Как видите, основные характеристики уже есть: одна из сталей содержит в несколько раз больше углерода, а другая легирована марганцем и кремнием. Что же это означает для их практического применения?
Черная сталь 09Г2С для крайнего Севера. Химический состав и механические свойства
Чтобы выбрать правильный материал для нужного компонента, важно не только знать условия эксплуатации и окружающей среды, но и знать свойства сталей и сплавов. В 21 веке сталь играет важную роль. В этой статье мы рассмотрим низколегированную конструкционную сталь 09Г2С. Оценим условия эксплуатации кондукторной арматуры из черной стали 09Г2С, определим перечень механических и физических свойств, химический состав и способы поставки.
➤ Температура
Свойства сплава особенно ценятся в северных регионах с более холодным климатом. Сталь 09Г2С выдерживает широкий диапазон рабочих температур о т-70°С до +425°С. Высокая механическая прочность позволяет использовать ее в нефтяной промышленности и сельском хозяйстве. Эта сталь может использоваться при высоких температурах и подходит для паровых котлов и парогенераторов. Сталь 09Г2С имеет длительный срок службы, а ее использование на Крайнем Севере позволяет решить проблему установки сварных конструкций в суровых климатических условиях. Она не деформируется в процессе эксплуатации. Обладает хорошей свариваемостью. Сталь 09Г2С позволяет создавать конструкции с более тонкими элементами.
➤ Маркировка
Маркировка основана на буквенно-цифровой системе. Каждый легирующий элемент соответствует букве русского алфавита. Процентное содержание углерода указывается в начале маркировки.
- 09 — сталь содержит 0,09% углерода,
- Г2 — 2% марганца
- С — кремний, количество которого не превышает 1%.
Общий состав дополнительных легирующих элементов не должен превышать 2% — поэтому металл называется низколегированным.
Химический состав 09Г2С
Химический состав может меняться в зависимости от марки стали, нормативных документов или требований заказчика, поэтому каждый ГОСТ следует рассматривать индивидуально.
➤ Химические элементы стали по ГОСТ 19281-2014 и ГОСТ 5520-17
Химический состав основной конструкционной стали при анализе образцов лопаток должен соответствовать нормам, приведенным в таблице 1.
Таблица 1. Сравнение химического состава 09Г2С по ГОСТ 19281 и ГОСТ 5520.
| Стандарт | C (углерод) | Si (кремний) | Mn (марганец) | P (фосфор) | S (сера) | Cr (хром) | Ni (никель) | Cu (медь) | V (ванадий) | Mo (молибден) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ГОСТ 19281 | не более 0,12% | 0,50-0,80% | 1,30-1,70% | не более 0,030% | не более 0,035% | не более 0,30% | не более 0,30% | не более 0,30% | не более 0,12% | — |
| ГОСТ 5520 | не более 0,12% | 0,50-0,80% | 1,30-1,70% | не более 0,035% | не более 0,025% | не более 0,30% | не более 0,30% | не более 0,30% | 0,05% | 0,08% |
Марганец и кремний используются в качестве раскислителей (восстановителей железа). Небольшое количество хрома повышает прокаливаемость. Следует отметить, что сталь 09Г2С может быть раскислена алюминием AI в пропорции до 0,05 %. Фактическая массовая доля алюминия AI, контролируемая в образце лопатки, указана в документе о качестве. Добавки алюминия в металл могут полностью размягчить сталь и предотвратить появление пористости. Сера и фосфор являются вредными добавками, которые влияют на качество материала. Однако в данном сплаве их количество минимально и не оказывает существенного влияния на свойства сплава.
В ГОСТе на фланец основной не только указана сталь 09Г2С как одна из рекомендуемых марок стали для производства, но и прописаны рекомендации для колонны — мы внесли требования в таблицу.
