Сталь 09г2с твердость в состоянии поставки
Обновлено: 28.04.2024
Описание стали 09Г2С: Чаще всего прокат из данной марки стали используется для разнообразных строительных конструкций благодаря высокой механической прочности, что позволяет использовать более тонкие элементы чем при использовании других сталей. Устойчивость свойств в широком температурном диапазоне позволяет применять детали из этой марки в диапазоне температур от -70 до +450 С. Также легкая свариваемость позволяет изготавливать из листового проката этой марки сложные конструкции для химической, нефтяной, строительной, судостроительной и других отраслей. Применяя закалку и отпуск изготавливают качественную трубопроводную арматуру. Высокая механическая устойчивость к низким температурам также позволяет с успехом применять трубы из 09Г2С на севере страны.
Также марка широко используется для сварных конструкций. Сварка может производиться как без подогрева, так и с предварительным подогревом до 100-120 С. Так как углерода в стали мало, то сварка ее довольно проста, причем сталь не закаливается и не перегревается в процессе сварки, благодаря чему не происходит снижение пластических свойств или увеличение ее зернистости. К плюсам применения этой стали можно отнести также, что она не склонна к отпускной хрупкости и ее вязкость не снижается после отпуска. Вышеприведенными свойствами объясняется удобство использования 09Г2С от других сталей с большим содержанием углерода или присадок, которые хуже варятся и меняют свойства после термообработки. Для сварки 09Г2С можно применять любые электроды, предназначенные для низколегированных и малоуглеродистых сталей, например Э42А и Э50А. Если свариваются листы толщиной до 40 мм, то сварка производится без разделки кромок. При использовании многослойной сварки применяют каскадную сварку с током силой 40-50 Ампер на 1 мм электрода, чтобы предотвратить перегрев места сварки. После сварки рекомендуется прогреть изделие до 650 С, далее продержать при этой же температуре 1 час на каждые 25 мм толщины проката, после чего изделие охлаждают на воздухе или в горячей воде – благодаря этому в сваренном изделии повышается твердость шва и устраняются зоны напряженности.
Свойства стали 09Г2С: сталь 09Г2 после обработки на двухфазную структуру имеет повышенный предел выносливости; одновременно примерно в 3—3,5 раза увеличивается число циклов до разрушения в области малоцикловой усталости.
Упрочнение ДФМС(дфухфазные ферритно-мартенситные стали) создают участки мартенсита: каждый 1 % мартенситной составляющей в структуре повышает временное сопротивление разрыву примерно на 10 МПа независимо от прочности и геометрии мартенситной фазы. Разобщенность мелких участков мартенсита и высокая пластичность феррита значительно облегчают начальную пластическую деформацию. Характерный признак ферритно-мартенситных сталей — отсутствие на диаграмме растяжения плошадки текучести. При одинаковом значении общего (δобщ) и равномерного (δр) удлинения ДФМС обладают большей прочностью и более низким отношением σ0,2/σв (0,4—0,6), чем обычные низколегированные стали. При этом сопротивление малым пластическим деформациям (σ0,2) у ДФМС ниже, чем у сталей с ферритно-перлитной структурой.
При всех уровнях прочности все показатели технологической пластичности ДФМС (σ0,2/σв, δр, δобщ, вытяжка по Эриксену, прогиб, высота стаканчика и т. д.), кроме раздачи отверстия, превосходят аналогичные показатели обычных сталей.
Повышенная технологическая пластичность ДФМС позволяет применять их для листовой штамповки деталей достаточно сложной конфигурации, что является преимуществом этих сталей перед другими высокопрочными сталями.
Сопротивление коррозии ДФМС находится на уровне сопротивления коррозии сталей для глубокой вытяжки.
ДФМС удовлетворительно свариваются методом точечной сварки. Предел выносливости при знакопеременном изгибе составляет для сварного шва и основного металла (σв = 550 МПа) соответственно 317 и 350 МПа, т. е. 50 и 60 % ов основного металла.
В случае применения ДФМС для деталей массивных сечений, когда необходимо обеспечить достаточную прокаливаемость, целесообразно использовать составы с повышенным содержанием марганца или с добавками хрома, бора и т. д.
