Сталь 10хснд гост 19281 2014 характеристики

Обновлено: 28.04.2024

09Г2С сплав, изделия из которого можно найти в любой промышленной отрасли. Характеристики сплава этого типа в сравнении с аналогами являются наиболее гибкими, а его невысокая стоимость делает возможным массовое применение, например, в строительстве сложных промышленных объектов или прокладке трубопроводов в соответствии с требованиями эксплуатации.

Основное назначение

Производится и предназначается для изготовления сварных конструкций это главная область применения. Благодаря механической прочности подходит для изготовления тонких стальных деталей, легко сваривается, устойчива к высоким нагрузкам. Из стали 09Г2С изготавливается основной объем металлопродукции балки, листы, трубы, поковки и другие изделия.

Расшифровка 09Г2С

Маркировка стали 09Г2С указывает на химический состав сплава:

1. долю углерода в сплаве - 09;
2. колебание доли марганца 2% в общем объеме Г2;
3. долю кремния до 1% - C.

В сплав 09Г2С добавляются дополнительные компоненты сера, хром, фосфор, никель, медь,алюминий, азот. Они не указываются в маркировке, т.к. доля не превышает цифры 1% от объема сплава. Маркировка стали не всегда соответствует химическому составу, сталь маркируют по показателям структуры, назначения, методам изготовления, по химическим свойствам. Иногда возникает путаница в маркировках, например, 09Г2С путают со сталью 354. Однако 345 это маркер текучести, не имеющий отношения к химическому составу, сталь с такой маркировкой предназначается для применения в строительстве.

Достоинства и недостатки 09Г2С

Недостаток у стали 09Г2С один неустойчивость к ржавчине. Достоинств гораздо больше:

1. прочность;
2. длительность сроков эксплуатации при нормальных условиях (более 30 лет);
3. термоустойчивость не теряет форму при температурах от примерно -70 до 425С;
4. нет отпускной хрупкости;
5. хорошая свариваемость;
6. низкая стоимость;
7. высокая сопротивляемость механическим воздействиям;
8. нетребовательность в обработке.

Подверженность ржавлению ограничивает сферу эксплуатации изделий из стали 09Г2С, однако преимущества перед другими сплавами делает ее самой востребованной и распространенной.

Применение стали 09Г2С

Материал с успехом используется для изготовления износостойких строительных изделий. Это швеллеры, несущие балки, уголки ограждения и прочие изделия. В других отраслях промышленности востребованы такие показатели, как температурный диапазон устойчивости стали. Например, прокладка трубопровода на севере России накладывает определенные требования к материалу изготовления труб. Устойчивость к низким температурам до -70 и экономичность стали 09Г2С это идеальное сочетание для прокладки затратных по количеству материала и подверженных низким температурам коммуникаций, в том числе - трубопроводов. Сталь 09Г2С популярна в автомобилестроении и в химической промышленности благодаря устойчивости к химическому и биологическому воздействию, а также высоким показателям прочности болтового крепления изделий.

Особенности сварки стали 09Г2С

Сталь 09Г2С отличается простотой сварки, это свойство обеспечивается низким содержанием углерода в сплаве. Требований к подогреву нет можно варить без предварительной термической обработки, это не влияет на прочность шва. Способы сваривания и оборудование любые, можно варить газовой горелкой или электрической дугой под флюсом. Стальные изделия не требуют закалки до начала или по окончании сварки и не перегреваются в процессе сварочных работ, благодаря чему не изменяются зернистость и пластичность материала. Т.к. 09Г2С это низколегированный малоуглеродистый сплав, при сварке необходимо использовать различные электроды соответствующего назначения.

Вторичное сырье

Из-за распространенности сплава вторсырье отличается огромным разнообразием изделий. Сюда относятся швеллеры, уголки, балки, арматура, листовой лом, профиль, заготовки, фланцы. Несмотря на то, что сталь 09Г2С низколегированная углеродистая, отходы производства имеют ценность лома и перерабатываются.

Номенклатура продукции из стали 09Г2С

Российские предприятия производят следующую продукцию из стали 09Г2С:

• 19281-73 Сортовой и фасонный прокат;
• 19282-73 Листы и полосы.

Такая номенклатура еще раз свидетельствует о свойствах сплава 09Г2С, позволяющих изготавливать из него практически любые изделия для широкого использования.

Характеристики стали 09Г2С

Сталь 09Г2С поддается ковке в температурном диапазоне 850 1250С. В зависимости от нагрева сталь обладает пределом текучести в диапазоне 255 155 Мпа. Не теряет пластичности при сварке. В температурном диапазоне 100-500С изменение коэффициента линейного расширения составляет 2,4Х10-6 ед. Рабочие температуры в диапазоне от -70 до +425С.

Поставка

В22 - Сортовой и фасонный прокат

В23 - Листы и полосы

ГОСТ 103-2006; ГОСТ 17066-94; ГОСТ 19903-74; ГОСТ 5520-79; ГОСТ 82-70;

В33 - Листы и полосы

ГОСТ 19282-73; ГОСТ 10885-85;

В62 - Трубы стальные и соединительные части к ним

ГОСТ 9567-75; ГОСТ 24950-81; ГОСТ 10705-80; ГОСТ 30564-98; ГОСТ 30563-98; ГОСТ 20295-85; ГОСТ 8731-87; ГОСТ 8732-78; ГОСТ 53383-2009;

Химический состав

Определение стали 09Г2С как низколегированной означает, что содержание легирующих добавок в химическом составе сплава минимально. При увеличении процентной доли элемента или добавки меняется маркировка стали. Данная маркировка определяет сталь 09Г2С как кремнемарганцовистую, это значит, что остальные добавки в сумме не превышают 1-2% от общего объема сплава.

Химический состав в % материала 09Г2С

ГОСТ 19281 - 2014

C

Si

Mn

Ni

S

P

Cr

V

N

Cu

As

до 0.12

0.5 - 0.8

1.3 - 1.7

до 0.3

до 0.035

до 0.03

до 0.008

до 0.08

Примечание: Сталь должна быть раскислена Al=0.02-0.06%. Также хим. состав указан в ГОСТ 5520 - 79, ГОСТ 19282-73

Температура критических точек материала 09Г2С.

Ударная вязкость

Ударная вязкость показывает, как изделие ведет себя под ударными или динамическими нагрузками и является одной из ключевых технических характеристик сплава. Она сильно зависит от температуры нагрева или охлаждения, поэтому в таблице приведены температурные значения.

Ударная вязкость, KCU, Дж/см2

Состояние поставки, термообработка

ГОСТ 19281-73. Сортовой и фасонный прокат сечением 5-10 мм.

ГОСТ 19281-73. Сортовой и фасонный прокат сечением 10-20 мм.

ГОСТ 19281-73. Сортовой и фасонный прокат сечением 20-100 мм.

ГОСТ 19282-73. Листы и полосы сечением 5-10 мм.

ГОСТ 19282-73. Листы и полосы сечением 10-160 мм.

ГОСТ 19282-73. Листы после закалки, отпуска (Образцы поперечные) сечением 10-60 мм

Нормы ударной вязкости KCV, Дж/см 2*

Класс прочности

При температуре 20 С

При температуре 0 С

325

>34

345

>40

*только для сортового и фасонного проката

Предел выносливости

Показатель предела выносливости, это значение максимального давления в цикле, при котором сталь не разрушается от усталости металла. Количество циклических нагружений может быть неопределенно большим.

Предел текучести стали 09Г2С

Предел текучести показывает, какое напряжение нужно создать, чтобы деформация стали продолжалась при сохранении нагрузки. Показатель изменяется в зависимости от содержания легирующих добавок и углерода. Кремний и марганец не оказывают влияния на текучесть стали.

Температура испытания, °C / σ0,2

Прокаливаемость стали 09Г2С

Закаленный слой какой глубины можно получить при прокаливании изделия на этот вопрос отвечает показатель прокаливаемости. Наибольшее влияние на прокаливаемость оказывает содержание углерода в сплаве.

Расстояние от торца, мм / HRC э

Критический диаметр в воде, мм

Критический диаметр в масле, мм

Технологические свойства стали 09Г2С

К основным технологическим свойствам стали относятся:

• свариваемость определяет качество и прочность сварных соединений;
• флокеночувствительность поражаемость стали флокенами, структурными дефектами, вызываемыми повышенным содержанием водорода;
• склонность к отпускной хрупкости склонность к понижению ударной вязкости после высокого отпуска при медленном охлаждении.

Технологические свойства материала 09Г2С .

Свариваемость:

Флокеночувствительность:

Склонность к отпускной хрупкости:

Марка 09Г2С — удаоная вязкость, Дж/см 2

Сортамент

Размер, мм

KCU при температурах

После закалки и отпуска

Механические свойства стали 09Г2С

Информация о механических свойства стали указываются для определенных температур, т.к. металл меняет свои свойства при нагревании/охлаждении. К ним относятся прочность, твердость, пластичность, ударная вязкость.

Механические свойства при Т=20 o С материала 09Г2С .

Размер

Напр.

y

KCU

Термообработка

мм

МПа

кДж / м 2

Лист, ГОСТ 5520-79

430-490

265-345

21

590-640

Трубы, ГОСТ 10705-80

490

343

20

Сорт, Класс прочности 265, ГОСТ 19281-2014

430

265

Механические свойства при повышенных температурах

Нормализация 930-950 °С

Механические свойства в зависимости от температуры отпуска

Листы толщиной 34 мм в состоянии поставки НВ 112-127 (образцы поперечные)

Свойства по стандарту ГОСТ 14249

Температура стенки сосуда или аппарата, o С

Временное сопротивление разрыву σ_B,МПа (кгс/см 2 )

Предел текучести для остаточной деформации, R_e МПа (кгс/см 2 )

При толщине стенки до 32 мм

При толщине стенки более 32 мм

Допускаемое напряжение при растяжении, σ, МПа (кгс/см 2 ) при температуре, o С*

+20

+100

+150

+200

+250

+300

+350

+375

+400

+410

+420

+430

+440

+450

+460

+470

+480

*При температуре ниже +20 o С допускаемые напряжения принимают такими же, как при +20 o С, при условии допустимого применения материала данной температуре

Свойства по стандарту ГОСТ 10066-94

Временное сопротивление разрыву σ_B МПа

Предел текучести для остаточной деформации, σ_T МПа

Относительное удлинение при разрыве, δ, %

*для проката толщиной 0,5-3,9 мм и широной не менее 500 мм

Изгиб до параллейности сторон для горячекатаного и холоднокатаного проката d:=2а, где а — толщина образца, d — диаметр оправки

Предел текучести для остаточной деформации, σ_T МПа*

Относительное удлинение при разрыве, δ₅, %

Термически обработанная продукция

Без термической обработки**

* По согласованию между производителем и заказчиком: временное сопротивление разрыву не менее 441 Мпа, предел текучести для остаточной деформации не менее 245 МПа

**Механические свойства труб без термической обработки устанавливают по согласованию между изготовителем и потребителем. В случае отсутствия такого согласования производство сварных холоднодеформированных труб должно соответствовать нормам, указанным в таблице.

Физические свойства стали 09Г2С

К физическим свойствам стали относятся теплопроводность, теплоемкость, модуль упругости, модуль сдвига, коэффициент линейного и объемного расширения при температурных изменениях.

Физические свойства материала 09Г2С .

T

E 10 - 5

a10 6

l

r

R 10 9

Град

1/Град

Вт/(м·град)

кг/м 3

Дж/(кг·град)

Ом·м

100

11.4

200

12.2

300

12.6

400

13.2

500

13.8

Аналоги и заменители стали 09Г2С

В таблице приведены маркировки сплавов, аналогичных стали 09Г2С на зарубежных рынках. Обратите внимание, не все аналоги являются точными.

Зарубежные аналоги материала

Внимание! Указаны как точные, так и ближайшие аналоги.

О течественные аналоги и заменители стали

Замена материала иногда требуется при разработке или обслуживании металлоконструкций. Инженер конструктор может использовать ближайший по характеристикам сплав отечественного или иностранного производства. В таблицах ниже перечислены маркировки сплавов, подходящих для замены 09Г2С.

Марка металлопроката

Заменитель

09Г2, 09Г2ДТ, 09Г2Т, 10Г2С

Сравнение 09Г2С с маркой 17Г1С

Две популярные марки стали имеют схожий по содержанию состав, но отличаются рядом характеристик, особенно в структуре. Мартенситная структура стали 09Г2С оптимальна для несущих конструкций, поэтому сталь 09Г2С определяется как конструкционная и широко применятся в строительстве. 17Г1С для изготовления несущих конструкций почти не используют. Повышенное содержание углерода в этом сплаве обеспечивает формирование ферритной структуры, которая, несмотря на прочность, больше подходит и дает возможность для прокладки подземных коммуникаций. Поэтому 17Г1С сталь, из которой делают трубы для теплосетей и промышленных инженерных систем. Она также уступает по морозостойкости, ее нижний температурный предел равен -40С против -70С у сплава 09Г2С, однако отличается повышенной устойчивостью к высоким температурам до +475С против +425 градусов в случае с 09Г2С.

В чем разница между оцинкованной, нержавеющей и черной сталью

Говоря о показателях коррозийной устойчивости, нержавеющая сталь предпочтительнее, чем оцинкованная и черная, это разные категории защищенности. Оцинкованную сталь от коррозии защищает тонкий или толстый слой цинка, а нержавеющую содержание легирующих добавок в структуре сплава. Это большая разница, т.к. повредить слой цинка легко, за ним обнаружится ничем не защищенная сталь. Нержавеющая сталь не нуждается в защитной пленке, она защищена изнутри собственными химическими свойствами до конца срока службы, отсутствие покрытия никак на ней не сказывается.

Черная сталь не обладает защитой вообще, поэтому является наиболее восприимчивой к коррозии. Для увеличения срока эксплуатации ее рекомендуется покрывать порошковой краской и обрабатывать в полимеризационной печи.

По сроку эксплуатации

Сроки службы работающих деталей у каждой из сталей отличаются в два раза 50 лет у первой против 25 лет у второй и 10 лет у третьей. И это средние показатели, т.к. из-за получения повреждений цинкового слоя изделие, скорее всего, выйдет из строя раньше. Черная сталь является наименее износостойкой.

По экологичности

Цинк при нагревании или под воздействием кислот выделяет вредные соединения оксид цинка, фосфиды. Отравления могут быть разной силы вплоть до летального исхода при обильном поражении. Нержавеющая сталь полностью безопасна в любых изделиях и отлично зарекомендовала себя в производстве посуды. Черный металл также не является токсичным, но из-за подверженности коррозии практически всегда изолирован от человека защитным слоем краски.

По стоимости

Нижняя граница стоимости 1 тонны обыкновенного нержавеющего листа 113 тыс. рублей. Оцинкованный горячекатный лист такого же веса можно купить по цене от 67 тыс. рублей.Цена такого же листа черной стали начинается от 45 тыс. рублей. На стоимость также влияют качественные характеристики стали и выбор производителей. Подробнее об этом читайте в материалах нашего сайта.

Методы контроля

Для контроля качества стали на производстве применяют следующие технологии:

1. отбор проб для химического анализа;
2. вычисление углеродного эквивалента;
3. проверка качества поверхности листового металла;
4. осмотр кромок;
5. снятие стружки (при необходимости);
6. ультразвуковая проверка сплошности квадратного листа;
7. технологические и механические испытания образцов.

Условные обозначения

временное сопротивление разрыву (предел прочности при растяжении), МПа

предел текучести условный, МПа

предел прочности при сжатии, МПа

предел текучести при сжатии, МПа

предел упругости, МПа

предел прочности при изгибе, МПа

предел выносливости при испытании на изгиб с симметричным циклом нагружения, МПа

относительное удлинение после разрыва, %

относительная осадка при появлении первой трещины, %

предел прочности при кручении, максимальное касательное напряжение, МПа

предел выносливости при испытании на кручение с симметричным циклом нагружения, МПа

ударная вязкость, определенная на образце с концентраторами вида U и V, Дж/см2

Сталь 10ХСНД – расшифровка и химический состав, свариваемость, особенности обработки, плюсы и минусы

Сталь 10ХСНД – низколегированная конструкционная сталь широкого применения. Защищена от коррозии хромом и никелем, устойчива к кислотным средам благодаря кремнию. Применяется в производстве тяжелой техники, при строительстве зданий и мостов. Обладает высокими технологическими свойствами, отличается температурным диапазоном применения, хорошей обрабатываемостью и невысокой стоимостью производства.

Расшифровка

Марка стали 10ХСНД указывает на ее химический состав. В ней отражены 5 главных элементов, оказывающих наибольшее влияние на свойства стали. Другие химические элементы также могут присутствовать в составе сплава, но в строго ограниченных количествах, при превышении которых они отображаются в маркировке.

• 10 – указывает на содержание углерода в сотых долях (0,10%). В зависимости от процентного содержания углерода в составе стали, ее механические свойства могут существенно варьироваться. Высокоуглеродистые стали отличаются повышенной прочностью и твердостью, в противовес этому снижается пластичность и сопротивляемость ударным нагрузкам. Стали с невысоким содержанием углерода считаются «мягкими», они пластичны, обладают отличной вязкостью, но не отличаются твердостью.
• Х – хром (до 0.9%). Хромистые стали устойчивы к коррозии, высокий процент хрома в составе делает сплав нержавеющим. Хром – один из самых доступных и распространенных легирующих элементов. Он также влияет на механические свойства стали, придает ей твердость и прочность, снижая пластичность в незначительной степени.
• С – кремний (до 1.1%). Кремний придает металлу устойчивость к кислотным средам, окалиностойкость и повышает показатель упругости.
• Н – никель (до 0.8%). Легирующая добавка, по влиянию на качества металла близок к хрому. Придает стали антикоррозионные свойства, повышает прочность и пластичность.
• Д – медь (до 0,6%). Повышает устойчивость к коррозии.

Кроме указанных в марке элементов, в составе стали можно встретить: серу, фосфор, алюминий, марганец, вольфрам, ванадий, кобальт, молибден, титан, азот, мышьяк и другие незначительные примеси.

Химический состав

Химический состав, % (ГОСТ 19281-89)

Химический состав, % (ГОСТ 19281-2014)

Характеристики и особенности

Сталь отличается высокими эксплуатационными характеристиками: подходит для любых видов сварки, имеет преимущество перед обыкновенными углеродистыми сталями, т.к. содержит легирующие добавки, защищающие ее от неблагоприятного влияния внешней среды. Сталь 10ХСНД не теряет прочность после отпуска, сохраняет свойства при перепадах температуры. Пластичность материала делает его удобным для обработки любыми способами.

Плюсы и минусы

Из плюсов стали 10ХСНД можно выделить:

• Устойчивость к коррозии и окислению, что позволяет применять сталь в условиях повышенной влажности и кислых средах.
• Возможность эксплуатации в широком диапазоне температур от -70 до +450 градусов.
• Свариваемость всеми способами.
• Невысокая стоимость, обусловленная простотой производственного процесса и отсутствием дорогих легирующих компонентов.

Недостатком стали является содержание в составе вредных примесей – фосфора и мышьяка.

Способы обработки

Сталь 10ХСНД хорошо сваривается, но наличие легирующих добавок в составе оказывает на свариваемость определенное влияние. Так в зоне сварки может возникать закалочное напряжение, повышающее риски образования холодных трещин в некоторых случаях. Уязвимость швов к горячим трещинам также может возрасти в зависимости от ряда других факторов. Если сварке подвергается термически обработанный металл, происходит потеря прочности на свариваемом участке. Добиться сохранения показателя ударной вязкости металла шва и участка вокруг шва достаточно трудно. При перегреве наблюдается укрупнение аустенитного зерна, образуется видманштеттовая структура, повышается хрупкость ферритной основы, развивается химическая неоднородность, шов становится склонен к хрупкости. Избежать негативных последствий или уменьшить их влияние можно с помощью последующей термообработки или технологических приемов сварки.

Также сталь 10ХСНД подходит для обработки основными способами: ковка, резание, механическая инструментальная обработка и т.д. Особого инструмента для резания стали не требуется, механические свойства позволяют обрабатывать металл без дополнительных условий. Ковка производится при температурах в диапазоне от 1200С до 850С. Металл после ковки не чувствителен к флокенам и не склонен к отпускной хрупкости.

Область применения

Сталь 10ХСНД относится к конструкционным, предназначенным для изготовления металлоконструкций и механизмов. Основные отрасли ее применения следующие:

1. Строительство. Сварные и несварные конструкции, крупногабаритные конструкции, несущие элементы зданий, мостостроение (арки и пролеты мостов).
2. Машиностроение. В основном применяется для производства механизмов тяжелой строительной и дорожной техники, а также лесозаготовительных машин.
3. Производство горнодобывающей техники. Из стали 10ХСНД изготавливаются ковши и детали ковшей.
4. Производство отходоперерабатывающей техники. Шредерные ножи, футеровки, гидравлика.

Вид поставки

Виды поставки материала 10ХСНД

Сталь 09Г2С — конструкционная низколегированная для сварных конструкций

Сортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 19281—73, ГОСТ 2590-88, ГОСТ 2591-88, ГОСТ 8239-89, ГОСТ 8240-89.
Лист толстый ГОСТ 19281-89, ГОСТ 5520-79, ГОСТ 5521-93, ГОСТ 19903-74.
Лист тонкий ГОСТ 17066-80, ГОСТ 19903-74, ГОСТ 19904-74.
Полоса ГОСТ 103-76, ГОСТ 82—70.
Поковки и кованые заготовки ГОСТ 1133—71.

Назначение

Детали аппаратов и сосудов, работающие при температуре от -70°C до +475°C под давлением. В трубопроводах пара и горячей воды — детали, изготовленные из листа — до температуры 450°C, трубы — до температуры 425°C, в котлах — листовые детали, работающие при температуре до 450°C, во всех случаях без ограничения давления. Крепежные детали в котлах и трубопроводах используются до температуры 425°C и давлении до 10 Н/мм 2 .

Сталь марки 09Г2С должна испытываться на растяжение при повышенных температурах.

В результате таких испытаний предел текучести при 320 °С для листов из стали марки 09Г2С толщиной 60 мм и более должен быть не менее 18 кГ/мм 2

Расшифровка стали 09Г2С

Двузначное число 09 обозначает примерное содержание углерода в стали в сотых долях процента, т.е. содержание углерода в стали приблизительно 0,09%.

Бука Г означает, что в стали содержится марганец в количестве около 2%.

Буква С означает, что в стали содержится кремний.

Химический состав, % (ГОСТ 19281-2014)

C, углерод	Mn, марганец	Si, кремний	P, фосфор	S, сера	Cr, хром	Ni, никель	Cu, медь	As, мышьяк	N, азот
			не более
0,12	1,3-1,7	0,5-0,8	0,035	0,040	0,30	0,30	0,30	0,08	0,008

Применение стали 09Г2С для корпусов, крышек, фланцев, мембран и узла затвора, изготовленных из проката, поковок (штамповок) (ГОСТ 33260-2015)

Марка стали	НД на поставку	Температура рабочей среды (стенки), °С	Дополнительные указания по применению
	Листы ГОСТ 5520, категории 7, 8, 9 в зависимости от температуры стенки	От -70 до 200	Для сварных узлов арматуры, эксплуатируемой в макроклиматическом районе с холодным климатом
	Категория 6	От -40 до 200
	Категории 3, 5	От -30 до 200
	Категория 12, 17	От -40 до 475
	Категория 15, 17	От -70 до 475
	Листы ГОСТ 19281, категория 3	От -30 до 200
	Категория 4	От -40 до 200
	Категория 12	От -40 до 475
	Категории 7, 15	От -70 до 200

Применение стали 09Г2С для крепежных деталей арматуры (ГОСТ 33260-2015)

Марка стали, по ГОСТ 1759.0	Стандарт или технические условия на материал	Параметры применения
		Болты, шпильки, винты		Гайки		Плоские шайбы
		Темпера- тура среды, °С	Давление номи- нальное, МПа (кгс/см 2 )	Темпера- тура среды, °С	Давление номи- нальное, МПа (кгс/см 2 )	Темпера- тура среды, °С	Давление номи- нальное, МПа (кгс/см 2 )
09Г2С	ГОСТ 19281	От -70 до 425	16 (160)	От -70 до 425	16 (160)	От -70 до 450	Не регламен- тируется

Максимально допустимые температуры применения стали 09Г2С в средах, содержащих аммиак

ПРИМЕЧАНИЕ
Условия применения установлены для скорости коррозии азотного слоя не более 0,5 мм/год.

Максимально допустимая температура применения стали 09Г2С в водородосодержащих средах

Марка стали	Температура применения стали, °С при парциальном давлении водорода, МПа (кгс/см 2 )
	1,5 (15)	2,5 (25)	5 (50)	10 (100)	20 (200)	30 (300)	40 (400)
09Г2С	290	280	260	230	210	200	190

Температура критических точек, °С

Предел текучести σ_0,2 (ГОСТ 5520-79)

σ0,2, МПа, при температуре испытаний, °C
250	300	350	400
225	195	175	155

Механические свойства

ГОСТ	Состояние поставки	Сечение, мм	σ0,2, МПа,	σв, МПа,	δ5 (δ4), %
			не менее
ГОСТ 19281-2014	Сортовой и фасонный прокат	До 10	345	490	21
ГОСТ 19281-2014	Лист и полоса (образцы поперечные)	От 10 до 20 вкл.	325	470	21
		Св. 20 до 32 вкл.	305	460	21
		Св. 32 до 60 вкл.	285	450	21
		Св. 60 до 80 вкл.	275	440	21
		Св. 80 до 160 вкл.	265	430	21
ГОСТ 19281-2014	Лист после закалки и отпуска(образцы поперечные)	От 10 до 32 вкл.	365	490	19
		От 32 до 60 вкл.	315	450	21
ГОСТ 17066-94	Лист горячекатанный	2 — 3,9	—	490	(21)

Механические свойства при повышенных температурах

tисп., °C	σ0,2, МПа	σв, МПа	δ5, %	Ψ, %
20	300	460	31	63
300	220	420	25	56
475	180	360	34	67

Примечание. Нормализация при 930—950 °С.

Механические свойства в зависимости от температуры отпуска

tотп., °C	σ0,2, МПа	σв, МПа	δ5, %	Ψ, %
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

Ударная вязкость KCU

ГОСТ	Состояние поставки	Сечение, мм	KCU, Дж/см 2 , при температуре, °C
			+20	-40	-70
ГОСТ 19281-89	Сортовой и фасонный прокат	От 5 до 10 От 10 до 20 вкл. От 20 до 100 вкл.	64 59 59	39 34 34	34 29 —
	Лист и полоса	От 5 до 10 От 10 до 160 вкл.	64 59	39 34	34 29
	Лист после закалки и отпуска (образцы поперечные)	От 10 до 60	—	49	29

Категорийность стали 09Г2С

Технологические свойства

Температура ковки, °С: начала 1250, конца 850.
Свариваемость — сваривается без ограничений.
Способы сварки: РДС, АДС под флюсом и газовой защитой, ЭШС.
Обрабатываемость резанием — K_{v тв.спл} = 1,0 и K_{v б.ст} = 1,6 в нормализованном, отпущенном состоянии при σ_в = 520 МПа.
Склонность к отпускной хрупкости — не склонна.
Флокеночувствительность — не чувствительна.

Сталь 15ХСНД – расшифровка, химический состав, преимущества, сравнительные характеристики

Сталь 15ХСНД по праву считается одной из самых востребованных в мире марок стали. Это конструкционная низколегированная хромокремненикелевая сталь, предназначенная для сварных и сборных конструкций с повышенными требованиями к прочности, износоустойчивости, антикоррозионным свойствам и температурному диапазону применения. Эта марка сложнее в производстве и дороже некоторых аналогов, но ее использование приводит к существенной экономии материала, что с лихвой окупает ее более высокую стоимость. Сталь 15ХСНД не является нержавеющей, т.к. содержание легирующих добавок в ее составе значительно ниже, чем у нержавеек. Тем не менее, она значительно превосходит углеродистые стали по устойчивости к коррозии и разрушительному влиянию кислотных сред. Эту сталь можно использовать без защитного покрытия при нормальных условиях эксплуатации.

Расшифровка марки

Обозначения марки указывают на химический состав стали. Каждый элемент, влияющий на свойства и характеристики металла в значительной степени, попадает в маркировку. Примеси, содержащиеся в сплаве в малых концентрациях, в маркировке не указываются.

• 15 – цифра указывает на содержание углерода в сотых долях (0,15%). Стали с высоким содержанием углерода самые прочные и твердые, но уступают в показателях пластичности и вязкости. Если углерода в сплаве мало, такой сплав считается «мягким» - он подходит для эксплуатации при высоких динамических (ударных) нагрузках, но отстает по твердости. Варьирование показателя содержания углерода позволяет подобрать сталь по задаче, в зависимости от назначения изделия.
• Х – хром (до 0.9%). Хромистые стали хорошо сопротивляются коррозии, при содержании хрома около 18% становятся нержавеющими. Хром делает сталь еще тверже, практически не влияя на пластичность. Высоколегированные стали, как правило, плохо поддаются обработке, отличаются ограниченной свариваемостью и сложной резкой.
• С – кремний (до 0,7%). Кремний используется в производстве сталей как раскислитель – добавка, препятствующая газообразованию при затвердевании сплава. Он защищает металл от кислотного воздействия и связывает серу, чем повышает качество сплава.
• Н – никель (до 0,6%). Благодаря никелю сталь лучше прокаливается, лучше сопротивляется коррозии, становится прочнее и пластичнее. Это дорогая легирующая добавка, для удешевления стоимости сплава чаще используют хром.
• Д – медь (до 0,4%). Добавляется в строительную сталь, повышает прочность и антикоррозионную устойчивость материала.

Помимо перечисленных, в стали 15ХСНД содержатся также марганец, фосфор, сера, ванадий и другие элементы в незначительных количествах. Содержание вредных примесей – серы и фосфора – согласно ГОСТ 5058—65 не должно превышать 0,04% для каждого элемента.

Характеристики и применение

Основное назначение стали 15ХСНД – сварные металлоконструкции и их элементы. Из стали 15ХСНД производятся детали повышенной прочности для эксплуатации в условиях коррозионного риска, сверхнизких (до -70С) или сверхвысоких (до +450С) температур. Сплав успешно применяется в мостостроении, машиностроении, строительстве, вагоностроении, металлообрабатывающей промышленности и других отраслях. Благодаря свойствам стали 15ХСНД, применение металлопроката приводит к экономии материала до 20% по сравнению с листовой сталью других марок. Ее использование в сборных конструкциях, в масштабных инженерных проектах значительно снижает итоговую стоимость постройки. Тонкий и толстый лист стали 15ХСНД наиболее востребован на рынке. Сплав ценится за сопротивляемость ударным нагрузкам, легкость в обработке, отсутствие склонности к образованию трещин и сравнительную доступность.

Сталь 15ХСНД нечувствительна к флокенам, мало склонна к отпускной хрупкости, не ограничена по свариваемости. Сварка осуществляется следующими способами: АДС (флюс и газовая защита), ЭШС, РДС.

Обработка стали 15ХСНД

Сталь 15ХСНД хорошо обрабатывается всеми способами, это один из главных плюсов материала, обеспечивающий ему неизменную широкую популярность во всем мире. Ковка начинается при температуре 1180С, заканчивается при 840С. Резка осуществляется после процедур нормализации и отпуска, с помощью станочного оборудования, желательно – плазменных станков для максимальной точности. Из стали 15ХСНД изготавливают холоднокатаные тонкие листы, допускается гибка и холодная штамповка. Металл сваривается без ограничений, термообработка не требуется ни до, ни после сварочных работ. Сталь можно закаливать при температуре 900С в воде, после чего подвергать отпуску.

Заменители отечественного и иностранного производства

Сталь 15ХСНД популярна на рынке и имеет много аналогов, как в России, так и за рубежом. При необходимости замены, выбирается сталь, точно или приблизительно соответствующая исходной по эксплуатационным характеристикам. В России есть, по меньшей мере, пять марок, подходящих на роль заменителя для сплава 15ХСНД. Подробную информацию о точных и приблизительных аналогах смотрите в таблицах ниже.

Сталь 15ХСНД низколегированная конструкционная

Сталь 15ХСНД является хромокремнийникелевой с медью конструкционной сталью перлитного класса. Данная сталь применяется для изготовления следующих изделий [1]:

• сварных и клепанных строительных ферм,
• конструкции мостов и вагонов,
• шпунтованных свай,
• рам сельскохозяйственных машин,
• ограждающих конструкций зданий и сооружений
• осей,
• тяг,
• ходовых валиков,
• болтов и др. детали, к которым предъявляются требования повышенной прочности и коррозионной стойкости при одновременном воздействии истирания с ограничением массы и работающие при температуре от -70 до 450 °С

Расшифровка

• Цифра 15 указывает приблизительное содержание углерода (C) в сотых долях процента, т.е. в стали 15ХСНД среднее содержание углерода 0,15%.
• Буква Х указывает, что сталь легирована хромом (Cr).
• Буква С указывает, что сталь легирована кремнием (Si).
• Буква Н указывает, что сталь легирована никелем (Ni).
• Буква Д указывает, что сталь легирована медью (Cu).
• Отсутствие цифр за буквенным обозначением указывает на то, что среднее содержание легирующего элемента до 1,5%.

Температура критических точек, °С [2]

C, не более	Si	Mn	P	S	Cr	Ni	Cu	V	других элементов
			не более
0,12-0,18	0,40-0,70	0,40-0,70	0,030	0,035	0,60-0,90	0,30-0,60	0,20-0,40	не более 0,12	—

1. Массовая доля As (мышьяк) в стали не должна превышать 0,08%.
2. Допускается массовая доля N в стали, не легированной N, более 0,012%. если массовая доля N не превышает величину азотного эквивалента (N_экв).
3. Допускается микролегирование стали Al, Ti и Nb из расчета получения в стали массовой доли Al не более 0,05%, Ti не более 0.04 %, Nb не более 0,05%.

Химический состав, % (ГОСТ 6713-91)

Механические свойства при испытании на растяжение (ГОСТ 19281-2014)

Класс прочности	Размеры проката по сечению, мм	Марка стали	Механические свойства, не менее
			Предел текучести σт, Н/мм 2,	Временное сопротивление σв, Н/мм 2,	Относительное удлинение δ5, %
325	До 60,0 включ. Св. 60,0 до 140,0	15ХСНД	325	450	21
345	До 20,2 включ. Св. 20,2 до 140,0		345	480
	До 32,0 включ. Св. 32,0 до 50,0			490

Механические свойства (ГОСТ 6713-91)

ГОСТ	Состояние поставки	Сечение, мм	σ0,2, МПа	σв, МПа	δ5(δ4), %
			не менее
ГОСТ 19281-89	Сортовой и фасонный прокат	От 5 до 10	345	490	21
		От 10 до 32 вкл.	325	470	21
	Лист и полоса в состоянии поставки (образцы поперечные)	До 32 вкл.	345	490	21
ГОСТ 17066-94	Лист горячекатаный	От 2 до 3,9 вкл.	—	490	(17)

Ударная вязкость КСU (ГОСТ 19281-89)

Состояние поставки	Сечение, мм	КСU, Дж/см 2 при температуре, °С
		-40	70
КСV
Сортовой прокат	От 5 до 10	39	34
	От 10 до 20 вкл.	29	29
	Св. 20 до 32 вкл.	29	—
КСU
Лист и полоса (образцы поперечные)	От 5 до 10	39	29
	От 10 до 32 вкл.	29	29

Механические свойства при повышенных температурах [1]

tисп, °С	σ0,2, МПа	σв, МПа	δ5, %
20	370	620	20
200	370	590	610
300	360	610	11
400	375	590	14
500	300	365	17

ПРИМЕЧАНИЕ. Лист нормализованный.

Механические свойства в зависимости от температуры отпуска [1]

tотп, °С	σ0,2, МПа	σв, МПа	δ10, %	ψ, %	КСU, Дж/см 2	Твердость HB
200	1220	1450	10	56	78	425
300	1160	1370	10	57	—	410
400	1080	1170	11	58	78	360
500	840	930	15	62	118	275
600	640	740	20	68	176	220

ПРИМЕЧАНИЕ. Закалка c 900°С в воде.

Предел выносливости (n=10 7 )

Состояние поставки	σ-1, МПа	τ-1, МПа
Образцы без надреза [2], σв=490-560 МПа [1]	304	157

Технологические свойства [2]

Свариваемость	Сваривается без ограничений. Способ сварки — РДС, АДС под флюсом и газовой защитой, ЭШС.
Склонность к отпускной хрупкости	Малосклонна.
Флокеночувствительность	Не чувствительна.

Характеристики свариваемости стали 15ХСНД и технологические требования к ней [1]

Структурный класс	Марки отечественных материалов	Характеристика свариваемости
Перлитный	15ХСНД	Хорошо сваривающаяся

Электроды для сварки стали 15ХСНД [1]

Типы электродов по ГОСТ 9467 или наплавленного металла	Минимальная температура стенки сосуда
Э50А	Не ниже минус 40 °C

Сварочные материалы для электрошлаковой сварки стали 15ХСНД [1]

Марка свариваемой стали	Марка проволоки по ГОСТ 2246	Марка флюса по ГОСТ 9087 и др.	Условия применения сварных соединений
15ХСНД	Св-08ГСМТ	АН-8	После нормализации и высокого отпуска при температуре допускаемой для свариваемой стали

ПРИМЕЧАНИЕ:При выполнении электрошлаковой сварки допускается применение пластинчатых электродов и других технологических приемов по документации, согласованной со специализированной научно-исследовательской организацией.

Читайте также:

  
• Кнопки кобурные для кожаных изделий сталь
  
• Сталь 6хв2с для ножей плюсы и минусы
  
• Одинакового объема тела стеклянное и стальное опущены в воду
  
• Ванна стальная и чугунная плюсы и минусы
  
• Допустимый ток для стальных проводов