Таблица 2. Рекомендуемые нормативные документы для фланцев по ГОСТ 33259-15
| Группа стали | Категория материала | Нормативные документы для заготовок |
|---|---|---|
| Низколегированная сталь | 09Г2С | Поковки КП245 (КП25) по ГОСТ 8479 |
| Лист ГОСТ 5520 категории: 3, 5-9, 15 | ||
| Лист по ГОСТ 19281, категории: 3, 4, 7, 12, 15 |
Марка стали ст3ПС/СП
Это углеродистая конструкционная сталь, производимая в мартеновских печах. Она слабо подвержена коррозии и может обрабатываться сверлением, резкой и гибкой. Хорошая коррозионная стойкость, конечно, не достигает уровня нержавеющей или оцинкованной стали, но она достаточно хороша, чтобы использовать материал в сухих помещениях без дополнительной обработки.
St3PS/SP используется для изготовления листов, арматуры гладкого профиля, в сельском хозяйстве, расширенных металлических листов, трубопроводной арматуры, сварных труб и многого другого.
Этот металл очень хорошо сваривается и не требует предварительного нагрева заготовок или послесварочной обработки.
Его можно использовать для изготовления сварных металлоконструкций, но с определенными ограничениями по толщине материала и, прежде всего, по поддержанию температурного режима в процессе эксплуатации готовой конструкции. Поэтому не рекомендуется изготавливать из этой стали изделия, которые будут использоваться при отрицательных температурах; минимально допустимая температура составляе т-20 градусов. Особенно это касается механизмов, где на детали оказывается повышенное давление.
Марка стали 09Г2С
Сталь марки 09г2с относится к низколегированным конструкционным сталям. Кроме марганца и кремния, в ней содержатся сера, никель, фосфор, хром, азот, медь и другие примеси. Они не упоминаются в обозначении, так как их содержание очень мало и не имеет решающего значения для механических и химических свойств.
В отличие от своего предшественника, эта марка определяется как высококачественная. Сваривать его можно так же хорошо, хотя и с некоторыми особенностями: Сварочный ток должен быть выбран правильно, а изделие после сварки обычно подвергается закалке.
Эта сталь используется для изготовления листов и фасонных деталей в строительстве, а также для производства арматуры, свариваемых труб, стальных конструкций и различных деталей и узлов в машиностроении.
Важнейшим свойством этой марки стали является устойчивость к отрицательным температурам: изделия из 09Г2С могут использоваться в диапазоне о т-70 до +425 градусов. По этой причине ее используют в районах со сложными климатическими условиями.
У нас есть металлопрокат различных марок стали. По запросу мы можем разрезать его на листы или полосы нужного размера. Вся сталь, поступающая к нам, изготовлена лучшими производителями страны, поэтому вы можете не беспокоиться о ее качестве.
- О компании
- Продукция
- Услуги
- Прайс-лист
- Спецпредложения
- Контакты
- Прокат холоднокатаный
- Лист холоднокатаный
- Лента холоднокатаная
- Сталь 08ПС, 08Ю
- Лист оцинкованный
- Лента оцинкованная
- Лист 12х18н10т
09Г2С — свойства
Состав сплава придает этому материалу следующие основные свойства:
- плотность 7,85 г/куб. см.;
- предел текучести, при нагреве до различных температур лежит в диапазоне от 255 до 155 МПа.
Детали, изготовленные из сплава 09Г2С, могут быть сварены между собой любым известным в отрасли методом сварки. Никаких дополнительных подготовительных работ, таких как предварительный подогрев сварного шва, не требуется.
Эта марка стали используется в строительстве сварных конструкций. Хорошая свариваемость этого материала обусловлена низким содержанием углерода.
Многолетний опыт показал, что высокое содержание углерода приводит к развитию различных дефектов, например, пористости и трещин. Кроме того, сжигание углерода приводит к образованию в сварном шве затвердевших микрочастиц, что отрицательно сказывается на качестве сварного шва.
Одним из многочисленных преимуществ этой стали является то, что она не становится хрупкой после закалки. Кроме того, ее микроструктура делает ее устойчивой к чрезмерному нагреву и, следовательно, к образованию трещин во время сварки.
Для производства этого типа стали используются различные процессы:
- мартеновский;
- электротермический;
- конверторный.
В качестве основного сырья используется чугун. В соответствии с требованиями ГОСТа оптимизируется плавка, т.е. в качестве основного сырья используется чугун:
- поднимают количество углерода;
- вводят легирующие компоненты.
Благодаря этим мерам готовая продукция приобретает желаемые свойства.
Номенклатура продукции из стали 09Г2С
Металлургические заводы нашей страны производят следующие виды проката:
- 19281-73 Сортовой и фасонный прокат;
- 19282-73 Листы и полосы.
Это означает, что на рынке металлопродукции потребители могут приобрести швеллеры, уголки, листы и т.д. Можно с уверенностью сказать, что такой широкий ассортимент продукции обусловлен свойствами и, конечно же, ценой этого материала.
Для сравнения, средняя цена горячекатаного листа из стали 09Г2С составляет 43 000 рублей за тонну, в то время как лист из обычной стали стоит примерно 41 000 — 43 000 рублей. Но свойства описываемого материала превосходят все затраты, связанные с его закупкой и обработкой.
Механические свойства
Механические свойства стали 09Г2С описывают следующие характеристики для профилей и фасонных изделий до 10 мм:
Вид механических характеристик Температура апробирования, ºС Значение Временное сопротивление Ϭ 0,2, МПа +20 (комнатная) 345 Предел прочности Ϭ В, МПа 490 Удлинение δ 5, % 21 Ударная вязкость КСU 64 КСU -40 -40 39 КСU -60 -60 34 Для определения класса прочности (KP) испытуемого образца следует обратиться к ГОСТ 19281-2014, где перечислены все важные характеристики, на которые можно опираться при проведении испытаний или оценке итогового отчета по классу прочности.
Следует помнить, что этот механический показатель напрямую зависит от химического состава входящих в него компонентов, и наличие большего процентного содержания того или иного элемента может сыграть решающую роль в формировании прочностных показателей рассматриваемой стали. В зависимости от класса прочности, твердость также изменяет механические свойства. Взаимосвязь между этими двумя показателями проста: чем выше класс прочности материала, тем выше значение твердости. Как правило, твердость низколегированных материалов измеряется по методу Бринелля, и твердость указывается в единицах HBW, но в зависимости от требований к материалу и места испытания (основной материал или материал для сварки) метод измерения твердости может меняться. В этом случае твердость материала может быть выражена в единицах Роквелла, Виккерса и т.д. единицах.
Применение сплава
Высокая прочность материала, удовлетворительные механические свойства в широком диапазоне температур и возможность изменения свойств сплава после термической обработки неизбежно приводят к использованию деталей и изделий из стали 09Г2С практически во всех областях производства и машиностроения. Сталь 09Г2С используется для изготовления конструкций, труб для транспортировки различных жидкостей (воды, нефти и т.д.) и газов, резервуаров различного назначения, паровых котлов, нефтяных буровых установок и различных деталей машин, включая сельскохозяйственную технику. Благодаря широкому ассортименту различных марок и толщин, все больше производителей различных стальных изделий обращаются к этому сплаву. Сварочная проволока марки 09Г2С также используется для машинной сварки и для частного применения. Эта проволока может быть с медным покрытием или без покрытия. Большим преимуществом этой проволоки является относительно низкое содержание сплава.
Исходным материалом для производства стали марки 09Г2С является чугун, который оптимизируется путем увеличения содержания углерода и улучшения легирующих свойств за счет добавления легирующих элементов. При производстве этой марки стали используется несколько направлений:
- мартеновский;
- электротермический;
- конверторный.
Сталь марки 09Г2С оказывается отличным материалом для изготовления деталей и конструкций, работающих при низких температурах и одновременно обладающих высокими прочностными и пластичными свойствами, а низкая стоимость сборочных работ еще больше укрепляет позиции этой марки стали на современном рынке спроса и предложения.
