10г2 гост на сталь
Обновлено: 17.05.2024
Расшифровка марки стали 10: цифра 10 означает, что это конструкционная сталь и в среднем в марке содержится 0,10% углерода, а остальные примеси незначительны.
Особенности конструкционной стали марки 10: среди различных методов механико-термической обработки, направленных на получение оптимальной субструктуры, обеспечивающей повышение сопротивления ползучести и жаропрочности металлов и сплавов, наибольший эффект улучшения свойств железа и стали получен в результате так называемой многократной механико-термической обработки (ММТО). Последняя заключается в многократном деформировании металла растяжением на полную длину площадки текучести, чередующемся со старением при 100-200° С (для железа и его сплавов). ММТО снижает скорость ползучести стали 10 при 400° С на несколько порядков и значительно повышает кратковременную прочность (предел текучести в 2,5 раза, предел прочности на 65-70%) в сравнении с отожженным состоянием.
Наблюдаемые эффекты авторы объясняют созданием в результате ММТО стабильной дислокационной структуры благодаря последовательному блокированию атмосферами Коттрелла приграничных дислокационных скоплений высокой плотности, возникающих после каждого цикла обработки.
В связи с эффективным влиянием ММТО на сопротивление ползучести и механические свойства ОЦК металлов было исследовано изменение сопротивления микропластическим деформациям углеродистой стали после этой обработки.
ММТО проводили на цилиндрических образцах при растяжении и сжатии, а также при растяжении на листовых образцах толщиной 0,5 мм. Из последних затем вырезали образцы для релаксационных испытаний при чистом изгибе. Помимо режима ММТО с промежуточным старением при 200° С в качестве оптимального, была исследована эффективность ММТО с дополнительным дорекристаллизационным отжигом при различных температурах.
В сравнении с исходным состоянием после трехкратной деформации на площадке текучести с промежуточным старением при 200° С существенно повышаются предел упругости и предел текучести (до 60%) при незначительном увеличении предела прочности (на 6%).
Наибольшее повышение предела упругости наблюдается после дополнительного отжига образцов при 300° С (для стали 10) и 370° С (для стали 35). При этом предел упругости возрастает почти в 2 раза по сравнению со значениями после ММТО. Пределы текучести и прочности не изменяются. Повышение температуры дополнительного отжига после ММТО до 500° С приводит к понижению предела упругости в сравнении с оптимальными значениями.
Исследование релаксационной стойкости методом свободного изгиба показало, что образцы, подвергнутые ММТО, обладают более низкой релаксационной стойкостью при 150° С, чем в исходном состоянии (после отжига). Дополнительный отжиг образцов после ММТО при 300-500° С позволяет резко повысить релаксационную стойкость сталей 10 и 35. Падение напряжений в образцах за 3000 ч после дополнительного отжига при 400° С для стали 10 и при 500° С для стали 35 уменьшается в 10-30 раз в сравнении с образцами после ММТО без дополнительного отжига. При этом максимальная релаксационная стойкость получена при несколько более высоких температурах дополнительного отжига после ММТО, чем максимальные значения предела упругости.
Полученные экспериментальные данные позволяют предположить, что низкая релаксационная стойкость образцов после ММТО связана с недостаточной стабильностью тонкой структуры металла. Дополнительный дорекристаллизационный отжиг после ММТО позволяет более полно стабилизировать структуру и, таким образом, резко повысить сопротивление металла микропластическим деформациям при кратковременном и длительном нагружениях.
Исследование амплитудно-зависимого внутреннего трения подтвердило это предположение.
После дополнительного отжига понижается фон внутреннего трения и величина критической амплитуды. Для стали 10 величина последней составляет:
Более низкий фон внутреннего трения и большая величина критической амплитуды деформации после дополнительного отжига образцов свидетельствуют о том, что получена более стабильная дислокационная структура, чем после ММТО (без дополнительного отжига).
Известно, что при деформационном упрочнении металлов проявляется эффект Баушингера, заключающийся в снижении сопротивления течению при перемене направления деформирования.
Для оценки зависимости свойств от направления деформации в процессе ММТО были исследованы свойства углеродистой стали при растяжении после упрочнения как растяжением, так и сжатием, т. е. испытания образцов проводили в направлении, соответствующем и противоположном деформированию при упрочнении.
Полученные экспериментальные данные свидетельствуют о сильной зависимости свойств образцов сталей 35 и 10 после ММТО от соответствия направлений деформаций при упрочнении и испытании. После трехкратной деформации растяжением на площадке текучести с промежуточным старением при 200° С пределы упругости и текучести возрастают более чем в 1,5 раза в сравнении с исходным состоянием. После трехкратной деформации сжатием также с промежуточным старением при 200° С предел упругости и механические свойства образцов из стали 35 практически остаются без изменения, а предел упругости образцов из стали 10 понижается в сравнении с исходным состоянием.
Промежуточное старение при ММТО (при 200° С) мало изменяет указанную зависимость свойств от соответствия направлений деформаций при упрочнении и испытании. Эта зависимость одинаково четко проявляется на образцах после трехкратной деформации без промежуточного старения и с промежуточным старением.
Проведение дополнительного отжига после ММТО, стабилизируя тонкую структуру, а также снимая локальные перенапряжения в микрообъемах и их направленность, частично ликвидирует указанную зависимость свойств от соответствия направлений деформаций при упрочнении и испытании. В связи с этим после упрочнения при ММТО с дополнительным отжигом значительно повышаются предел упругости и релаксационная стойкость в сравнении с образцами без дополнительного отжига.
Таким образом, исследования показали, что посредством ММТО можно значительно повысить сопротивление стали микропластическим деформациям при кратковременном и длительном нагружениях. Однако в отличие от режима ММТО, являющегося оптимальным для повышения характеристик жаропрочности, усталости и статической прочности, режим ММТО для повышения сопротивления микропластическим деформациям должен быть откорректирован в направлении дальнейшего повышения степени стабильности структуры металла. В частности, для сталей 10 и 35 проведение после ММТО дополнительного отжига при 300-500° С позволяет более полно стабилизировать тонкую структуру и значительно повысить характеристики сопротивления микропластическим деформациям металла.
По-видимому, для получения высоких показателей сопротивления микропластическим деформациям недостаточно обеспечить только блокирование дислокационных скоплений, возникающих при ММТО с промежуточным старением при 100-200° С, а необходимо произвести перераспределение дислокаций в этих скоплениях в энергетически более выгодные положения посредством более полного отдыха.
| Краткие обозначения: | ||||
| σв | - временное сопротивление разрыву (предел прочности при растяжении), МПа | ε | - относительная осадка при появлении первой трещины, % | |
| σ0,05 | - предел упругости, МПа | Jк | - предел прочности при кручении, максимальное касательное напряжение, МПа | |
| σ0,2 | - предел текучести условный, МПа | σизг | - предел прочности при изгибе, МПа | |
| δ5,δ4,δ10 | - относительное удлинение после разрыва, % | σ-1 | - предел выносливости при испытании на изгиб с симметричным циклом нагружения, МПа | |
| σсж0,05 и σсж | - предел текучести при сжатии, МПа | J-1 | - предел выносливости при испытание на кручение с симметричным циклом нагружения, МПа | |
| ν | - относительный сдвиг, % | n | - количество циклов нагружения | |
| s в | - предел кратковременной прочности, МПа | R и ρ | - удельное электросопротивление, Ом·м | |
| ψ | - относительное сужение, % | E | - модуль упругости нормальный, ГПа | |
| KCU и KCV | - ударная вязкость, определенная на образце с концентраторами соответственно вида U и V, Дж/см 2 | T | - температура, при которой получены свойства, Град | |
| s T | - предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), МПа | l и λ | - коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала), Вт/(м·°С) | |
| HB | - твердость по Бринеллю | C | - удельная теплоемкость материала (диапазон 20 o - T ), [Дж/(кг·град)] | |
| HV | - твердость по Виккерсу | pn и r | - плотность кг/м 3 | |
| HRCэ | - твердость по Роквеллу, шкала С | а | - коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20 o - T ), 1/°С | |
| HRB | - твердость по Роквеллу, шкала В | σ t Т | - предел длительной прочности, МПа | |
| HSD | - твердость по Шору | G | - модуль упругости при сдвиге кручением, ГПа | |
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
Сталь 10 конструкционная углеродистая качественная
Цифра 10 обозначает, что среднее содержание углерода в стали составляет 0,10%.
Вид поставки
- Сортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 1050-88, ГОСТ 2590-88, ГОСТ 2591-88, ГОСТ 2879-88, ГОСТ 8509-93, ГОСТ 8510-86, ГОСТ 8240-89, ГОСТ 8239-89.
- Калиброванный пруток ГОСТ 10702-78, ГОСТ 7417-75, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78.
- Шлифованный пруток и серебрянка ГОСТ 10702-78, ГОСТ 14955-77.
- Лист толстый ГОСТ 1577-93, ГОСТ 19903-74.
- Лист тонкий ГОСТ 16523-89.
- Лента ГОСТ 6009-74. ГОСТ 10234-77.
- Полоса ГОСТ 1577-93, ГОСТ 103-76, ГОСТ 82-70.
- Проволока ГОСТ 17305-91, ГОСТ 5663-79.
- Трубы ГОСТ 8731-74, ГОСТ 8732-78, ГОСТ 8733-74, ГОСТ 8734-75, ГОСТ 10705-80, ГОСТ 10704-91, ГОСТ 1060-83, ГОСТ 5654-76, ГОСТ 550-75.
Характеристики и описание
Сталь 10 относится к конструкционным малоуглеродистым нелегированным качественным сталям и характеризуется высокими пластическими свойствами и применяется преимущественно для изготовления изделий холодной штамповкой, высадкой и волочением.
Для повышения прочности и улучшения обрабатываемости низкоуглеродистая сталь марок 10 подвергается нормализации с температуры 930-950° С.
Назначение
Детали, работающие при температуре от -40 до 450 °С, к которым предъявляются требования высокой пластичности. После ХТО — детали с высокой поверхностной твердостью при невысокой прочности сердцевины.
Температура критических точек, °С
Химический состав, % (ГОСТ 1050-88)
| C | Si | Mn | Cr | S | Р | Cu | Ni | As |
| не более | ||||||||
| 0,07-0,14 | 0,17-0,37 | 0,35-0,65 | 0,15 | 0,04 | 0,035 | 0,25 | 0,25 | 0,08 |
Химический состав, % (ГОСТ 1050-2013)
| Марка стали | Массовая доля элементов, % | |||||||
| C | Si | Mn | P | S | Cr | Ni | Cu | |
| не более | ||||||||
| 10 | 0,07-0,14 | 0,17-0,37 | 0,35-0,65 | 0,030 | 0,035 | 0,15 | 0,30 | 0,30 |
Износостойкость цементованной стали 10
| Характеристика термической обработки | Твердость по Виккерсу HV | Износ, мг | |
| образца | бронзового вкладыша | ||
| Цементация на глубину 1,5 мм, закалка при 780°С, отпуск при 170°С | 782 | 4,0 | 3,0 |
Механические свойства
Механические свойства при повышенных температурах
| tисп., °С | σ0,2, МПа | σв, МПа | δ5, % | Ψ, % | KCU, Дж/см 2 |
| 20 | 260 | 420 | 32 | 69 | 221 |
| 200 | 220 | 485 | 20 | 55 | 176 |
| 300 | 175 | 515 | 23 | 55 | 142 |
| 400 | 170 | 355 | 24 | 70 | 98 |
| 500 | 160 | 255 | 19 | 63 | 78 |
ПРИМЕЧАНИЕ. Нормализация при 900-920 °С, охл. на воздухе.
Предел выносливости
ПРИМЕЧАНИЕ. σ 400 1/1000 = 108 МПа, σ 400 1/100000 = 78 МПа, σ 450 1/10000 = 69 МПа, σ 450 1/100000 = 44 МПа
Ударная вязкость KCU
ПРИМЕЧАНИЕ. Пруток диаметром 35 мм.
Технологические свойства
Температура ковки, °С: начала 1300, конца 700. Охлаждение на воздухе.
Свариваемость — сваривается без ограничений, кроме деталей после химикотермической обработки. Способы сварки: РДС, АДС под флюсом и газовой защитой, КТС.
Обрабатываемость резанием — Kv тв.спл = 2,1 и Kv б.ст. = 1,6 в горячекатаном состоянии при НВ 99-107 и σв = 450 МПа.
Флокеночувствительность — не чувствительна.
Склонность к отпускной хрупкости — не склонна.
Сталь 10Г2 конструкционная легированная
Марганцевая цементуемая сталь марки 10Г2 высокой пластичности применяется для изготовления из труб, листа, проката и поковок различных деталей машиностроения, а также деталей и элементов сварных конструкций в состоянии поставки или после нормализации.
Сталь хорошо деформируется в холодном и горяем состояниях, обладает отличной свариваемостью; склонна к отпускной хрупкости.
Сталь 10Г2 применяется для изготовления:
- Патрубков,
- змеевиков,
- трубных пучков,
- крепежных деталей,
- фланцев,
- трубных решеток,
- штуцеров,
- других деталей, работающих при температурах до -70°C под давлением в нефтеперерабатывающей промышленности, а также сварные (толщиной менее 4 мм) и штампованные детали.
Температура критических точек, °С [1]
Химический состав, % (ГОСТ 4543-71)
| C | Mn | Si | P | S | Cu | Ni | Cr |
| не более | |||||||
| 0,07-0,15 | 0,17-0,37 | 1,2-1,6 | 0,035 | 0,035 | 0,30 | 0,30 | 0,30 |
Условия применения стали 10Г2 для корпусов, крышек, фланцев, мембран и узла затвора, изготовленных из проката, поковок (штамповок) (ГОСТ 33260-2015)
| Материал | НД на поставку | Температура рабочей среды (стенки), °C | Дополнительные указания по применению | |
| Наименование | Марка | |||
| Сталь легированная конструкционная | 10Г2 ГОСТ 4543 | Поковки ГОСТ 8479 | От -70 до 475 | Для сварных узлов арматуры, эксплуатируемой в макроклиматическом районе с холодным климатом, с обязательным испытанием на ударный изгиб при температуре ниже минус 50°C до минус 70°C, при этом KCU ≥ 300 кДж/м 2 (3,0 кгс*м/см 2 ) или KCV ≥ 250 кДж/м 2 (2,5 кгс*м/см 2 ) |
| Сортовой прокат ГОСТ 4543 | ||||
| Трубы ГОСТ 550 гр.А и В, ГОСТ 8733 гр.В, ГОСТ 8731 гр.В | Для труб ГОСТ 550 дополнительное испытание при температуре ниже минус 50°C до минус 70°C при толщине стенки более 12 мм, при этом KCU ≥ 300 кДж/м 2 (3,0 кгс*м/см 2 ) или KCV ≥ 250 кДж/м 2 (2,5 кгс*м/см 2 ) | |||
Условия применения стали 10Г2 для крепежных деталей арматуры (ГОСТ 33260-2015)
| Марка материала | Стандарт или технические условия на материал | Параметры применения | |||||
| Болты, шпильки, винты | Гайки | Плоские шайбы | |||||
| Температура среды, °C | Давление номинальное Pn, МПа(кгс/см 2 ) | Температура среды, °C | Давление номинальное Pn, МПа(кгс/см 2 ) | Температура среды, °C | Давление номинальное Pn, МПа(кгс/см 2 ) | ||
| 10Г2 | ГОСТ 4543 | От -70 до 425 | 20 (200) | От -70 до 425 | 20 (200) | От -70 до 425 | Не регламен- тируется |
Максимально допустимые температуры применения стали 10Г2 в средах, содержащих аммиак (ГОСТ 33260-2015)
ПРИМЕЧАНИЕ. Условия применения установлены для скорости коррозии азотного слоя не более 0,5 мм/год.
Максимально допустимая температура применения сталей в водородосодержащих средах (ГОСТ 33260-2015)
| Марка стали | Температура, °C, при парциальном давлении водорода, PH2, МПа (кгс/см 2 ) | ||||||
| 1,5(15) | 2,5(25) | 5(50) | 10(100) | 20(200) | 30(300) | 40(400) | |
| 10Г2 | 290 | 280 | 260 | 230 | 210 | 200 | 190 |
- Параметры применения стали 10Г2, указанные в таблице, относятся также к сварным соединениям.
- Парциальное давление водорода рассчитывается по формуле:
PH2 = (C*Pp)/100, где
C — процентное содержание H2 в системе;
PH2— парциальное давление H2;
Pp— рабочее давление в системе.Б.
Механические свойства термически обработанной цементуемой легированной стали 10Г2 [2]
Влияние температуры испытания на механические свойства легированной цементуемой стали 10Г2 [2]
| Марка стали | Режим термическое обработки | Температура испытания, °C | σТ кгс/мм 2 | σв кгс/мм 2 | δ5, % | ψ, % | aH, кгс*м/см 2 |
| 10Г2 | Нормализация при 900 °C | 20 | 28 | 47 | 31 | — | — |
| 400 | 23 | 40 | 27 | — | — | ||
| 450 | 20 | 36 | 30 | — | — | ||
| 500 | 18 | 30 | — | — | — | ||
| 600 | 12 | 16 | 36 | — | — |
Влияние температуры отпуска на механические свойства легированной цементуемой стали 10Г2 [2]
| Марка стали | Режим термической стали обработки | Температура отпуска, °C | σТ кгс/мм 2 | σв кгс/мм 2 | δ5, % | ψ, % | aH, кгс*м/см 2 | Твердость HB (HRC) |
| 10Г2 | Закалка c 820°C в воде | 300 | — | 113 | 4 | 50 | — | 300 |
| 400 | 96 | 100 | 5 | 52 | — | 266 | ||
| 500 | 83 | 87 | 9 | 55 | — | 230 | ||
| 600 | 66 | 71 | 12 | 63 | — | 206 | ||
| 700 | 44 | 60 | 20 | 61 | — | 164 | ||
| Закалка c 850°C в воде | 300 | — | 95 | 7 | 52 | — | 295 | |
| 400 | 88 | 92 | 6 | 55 | — | 282 | ||
| 500 | 84 | 82 | 11 | 60 | — | 215 | ||
| 600 | 61 | 68 | 11 | 60 | — | 215 | ||
| 700 | 42 | 60 | 22 | 69 | — | 170 | ||
| Закалка c 880°C в воде | 300 | 113 | 115 | 4 | 53 | — | 314 | |
| 400 | 97 | 101 | 6 | 56 | — | 252 | ||
| 500 | 81 | 87 | 13 | 58 | — | 246 | ||
| 600 | 67 | 73 | — | 63 | — | 193 | ||
| 700 | 44 | 59 | 22 | 69 | — | 170 | ||
| Закалка c 820°C в воде | 300 | 77 | 88 | 4 | 59 | — | 217 | |
| 400 | 57 | 74 | 5 | 61 | — | 200 | ||
| 500 | 69 | 76 | 10 | 59 | — | 186 | ||
| 600 | 58 | 66 | 12 | 63 | — | 170 | ||
| 700 | 41 | 56 | 20 | 68 | — | 160 | ||
| Закалка c 850°C в воде | 300 | 85 | 91 | 5 | 51 | — | 292 | |
| 400 | 81 | 83 | 7 | 61 | — | 252 | ||
| 500 | 67 | 77 | 14 | 59 | — | 230 | ||
| 600 | 62 | 69 | 19 | 62 | — | 183 | ||
| 700 | 43 | 55 | 22 | 72 | — | 162 | ||
| Закалка c 880°C в воде | 300 | 93 | 100 | 6 | 54 | — | 229 | |
| 400 | 92 | 95 | 8 | 56 | — | 229 | ||
| 500 | 76 | 82 | 11 | 62 | — | 200 | ||
| 600 | 61 | 71 | 20 | 68 | — | 180 | ||
| 700 | 43 | 58 | 22 | 65 | — | 167 |
Влияние термической обработки на предел выносливости легированной цементуемой стали 10Г2 [2]
| Марка стали | Режим термической обработки | σ-1кгс/мм 2 | σвкгс/мм 2 |
| 10Г2 | Нормализация при 880°C | 29 | 60 |
| ГОСТ | Состояние поставки | Сечение, мм | КП | σ0,2, МПа | σв, МПа | δ5, % | ψ, % | KCU, Дж/см 2 | Твердость НВ, не более |
| не менее | |||||||||
| ГОСТ 4543-71 | Пруток. Нормализация при 920 °С | 25 | — | 245 | 420 | 22 | 50 | — | — |
| ГОСТ 3479-70 | Поковка. Нормализация | До 100 | 215 | 215 | 430 | 24 | 53 | 54 | 123-167 |
| 100-300 | 430 | 20 | 48 | 49 | |||||
| 300-500 | 430 | 18 | 40 | 44 | |||||
| ГОСТ 8731-74 | Труба бесшовная горячедеформированная термообработанная | — | — | 265 | 470 | 21 | — | — | 197 |
| ГОСТ 8733-74 | Труба бесшовная холодно- и теплодеформированная термообработанная | — | — | 245 | 420 | 22 | — | — | 197 |
Механические свойства при повышенных температурах [2]
| tисп, °С | σ0,2, МПа | σв, МПа | δ, % |
| 20 | 265 | 460 | 31 |
| 400 | 225 | 390 | 27 |
| 500 | 175 | 295 | — |
| 600 | 115 | 160 | 36 |
ПРИМЕЧАНИЕ. Нормализация при 900 °С, охл. на воздухе.
Ударная вязкость KCU [3]
| Термообработка | KCU, Дж/см 2 , при температуре, °С | ||
| +20 | -40 | -70 | |
| Лист толщиной 10 мм: | |||
| в состоянии поставки | 86-98 | 70-88 | 41-50 |
| отжиг при 900 °С | 280 | 153 | 117 |
| нормализация при 900 °С | 364 | 276 | 185 |
| закалка с 900 °С; отпуск при 500°С | 321 | 304 | 211 |
ПРИМЕЧАНИЕ. σ 425 1/10000 = 137 МПа; σ 485 1/10000 = 69 МПа; σ 550 1/10000 = 26 МПа.
1. МАРКИ
1.1. В зависимости от основного назначения и легирования сталь разделяется на группы:
А - сталь для металлических конструкций:
марганцовистая - 14Г, 19Г, 09Г2, 14Г2, 18Г2;
крешкемарганцовая - 12ГС, 16ГС, 17ГС, 09Г2С, 10Г2С1;
хромокремненикелевая с медью-15ХСНД, 10ХСНД.
Б - сталь для армирования железобетонных конструкций:
кремнемарганцовая - 35ГС, 18Г2С, 25Г2С;
хромомарганцовая с цирконием - 20ХГ2Ц;
1.2. Химический состав стали должен соответствовать нормам, указанным в табл. 1.
Химический состав в %
А. Сталь для металлических конструкций
Ванадий 0,05 - 0,10
Б. Сталь для армирования железобетонных конструкций
Цирконий 0,07 - 0,14
1. В обозначении марок стали двузначные цифры слева указывают (приблизительно) содержание углерода в сотых долях процента. Буквы справа от цифр обозначают: Г - марганец, С - кремний, X - хром, Н - никель, Д - медь, Ц - цирконий, Ф - ванадий. Цифры после букв указывают (приблизительно) процентное содержание соответствующего элемента в целых единицах.
2. Допускается технологическая добавка в стали титана из расчета его содержания в готовом прокате 0,01 - 0,03 %. В стали марки 80С технологическая добавка титана является обязательной из расчета его содержания в готовом прокате до 0,04 %.
1.3. В сталях группы А содержание фосфора должно быть не более 0,035 %, серы - не более 0,040 %.
В сталях группы Б содержание фосфора должно быть не более 0,040 %, серы - не более 0,045 %.
По требованию потребителя в стали группы А содержание серы должно быть не более 0,035 %.
1.4. По требованию заказчика, а также в случае применения при выплавке природно-легированных медью руд, стали марок 09Г2, 09Г2С, 10Г2С1 и 15ГФ поставляются с содержанием меди 0,15 - 0,30 %. В этом случае в наименование марки стали добавляется буква Д, а нормы механических свойств устанавливаются в соответствии с табл. 3.
При поставке стали марки 10Г2С1 с гарантированным содержанием меди допускается содержание кремния от 0,8 до 1,1 %.
1.5. По соглашению сторон в стали марки 14ХГС содержание марганца может быть снижено до 0,8 % и хрома до 0,40 %.
1.6. Содержание мышьяка в стали не должно превышать 0,08 %.
При выплавке стали из керченских руд допускается содержание мышьяка до 0,15 % при соответствующем снижении содержания фосфора на 0,005 % против установленной нормы.
1.7. В готовом прокате при условии обеспечения механических свойств стали допускаются отклонения по химическому составу, указанные в табл. 2.
Примечание . Сталь, имеющая иные отклонения по легирующим элементам (кремнию, марганцу, хрому, никелю, меди, ванадию, цирконию), может поставляться только с согласия заказчика.
2. ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ
2.1. По форме, размерам, допускаемым отклонениям и состоянию поверхности сталь должна соответствовать:
группы А по размерам - ГОСТ 2590-71, ГОСТ 2591-71, ГОСТ 5681-57, ГОСТ 82-70, ГОСТ 8239-72, ГОСТ 8240-72, ГОСТ 8509-72 и другим стандартам на сортаменты фасонных профилей;
по поверхности - ГОСТ 535-58 и ГОСТ 500-58;
2.2. Сталь поставляется без термообработки или в термически обработанном состоянии.
2.3. В стали, предназначенной для сварных конструкций, свариваемость гарантируется технологией изготовления и химическим составом стали.
2.4. Механические свойства стали (при растяжении) в состоянии поставки и ударная вязкость должны соответствовать указанным в табл. 3.
Толщина проката в мм
Испытание на загиб в холодном состоянии:
с - толщина оправки;
а - толщина проката;
d - диаметр стержня
Ударная вязкость ан в кгс · м/см 2
Временное сопротивление разрыву s в в кгс/мм 2
Предел текучести s т в кгс/мм 2
Относительное удлинение δ5 в %
180° с = 2а
180° с = а
90° с = 3d
45° с = 5d
1. По требованию потребителя для сталей группы А производится испытание относительного удлинения на образцах десятикратной длины. В этом случае нормы относительного удлинения, указанные в табл. 3, понижаются на 3 % (абс).
2. Механические свойства сталей марок 14ХГС и 18Г2 всех толщин, марки 09Г2 толщиной 21 - 32 мм и марки 10ХСНД толщиной более 15 мм относятся к стали в термически обработанном состоянии.
3. Сталь всех марок, которая испытывается на ударную вязкость при температуре минус 70 °С, поставляется в нормализованном или улучшенном состоянии. Допускается проведение нормализации или другого вида термической обработки и в других случаях для стали марок группы А.
4. Ударная вязкость стали марок 09Г2 и 15ХСНД толщиной 5 - 10 мм при температуре минус 40 °С должна быть не менее 4 кгс · м/см 2 .
5. Фасонную сталь марок 09Г2, 09Г2С, 10ХСНД и 14Г2 толщиной 11 мм и менее допускается поставлять без термической обработки, при этом ударная вязкость при температуре минус 70 °С должна быть не менее 3 кгс · м/см 2 .
(Измененная редакция - «Информ. указатель стандартов» № 5 1972 г.).
2.5. Сталь марки 17ГС, поставляемая в термообработанном состоянии при толщине проката 11 - 20 мм, должна иметь ударную вязкость при температуре минус 40 °С не менее 4 кгс · м/см 2 .
2.6. По требованию потребителя сталь марок 14Г, 19Г, 18Г2 и 14ХГС поставляется в листах толщиной 11 мм с нормами механических свойств, указанными в табл. 3.
а) нормальной температуре (+20 °С) и одной минусовой температуре;
б) нормальной температуре (+20 °С) и после механического старения;
в) одной минусовой температуре и после механического старения;
г) одной из указанных температур (+20; -40 и -70 °С) или после механического старения.
Минимальное значение ударной вязкости при температуре +20 °С после механического старения должно быть не менее 3 кгс · м/см 2 .
2.8 По требованию заказчика сталь марок, указанных в табл. 4, должна поставляться в термически улучшенном состоянии (после закалки и отпуска), при этом нормы механических свойств стали должны соответствовать этой таблице.
Сталь марки 10Г2
Электрошлаковая сварка стали марки 10Г2 (и похожих): в целях уменьшения разупрочнения электрошлаковую сварку термоупрочненных сталей необходимо осуществлять с сопутствующим охлаждением. При этом благодаря высокой скорости охлаждения соединения уменьшается количество феррита, возрастает содержание перлита и бейнита в структуре, и, как следствие, разупрочнение практически предотвращается либо заметно уменьшается - до 5-10% (рисунок ниже).
Влияние режимов и приемов сварки на стойкость соединений против хрупкого разрушения. Структура и свойства металла в зоне термического влияния в значительной степени определяются термическим циклом сварки. Изменяя его, можно в известной степени регулировать структуру металла шва и околошовной зоны. С увеличением скорости нагрева повышаются температура начала интенсивного роста зерна и критические точки фазовых превращений, замедляется растворение сегрегатов и карбидов. С уменьшением длительности перегрева замедляется рост зерна и уменьшается химическая неоднородность, с увеличением скорости охлаждения измельчается вторичная структура металла в околошовной зоне.
Правильно найденные режимы и приемы электрошлаковой сварки ослабляют перегрев металла и позволяют в ряде случаев отказаться от последующей нормализации.
Для повышения стойкости против хрупкого разрушения соединений из термоупрочненных и других низколегированных сталей, не склонных к образованию закалочных структур и холодных трещин, можно использовать способ электрошлаковой сварки с сопутствующим охлаждением. Весьма эффективен этот способ при выполнении комбинированного шва, в котором дуговой автоматической сваркой выполняют подварочный шов. В процессе электрошлаковой сварки подварочный шов охлаждают ниже уровня шлаковой ванны.
Сопутствующее охлаждение уменьшает время пребывания металла зоны термического влияния при температурах выше критической точки Ас3 и во много раз увеличивает скорость его охлаждения, в результате чего улучшается первичная и вторичная структуры металла шва и участка перегрева и повышается их ударная вязкость.
Типичный режим электрошлаковой сварки с сопутствующим охлаждением приведен в табл. 9.15 (на одном рисунке первая часть таблицы, на другом вторая часть), режим № 2, а свойства сварных соединений - в табл. 9.16. С применением указанного способа сварки возможно изготовление без последующей нормализации конструкций из сталей 16ГС, 09Г2С, 10Г2ФР, 14Х2ГМР, работающих под давлением и при температурах до -40 -50° С.
Благодаря введению ППМ повышается скорость сварки и снижается погонная энергия, увеличивается скорость нагрева и сокращается длительность перегрева металла в зоне термического влияния, повышается ударная вязкость различных участков соединений при температурах не ниже -40° С (табл. 9.15 и 9.16).
Можно использовать и способ сварки, при котором теплота выделяется в зонах с максимальным теплоотводом - вблизи формирующих устройств. Для этого увеличивают скорость поперечных перемещений электродной проволоки (до 75-240 м/ч) и времени выдержки ееу ползунов (до 6-15 с). При использовании двух электродов их располагают у ползунов неподвижно (режимы №5-8, табл. 9.15). При этом способе электрошлаковой сварки удается усилить теплоотвод в формирующие устройства и уменьшить глубину металлической ванны. Возможно даже появление характерного перегиба формы металлической ванны, когда максимальная ее глубина смещается к кромкам (рис. 9.12, з). Допустимая скорость сварки повышается в 1,5-2 раза. Целесообразно сочетать этот прием с уменьшением сварочного зазора до 16 мм. Наиболее надежно в этом случае производить сварку электродной проволокой диаметром 5мм, подаваемой системой роликов, не вводимых в зазор.
Для повышения свойств металла шва при сварке с преимущественным выделением теплоты у ползунов необходимо применять безокислительные флюсы высокой электропроводимости, позволяющие вести стабильный электрошлаковый процесс при узких сварочных зазорах (16-18 мм) и мелких шлаковых ваннах (10 - 20 мм). Последнее весьма важно с практической точки зрения: флюсы высокой электропроводимости обычно жидкотекучи, а малые объемы шлаковой ванны сравнительно просто удерживают в зазоре ползунами небольшого размера. Сокращение объемов шлаковой и металлической ванн, повышение концентрации нагрева улучшают условия кристаллизации и измельчают структуру металла шва. Вследствие применения фторидных флюсов увеличивается его чистота по вредным примесям и газам.
Целям повышения качества соединений служат и другие технологические приемы - сварка с удлиненным вылетом электрода и дозированной подачей мощности, с использованием ультразвука, электромагнитных воздействий и т. д. Степень улучшения свойств соединений при применении всех рассмотренных приемов сварки в значительной мере зависит от склонности стали к перегреву и толщины свариваемого металла.
Наибольший эффект достигается при сварке металла сравнительно небольшой толщины (до 60 мм).
Читайте также: