собственной конструкционной стали позволяют использовать ее при создании узлов и элементов, работающих в температурные коридоры от -70 до + 450 градусов . Свариваемость материала, во много раз превышающая показатели других сталей, позволяет создавать самые сложные инженерные конструкции. Они нашли широкое применение на железнодорожном транспорте и в машиностроении. После определенного вида термической обработки эта сталь может быть использована для изготовления трубопроводной арматуры.
Сталь 09Г2С обладает высокими механическими свойствами. Поэтому он идеально подходит для создания профилей из стали, таких как швеллеры и балки. Из этого материала изготавливают детали машин и станков, используемых в химической промышленности. В строительной отрасли наиболее востребована прямоугольная профильная труба из низколегированной стали, ее используют для создания рекламных конструкций, а также малых архитектурных форм и всевозможных ограждений, в том числе декоративных. В производстве котлов этому материалу отводится особая роль: из этого сплава изготавливается основная часть котельного оборудования.
Кстати, способность этого материала сохранять свои свойства при более низких температурах позволяет использовать слоистые трубы из этого материала для транспортировки углеводородов в северных регионах, где температура ниже нуля. И низколегированная конструкция конструкция обеспечивает бесперебойную работу транспортных систем городских и сельскохозяйственных объектов, а также промышленных комплексов, работающих в регионах с суровым климатом.
Большая популярность стали 09Г2С , так же как и его аналоги, связаны с исключительными физико-механическими свойствами. Металлоконструкции, сваренные этим сплавом, легче, легче поддаются обработке и обладают высокими прочностными характеристиками. и износостойкие. Кроме того, снижаются затраты на техническое обслуживание.
Видео-гайд: 09г2с характеристика что это за сталь
Сварка
Как было сказано выше, при сварке стали 09Г2С не требуется предварительной подготовки. Однако существуют технологии, требующие дополнительного нагрева материала до 120 градусов. Непосредственную сварку заготовок можно производить любыми типами электродов: Э42А или Э50А и сварочной проволокой.
Техника сварки практически такая же, как и при работе со сплавами других марок. Кроме того, действующий ГОСТ требует разделки кромок, если толщина листа превышает 5 мм.
При использовании полуавтоматической сварки оптимальным режимом является:
сила сварочного тока — 200-230 А;
давление защитного газа : от 2 до 22 атмосфер
После сварки не требуется специальных условий охлаждения. При охлаждении сварной шов приобретает необходимую прочность даже на открытом воздухе.
Термическая обработка
Термическая обработка позволяет значительно улучшить структуру и эксплуатационные свойства стали , а также нейтрализовать стрессовые зоны. Режимы термообработки могут различаться. Поэтому нормализация проводится при температуре 900-950 градусов, после чего материал подвергается отпуску. Отпуск проводят при температуре 760-820 градусов с последующей закалкой в воде.
Для сведения к минимуму возникновения напряжений при закалке могут применяться и другие способы охлаждения. Например, кислотно-щелочные растворы или кипящее масло.
Отпуск является обязательным этапом любой термической обработки. Позволяет повысить пластичность, ударную вязкость, а также снизить все возникающие напряжения без ухудшения твердости материала. В то же время следует учитывать, что механические свойства стали 09Г2С снижаются с повышением температуры отпуска. Дезактивация мартенситных областей приводит к увеличению предела прочности при растяжении. Показатели технологической пластичности остаются неизменными.
Сравнение с другими марками
Сталь 09Г2С часто сравнивают с другими видами стали: 13ХФА, 17Г1С, Ст20. Однако чаще параллели проводят со сплавом Ст3. Разница между двумя материалами заключается в углеродном эквиваленте. В стали марки Ст3 она в 15-20 раз выше, чем в низколегированной.
St3 относится к углеродным группам. Сплавы этой марки отличаются повышенной хрупкостью и склонностью к разрушению при низких температурах. Если 09Г2С имеет нижний температурный предел -70 градусов, тогда у Ст3 это число всего 20.
По качеству Ст3 обычный, что говорит о высокой доле серы и фосфора. 09Г2С – материал высокого качества. Однако цена этой марки намного выше стоимости Ст3.
Источник