Экономическая эффективность применения ДФМС, которые дороже низкоуглеродистых сталей, определяется экономией массы деталей (на 20—25%). Применение ДФМС в некоторых случаях позволяет исключить упрочняющую термическую обработку деталей, например высокопрочных крепежный изделий, получаемых методом холодной высадки.
| 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 | |
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
Сравнение сталей 09г2с и 20
Стали марок 09г2с и 20 являются наиболее востребованными в производстве металлоконструкций и трубопроводной арматуры на российском рынке. Это связано с отличными техническими свойствами данных материалов. Они легко свариваются и подходят для эксплуатации в любых климатических условиях. Детали из стали этих марок используют для работы даже при критически низких отметках температуры и резких перепадах давления.
Стали 09г2с и 20 применяют в машиностроении, химической промышленности, нефтегазовой отрасли и других сферах. Из них изготавливают фитинги, трубопроводную и запорно-регулирующую арматуру, сварные и прочие конструкции.
Марки отличаются физическим и химическим содержанием. Выбор сплава зависит от рабочих условий создаваемых деталей, отраслевых стандартов, типа и агрессивности транспортируемого вещества в трубопроводе. В этой статье мы ознакомимся с подробными описаниями каждого вида стали и их отличиями, чтобы не ошибиться с выбором.
Характеристика ст.09г2с
Марка 09г2с — это конструкционная низколегированная сталь. Этот металл используют для производства деталей, механизмов и конструкций в автомобилестроении и строительстве.
Расшифровка химического состава:
- 09 — углерод © ‒ 0,09%;
- г2 — марганец (Mn) — от 1,2% до 2%;
- с ‒ кремний(Si) ‒ до 1%.
Кроме того, в химсостав могут входить следующие легирующие элементы: никель (Ni), сера (S), азот (N), фосфор (P) и другие вещества, в процентном соотношении не превышающие отметку в 2%.
Свойства ст.09г2с:
- температурный режим: от −70 до +425 градусов;
- удельный вес — 7850 кг/м3;
- плотность примерно 7800 кг/м3, при наличии меди и кобальта она снижается, вольфрам её увеличивает;
- отсутствие деформаций;
- стойкость к переменному вектору силы;
- лёгкость сварки с предварительным прогревом и без него;
- пластичность;
- средняя теплопроводность обеспечивает равномерный прогрев и охлаждение во время транспортировки изделия;
- устойчивость к образованию флокенов и микропор;
- отсутствие отпускной хрупкости.
Область применения:
- нефтяная отрасль;
- создание технологических линий гражданского и промышленного назначения;
- газодобывающая промышленность.
Характеристика ст.20
Ст.20 является углеродистым материалом. Содержание этого элемента составляет от 0,17 до 0,24%.
В состав также входят:
- магний (Mg) — до 0,65%;
- фосфор (P) — до 0,035%;
- кремний (Si) — до 0,37%;
- прочие, в том числе вредные, компоненты — до 0,3%;
- хром
Свойства:
- твёрдость 372–412 МПа — зависит от проведения термообработки;
- предел текучести — 225–245 МПа;
- плотность зависит от количества легирующих компонентов;
- рабочая температура: от −40 до +450 градусов;
- средняя теплопроводность;
- сварка без нагрева;
- пластичность: поддается волочению, отливке, холодной и горячей деформации;
- отсутствие отпускной хрупкости;
- нечувствительность к флокенам.
Чем различаются
В чём отличие марок ст. 20 и 09г2с? Оно заключается в сфере их применения. Из-за разницы в физико-химическом составе, материалы используются в разных отраслях промышленности.
Ст. 20 применяют в нормальных температурных условиях, так как под воздействием низких показателей она становится хрупкой, а при высоких — пластичной. Кроме того, она неустойчива к большинству кислот и щелочей.
Марка 09г2с, напротив, очень стабильна при климатических колебаниях, а потому её применяют для изготовления деталей, эксплуатируемых в суровых условиях с перепадами температур.
Если говорить об экономии, то ст.20 стоит дешевле, поэтому это отличный выбор для промышленных элементов (например, отводов трубопровода), эксплуатация которых проходит в нормальном климате.
Сталь 09Г2С
Лист толстый ГОСТ 19282-73, ГОСТ 5520-79, ГОСТ 5521-76, ГОСТ 19903-74.
Лист тонкий ГОСТ 17066-80, ГОСТ 19903-74, ГОСТ 19904-74.
Полоса ГОСТ 103-76, ГОСТ 82-70.
Химический состав (по ГОСТ 19281-2014)
| Химический элемент | % |
| Углерод (C), не более | 0.12 |
| Кремний (Si) | 0.5-0.8 |
| Медь (Cu), не более | 0.30 |
| Мышьяк (As), не более | 0.08 |
| Марганец (Mn) | 1.3-1.7 |
| Никель (Ni), не более | 0.30 |
| Фосфор (P), не более | 0.035 |
| Хром (Cr), не более | 0.30 |
| Азот (N), не более | 0.008 |
| Сера (S), не более | 0.040 |
Механические свойства
| Термообработка, состояние поставки | Сечение, мм | σ0,2, МПа | σB, МПа | δ5, % | δ4, % |
| Сортовой и фасонный прокат | 345 | 490 | 21 | ||
| Листы и полосы (образцы поперечные) | 10-20 | 325 | 470 | 21 | |
| Листы и полосы (образцы поперечные) | 20-32 | 305 | 460 | 21 | |
| Листы и полосы (образцы поперечные) | 32-60 | 285 | 450 | 21 | |
| Листы и полосы (образцы поперечные) | 60-80 | 275 | 440 | 21 | |
| Листы и полосы (образцы поперечные) | 80-160 | 265 | 430 | 21 | |
| Листы после закалки, отпуска (образцы поперечные) | 10-32 | 365 | 490 | 19 | |
| Листы после закалки, отпуска (образцы поперечные) | 32-60 | 315 | 450 | 21 | |
| Листы горячекатаные | 2-3,9 | 490 | 17 |
Механические свойства при повышенных температурах
| t испытания, °C | σ0,2, МПа | σB, МПа | δ5, % | ψ, % |
| Нормализация 930-950 °С | ||||
| 20 | 300 | 460 | 31 | 63 |
| 300 | 220 | 420 | 25 | 56 |
| 475 | 180 | 360 | 34 | 67 |
Механические свойства в зависимости от температуры отпуска
| t отпуска, °С | σ0,2, МПа | σB, МПа | δ5, % | ψ, % |
| Листы толщиной 34 мм в состоянии поставки НВ 112-127 (образцы поперечные) | ||||
| 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 | |
Технологические свойства
| Температура ковки |
| Начала 1250 °C , конца 850 °C. |
| Свариваемость |
| сваривается без ограничений. Способы сварки: РДС, АДС под флюсом и газовой защитой, ЭШС. |
| Обрабатываемость резанием |
| В нормализованном, отпущенном состоянии при σB = 520 МПа Ku тв.спл. = 1,6, Ku б.ст. = 1,0. |
| Склонность к отпускной способности |
| не склонна |
| Флокеночувствительность |
| не чувствительна |
Температура критических точек
| Критическая точка | °С |
| Ac1 | 725 |
| Ac3 | 860 |
| Ar3 | 780 |
| Ar1 | 625 |
Ударная вязкость
Ударная вязкость, KCU, Дж/см 2
| Состояние поставки, термообработка | +20 | -40 | -70 |
| ГОСТ 19281-73. Сортовой и фасонный прокат сечением 5-10 мм. | 64 | 39 | 34 |
| ГОСТ 19281-73. Сортовой и фасонный прокат сечением 10-20 мм. | 59 | 34 | 29 |
| ГОСТ 19281-73. Сортовой и фасонный прокат сечением 20-100 мм. | 59 | 34 | |
| ГОСТ 19282-73. Листы и полосы сечением 5-10 мм. | 64 | 39 | 34 |
| ГОСТ 19282-73. Листы и полосы сечением 10-160 мм. | 59 | 34 | 29 |
| ГОСТ 19282-73. Листы после закалки, отпуска (Образцы поперечные) сечением 10-60 мм | 49 | 29 |
Предел выносливости
Предел текучести
| Температура испытания, °C / σ0,2 | |||
| 250 | 300 | 350 | 400 |
| 225 | 195 | 175 | 155 |
Физические свойства
| Температура испытания, °С | 20- 100 | 20- 200 | 20- 300 | 20- 400 | 20- 500 | 20- 600 | 20- 700 | 20- 800 | 20- 900 | 20- 1000 |
| Коэффициент линейного расширения (α, 10-6 1/°С) | 11.4 | 12.2 | 12.6 | 13.2 | 13.8 |
Категории стали 09Г2С
Чем отличаются категории стали 09Г2С-12, 09Г2С-14 и 09Г2С-15 , а отличие в испытаниях на ударный изгиб.
Испытания на ударный изгиб в соответствии с категориями стали (согласно ГОСТ 19281-2014)
Сравнение сталей 20 и 09г2с
Марки металла ст20 и 09г2с востребованы на рынке труб и трубопроводной арматуры. Их используют в отечественной и зарубежной промышленности для производства:
- металлопроката;
- сварных конструкций;
- отводов, опор и запорных механизмов;
- тройников и переходов.
Популярность связана с высокими эксплуатационными характеристиками, которые позволяют использовать их в регионах с критически низкими температурами наружного воздуха, в системах высокого давления и его резкими перепадами.
Несмотря на применение этих марок в одинаковых областях, их тип, отдельные химические и физические параметры различаются. Поэтому подходящий материал выбирает производитель в соответствии с техническими условиями, государственными и отраслевыми стандартами, особенностями транспортируемой рабочей среды.
Сталь 20 — характеристики
Ст20 относится к конструкционной углеродистой стали. Она пластична, ограничения по свариваемости отсутствуют. Детали производят путем волочения, отливки с дополнительной термохимической обработкой, методами горячей и холодной деформации.
Химический состав включает следующие элементы:
- содержание углерода от 0,17 до 0,24% в зависимости от исполнения;
- магний — до 0,65%, кремний — до 0,37%;
- фосфор — до 0,035%;
- другие элементы, в том числе вредные, не более 0,3%.
Легирование металла другими элементами улучшает эксплуатационные особенности материала. Например, добавление хрома объемом до 0,25% увеличивает устойчивость к влаге, поэтому металлопрокат лучше защищен от коррозии.
- Твердость материала зависит от того, была ли проведена термическая обработка. Варьируется в пределах 372–412 МПа для труб и металлопроката, предел текучести — 225–245 МПа.
- Температура эксплуатации от -40 до 450С, поэтому подходит для использования в северных районах страны.
- Обладает средней теплопроводностью, что обеспечивает оптимальную скорость нагрева и охлаждения при транспортировке продукта.
 |  |
Фотографии продукции из ст.20
Сталь 09г2с — характеристики
Расшифровка указывает на состав и особенности материала.
- 09 — объем углерода в химическом составе (0,09%);
- г2 — содержание марганца (варьируется от 1,2% до 2%);
- С — кремний, цифра в конце маркировки указывает на его количество, в данном случае меньше 1%.
Легирование стали не ограничивается этими тремя компонентами. В состав добавляют никель, серу, фосфор и другие элементы, но их содержание в сумме не больше 2%. Плотность около 7800 кг/м3, ее снижают добавлением меди или кобальта, увеличивают — вольфрамом.
Металл легко сваривается, поэтому его используют для организации технологических линий гражданского и промышленного назначения. Отличается устойчивостью к критически низким температурам (до -70С), поэтому применяется в нефтяной и газодобывающей промышленности в северных районах страны.
Химический состав и эксплуатационные свойства продукции зарубежных производителей может отличаться от действующих в России и странах СНГ, что связано с разницей в требованиях государственных стандартов.
Разница в применении
Ст20 отличается низким показателем рабочей температуры. Это значит, что металлические изделия быстро нагреваются, а их пластичность увеличивается. При сильном охлаждении, наоборот, структура становится хрупкой.
Поэтому в суровых условиях используют сталь 09г2с, которая легко поддается сварке и подходит для применения в областях, где требуется высокая износостойкость. В экономическом плане 20 дешевле, поэтому ее часто выбирают в промышленности, где не важен температурный диапазон.
© 2022 «Челябинская арматура» — Комплексные поставки трубопроводной арматуры и деталей трубопровода по России и СНГ
Сталь марки 09Г2С
Читайте также: