Сталь 10 калится или нет

Обновлено: 28.04.2024

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
  1. Параметры применения стали 10Г2, указанные в таблице, относятся также к сварным соединениям.
  2. 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

Механические свойства

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.

Сталь 10ХСНД конструкционная хромокремниеникелевая низколегированная

Сталь 10ХСНД является конструкционной хромокремниеникелевой низколегированной сталью. Расшифровка стали говорит о следующих характеристиках. Первое двузначное число указывает на примерное содержание углерода, буквы указывают на наличие химических элементов, как указывает государственный стандарт, Х – наличие хрома, С – кремния, Н – никеля и Д — меди. Выпускается подобный сплав в форме листового проката, уголка, швеллера, полосы, брусков и труб различных диаметров.

Сталь 10ХСНД

Состав и характеристики металла

Химический состав

Эта марка стали относится к категории низкоуглеродистых сталей. Государственный стандарт определяет следующий химический состав сплава. Она состоит из 96% железа, 0,12% углерода, около 1% хрома, на такие элементы как медь, кремний, марганец и никель приходится по 0,8%. Такой состав стали 10ХСНД соответствует ГОСТ.

Химический состав марки 10ХСНД

Химический состав марки 10ХСНД

Физические свойства

Основные физические свойства соответствуют установленным гостам и имеют следующие значения:

  • коэффициент линейного расширения составляет 40 Вт/(м×град);
  • модуль упругости от 1,97 МПа при температуре 100 °С, понижается до коэффициента 1,25 МПа при температуре 900 °С и более;
  • плотность сплава около 7800 кг/м 3 ;
  • удельная теплоёмкость около 500 Дж/(кг×град);
  • удельное электрическое сопротивление R×10 9 Ом.

Технологические свойства стали 10ХСНД

Технологические свойства стали 10ХСНД

Механические свойства стали 10ХСНД определяется входящими в состав сплава химическими элементами. Основные механические свойства при температуре в 20 °С находятся в пределах следующих значений:

  • ударная вязкость KCU равна 290 кДж/м 2 ;
  • предел кратковременной прочности находится в интервале от 510 до 685 МПа;
  • предел текучести равен 390 МПа;
  • относительное удлинение достигает 19%.

Механические свойства марки 10ХСНД

Механические свойства марки 10ХСНД

Все приведенные характеристики удовлетворяют требованиям, установленным ГОСТ для всего сортамента стали 10ХСНД .

К достоинствам стали 10ХСНД можно отнести:

  • устойчивость к длительному воздействию высоких и низких температур;
  • хорошие показатели прочности;
  • высокая износоустойчивость;
  • отличная свариваемость.

Способы обработки и существующие аналоги

Этот сплав достаточно легко подвергается основным способам обработки:

  • резанию;
  • сварке;
  • ковке;
  • инструментальной обработке.

Для резания, выпускаемого проката, не требуется специального прочного инструмента. Это видно из физических и механических свойств. Свариваемость такого сплава не имеет ограничений и производится всеми известными способами. Его можно подвергать ковке в интервале температур, от верхнего предела в 1200 °С до нижнего в 850 °С. Произведенные испытания после такой обработки показали, что этот металл не флокеночувствителен и не имеет склонности к отпускной хрупкости.

Сравнение стали 10ХСНД с аналогами

Сравнение стали 10ХСНД с аналогами

Однако наличие в сплаве легирующих добавок приводит к появлению специфических закалочных структур. Их образование во время сварки может привести к снижению стойкости от образования так называемых холодных и горячих трещин. Наибольшие трудности возникают при необходимости получения хорошей ударной вязкости металла в районе шва. При перегреве может снижаться стойкость к хрупкому разрушению. Это вызвано возможностью появления увеличенного аустенитного зерна.

Вместе с тем, наличие легирующих добавок, оказывает положительное влияние на стойкость к перегреву во время сварки. Особенно это характерно при таких видах сварки, как электрошлаковая. В этом случае повышается ударная вязкость непосредственно у границ образованного шва и повышает надёжность сплавления.

После проведения сварочных работ выполняют термическую обработку. При проведении такой обработки удаётся снять остаточные напряжения, которые всегда возникают при проведении сварочных операций. Кроме этого происходит улучшение структуры самого металла и образованного шва.

Область применения 10ХСНД

Лист стальной из марки 10ХСНД Ковш, изготовленный из стали 10ХСНД Швеллер из стали 10ХСНД

В последнее время область применения этого металла достаточно расширилась. Её применяют в следующих областях:

  • строительная отрасль;
  • производство дорожной и строительной техники;
  • изготовление горнодобывающей техники;
  • лесозаготовительные и сельскохозяйственные машины;
  • механизмы для переработки строительных и металлических отходов.

В строительной сфере эта марка применяется для изготовления различных конструкций, в том числе и крупногабаритных (арок и пролётов мостов, несущих элементов зданий).

Для дорожной и горнодобывающей техники из неё изготавливают ковши и отдельные детали ковшей экскаваторов, бульдозеров.

Широко применяется подобный металл при изготовлении различных рыхлителей, мощных гидравлических ножниц.

В сельскохозяйственном машиностроении из этой стали производят лемеха плугов, элементы отжимных прессов. Для лесозаготовителей производят захваты лесопогрузчиков, отвалы бульдозеров. В переработке строительных материалов и отходов металла изготавливают специальные ножи для шредера, гидравлических ножниц, футеровки.

Отечественными аналогами 10ХСНД являются стали, имеющие следующие обозначения — 10ХСНД А, 16Г2АФ, С390. Из зарубежных аналогов очень близка по свойствам сталь, произведенная в Болгарии, с маркировкой 10ChSND.

Сталь 10

Сталь 10 - конструкционная углеродистая качественная сталь, сваривается без ограничений. Сварка осуществляется без подогрева и без последующей термообработки, способы: ручная дуговая сварка, автоматическая дуговая сварка под флюсом и газовой защитой, КТС, ЭШС.

Пластичность металла позволяет использовать их для изготовления штампованных частей и деталей. Для выпуска промышленного количества товара осуществляется технология холодной штамповки. Не склонна к флокеночувствительности, склонность к отпускной хрупкости отсутствует. Твердость стали 10: HB 10 -1 = 143 МПа. Обрабатываемость резанием В горячекатанном состоянии при НВ 99-107 и σB = 450 МПа, Kυ тв.спл. = 2,1, Kυ б.ст. = 1,6. Нашла свое применение в производстве труб и крепежных деталей котлов и трубопроводов ТЭЦ, из стали 10 изготавливают трубные крепежные детали АЭС, крепежные детали паровых и газовых турбин. При применении химико-термической обработки спектр применения резко расширяется, из нее изготавливают втулки, ушки рессор, диафрагмы, шайбы, винты, детали работающие до 350 °С к которымпредъявляются требования высокой поверхностной твердости и износоустойчивости при невысокой прочности сердцевины. Высокий предел выносливости определяет применение материала при изготовлении ответственных деталей, которые предназначены для длительной работы. Ковку производят при температурном режиме от 1300 до 700 0 С, охлаждение на воздухе.

Расшифровка стали марки 10

Расшифровка стали: Получают конструкционные углеродистые качественные стали в конвертерах или в мартеновских печах. Обозначение этих марок сталей начинается словом «Сталь». Следующие две цифры указывают на среднее содержание углерода в сотых долях процента, цифры 10 обозначают содержание его около 0,1 процента.

Химичский состав сталь 10

C Si Mn Ni S P Cr Cu As
0.07 - 0.14 0.17 - 0.37 0.35 - 0.65 до 0.3 до 0.04 до 0.035 до 0.15 до 0.3 до 0.08

Температура критических точек сталь 10

Критическая точка Температура
Ac1 724
Ac3(Acm) 876
Ar3(Arcm) 850
Ar1 682

Механические свойства сталь 10

Механические свойства сталь 10 при повышенных температурах

Температура испытаний, °С σ0,2 (МПа) σв(МПа) δ5 (%) ψ % KCU (кДж / м 2 )
нормализация 900-920 °С
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

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.

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 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.

Читайте также: