Сталь 17гс аналог 09г2с

Обновлено: 07.05.2024

Холодостойкость сплавов имеет огромное значение для стран со снежными зимами. При отрицательных температурах у углеродистых сталей наблюдается уменьшение вязкости в зонах концентраций напряжений, что приводит к образованию усталостных трещин. Хрупкое разрушение может формироваться в глубине металла, на поверхности или в местах сварных соединений.

В некоторых российских регионах сталь проходит суровое испытание холодом. Сопротивляемость холоду крайне важна для конструкций мостов, трубопроводов, в производстве спецтехники. Приведем сравнение самых популярных конструкционных сплавов с устойчивостью к морозам: 09г2с (до-70 С⁰) и 17г1с (до -40). Оба сплава выдерживают высокие температуры, что делает возможным строительство теплосетей в северных районах.

09г2с — универсальный конструкционный материал с хорошей свариваемостью, стойкостью к ударным нагрузкам, сохраняющий пластические и прочностные характеристики в любых условиях. В основном, сплав используют для изготовления сварных конструкций всех видов, производства особотолстостенного проката для нужд промышленности и судостроения.

17г1с — специальный материал для элементов и агрегатов, работающих под давлением в экстремальных условиях. Эту сталь применяют для производства паровых труб, отводов, в прокладке теплосетей и сложных промышленных систем. Основным выпускаемым полуфабрикатом является лист, также изготавливают полосы.

Свойства стали 09г2с

Марка 09г2с представляет важность в качестве основного материала для изготовления деталей и конструкций, работающих в температурном диапазоне от -70 до 425 С⁰. Большой спрос на прокат поддерживается соответствующим предложением на рынке.

Расшифровка:

09 — углерод в сотых долях процента (0,09%);
Г2 -марганец около 2% (допустимый уровень 1,3-1,7%);
С — кремний, его содержание менее 1%, поэтому цифровое обозначение отсутствует.

По составу сталь относят к малоуглеродистым низколегированным, а по строению кристаллической решетки к двухфазным ферритно-мартенситным сплавам. Химический состав утвержден регламентом ГОСТ 19281-2014, где 09г2с соответствует строительной стали С345, ГОСТ 5520-79 и 19273-82. Согласно документам, кроме основных легирующих элементов, в сплаве присутствуют небольшие присадки меди, никеля, хрома, ванадия и примеси.

Преимущества 09г2с:

Высокие механические параметры:
Срок службы достигает 30 лет;
Нет склонности к отпускной хрупкости;
Не изменяет зернистость и не теряет пластичность при сварке.

Полуфабрикаты подвергаются термоупрочнению, после чего кристаллическая решетка приобретает двухфазную структуру: прочный мартенсит и пластичный феррит. Это сочетание в 3,5 раза увеличивает предел выносливости при малоцикловых нагрузках. При высокой прочности сплав хорошо поддается обработке, при изменении терморежимов не меняет структуру зерен. Низкая углеродная составляющая обеспечивает неприхотливость к сварке: можно использовать практически любые методы и электроды.

Для изготовления деталей большого сечения необходимо увеличение прокаливаемости, для этого используют составы с максимальным содержанием хрома и марганца. При расчете экономической обоснованности проектов 09г2с привлекает внимание конструкторов невысокой стоимостью.

Свойства стали 17г1с

Стали 17г1с и 09г2с близки по химическому составу, оба сплава принадлежат к низкоуглеродистым и малолегированным, но обладают разными физико-химическими и механическими свойствами.

Расшифровка 17г1с:

17 — среднее содержание углерода (0,15 — 0,2);
Г2 — марганец чуть выше 1% (1,15-1,6);
С — кремний: 0,4-0,6.

В сравнении с 09г2с, в сплаве почти в два раза больше углерода, он обладает более высокой твердостью. Химический состав приведен в ГОСТ 19281-2014. Согласно нормативу дополнительные легирующие элементы: медь, хром, никель, ванадий в аналогичных 09г2с концентрациях. Структура преимущественно состоит из феррита и небольшого количества перлита, при термообработке формируются включения с ферритно-бейнитной структурой.

Преимущества 17г1с:

Твердость или пластичность в зависимости от режимов закалки;
Выдерживает давление терморежимах от -40 до 475 С⁰;
Простота проведения сварочных работ;
Высокая ударная вязкость в отрицательных температурах;
Трещиностойкость.

Когда характеристик сплава недостаточно, добавляют небольшие присадки кальция, титана и других металлов. Маркировка “У” обозначает “усиленная” сталь. Такой сплав обладает повышенной коррозионной стойкостью и используется для строительства магистральных газонефтепроводов. Широко применяются аналоги 17ГС и 16ГС.

Основные отличия

Сравнение сталей 09г2с и 17г1с показывает, что несмотря на сходный состав, они имеют разную структуру. Мартенситная составляющая 09г2с дает возможность выдерживать несущие нагрузки, поэтому из сплава производят опоры трубопроводов, уличные сооружения, швеллеры для обустройства проемов.

Те же химические элементы при увеличении углерода формируют ферритную структуру. Несмотря на высокую прочность, сталь не используют для изготовления несущих элементов, но она способна выдерживать значительные нагрузки при подземной прокладке трубопроводов, в системах высокого давления. Сплав также применятся для производства котлов, отводов, тройников, функционального оборудования, деталей для автомобилей.

Сравнение сталей 17г1с и 09г2с

В производстве деталей машин, трубопроводных элементов, опор и других сварных металлоконструкций чаще используют сталь 09г2с, что связано с ее эксплуатационными и механическими свойствами. Марку 17г1с также применяют при изготовлении электросварных и бесшовных труб, машинной техники, фасонных деталей трубопровода, теплообменных аппаратов.

Несмотря на пересечения в сфере применения, марки различаются химическим составом, который определяет разницу в физико-механических свойствах. Поэтому выбор материала зависит от эксплуатационных условий, конструкторской документации.

Характеристика стали 17г1с

Ст.17г1с относится к низколегированным конструкционным сплавам, работающим под давлением в диапазоне температур от -40 до +475 °C. Материал используют в промышленности со сложными условиями работы: при прокладке нефтепроводов, тепловых сетей, атомных электростанций.

17 ‒ содержание углерода (0,17%);
г1 ‒ наличие марганца не более 1%;
с ‒ указывает на кремний в составе, концентрация которого не превышает 1%.

В химсостав также входят никель (Ni), сера (S), фосфор (P), хром (Cr), ванадий (V), медь (Cu) и пр. легирующие элементы.

Добавление буквы «у» на конце (17г1с-у) расшифровывается, как «улучшенная». Такая сталь обладает повышенной прочностью.

пластичность сплава обеспечивает ему устойчивость к образованию трещин;
марка не имеет ограничений в свариваемости;
не деформируется при эксплуатации;
хладостойкая;
выдерживает высокие температуры;
легко подвергается механической обработке.

Характеристика стали 09г2с

Ст.09г2с также является конструкционным низколегированным сплавом, эксплуатация которого возможна при температуре от -70 до +425 °C. Марка устойчива к морозам, агрессивным средам, подходит для работы в северных регионах страны.

Отличается от первой стали сниженным содержанием углерода (0,09%) и увеличенной концентрацией марганца (до 2%). Состав может быть дополнен серой, азотом, фосфором и другими легирующими добавками, общий процент которых не должен превышать 2%.

не чувствительна к флокенам;
сваривается без ограничений;
морозоустойчивая;
пластичная;
не склонна к отпускной хрупкости;
выдерживает сильные температурные деформации при длительной эксплуатации.

Разница в применении

Несмотря на схожий химический состав и принадлежность к одному классу сплавов, концентрация элементов определяет разницу в использовании и стоимости материала.

Сталь 17г1с более устойчива к высоким температурам, подходит для производства бесшовных, электросварных прямошовных и спиралешовных труб, которые используют при прокладке паропроводов, трубопроводов, транспортирующих агрессивные среды.

Ст09г2с является более универсальной за счет физико-технических свойств: она пластичная, прочная, износостойкая, применяется в различных климатических зонах. Обладает более низкой стоимостью в сравнении со сплавом 17г1с.

Сравнение сталей 17г1с и 17г1с-У

Стали 17Г1С и 17Г1С-У, согласно ГОСТ 19281-2014, относятся к сплавам повышенной прочности. Обе марки предназначены для изготовления сортового, универсального широкополосного проката, различных профилей, возведения сварных, болтовых и клепаных металлоконструкций. Механические характеристики установлены для металла, не подвергающегося дополнительной термической обработке.

Массовая доля легирующих элементов в составе 17Г1С и 17Г1С-У минимальна. Низколегированные стали могут применяться в производстве сварных элементов, работающих под давлением в широком диапазоне температур.

Сварной и бесшовный трубопрокат для теплосетей и нефтегазопроводов;
Фланцевые переходы, фасонные детали;
Паровые котлы, установки атомных электростанций;
Промышленное оборудование, элементы вагонов, автомобилей, спецтехники.

Преимущественно 17Г1С и 17Г1С-У используют для сооружений и технологического оборудования на объектах с повышенным уровнем опасности.

Для контроля качества применяют анализ ковшовых проб на соответствие составу, проводят испытания на растяжение, изгиб, ударный изгиб и другие, в зависимости от назначения материала.

Описание стали 17Г1С

Конструкционная сталь не имеет ограничений по свариванию, применяется для строительных конструкций и для деталей, работающих в условиях высокого давления при температурах от -40⁰ до +475⁰. К выпускаемым из этой марки видам проката относятся листы ГОСТ 19903-2015 и 5220-79, полосы ГОСТ 82-70, трубы ГОСТ 8732- 78, прутки, швеллеры, уголки и другой прокат.

Химический состав по ГОСТ 19281-2014:

Углерод (С) — 0,15-0,2
Кремний (Si) — 0,4-0,6
Марганец (Mn) — 1,15-1,6
Никель (Ni) — до 0,3
Хром (Cr) — до 0,3
Медь (Cu) — до 0,3
Ванадий (V) — до 0,12
Алюминий (Al) — 0,02-0,05
Азот (N) — до 0,012
Сера (S) — до 0,035
Фосфор (P) — до 0,03
Мышьяк (As) — до 0,08

Массовые доли элементов регулируются и другими стандартами, например ТУ 14-1-1921-76, ТУ 14-3-1573-96 и др. Механические свойства устанавливаются для каждого вида проката в отдельности:

Временное сопротивление разрыву: 510-530 МПа;
Предел текучести: 342-355 МПа;
Удлинение при разрыве: 22-23%;
Ударная вязкость: 390-440 кДж/м².

Показатели могут быть улучшены закалкой. 17Г1С можно обрабатывать резкой, сверловкой, дробеструями, на фрезерных и токарных станках. Сплав применяют для производства фланцевых дисков, отводов и других деталей трубопроводов для теплосетей, нефтяной и газовой промышленности и теплообменного оборудования.

Свойства стали 17Г1С-У

Модифицированный сплав обозначается буквой “У” — усиленный.

Химический состав по ГОСТ 19281-2014 соответствует марке 17Г1С, но микролегирование алюминием (Al) не допускается, а массовая доля марганца (Mn) ограничивается: 1,15-1,55. Модификации осуществляют путем введения небольших присадок титана, кальция, церия, ниобия и других элементов (0,02-0,05%) в зависимости от области применения и улучшаемого параметра, например:

Износостойкость и надежность;
Стойкость при транспортировке химических веществ;
Устойчивость к ударным нагрузкам.

Из стали 17Г1С-У производят листовой прокат для изготовления сварных труб повышенной коррозионной стойкости для строительства магистральных линий в нефтяной и газовой отрасли, а также комплектующих и соединительных деталей (фитинги, фланцы, переходы, отводы).

Основное отличие между марками

Несмотря на практически идентичный химический состав и схожие свойства, из стали 17Г1С производят прокат повышенной прочности общего назначения. Полуфабрикаты могут использоваться в различных отраслях промышленности.

Марка 17Г1С-У обладает повышенной стойкостью к определенным видам нагрузок или группам агрессивных веществ. Например при транспортировке малосернистого газа массовая доля серы не должна превышать 0,007%.

Регулирование свойств 17Г1С достигается за счет точного соотношения основных химических элементов при выплавке. Для 17Г1С-У может применяться микролегированием легкими, редкоземельными и щелочноземельными металлами. Некоторые элементы одновременно служат раскислителями или удаляют из расплава примеси.

Описание стали 17ГС и сферы ее применения

Под ними понимается относительно высокое давление, а также температурный режим от -40 до +475 градусов по Цельсию. Для того чтобы более детально разобраться в свойствах и характеристиках этого материала, рекомендуется ознакомиться с его составом и химическими свойствами.

Состав и расшифровка

Компоненты, из которых должен состоять этот материал, четко обозначены в государственном стандарте 19282-73 (это относится только к материалу отечественного производства). Состав зашифрован в самой маркировке стали. Конкретно для этого материала характерны следующие параметры: углерод – 0,17%, кремний – около 1%, марганец – не более 1,5%. Также в химический состав включены дополнительные компоненты:

никель;
медь;
сера;
фосфор и некоторые другие в минимальном количестве.

При этом содержание железа нередко достигает отметки в 96%. ГОСТ допускает несущественное включение примесей, к которым относятся кальций и некоторые редкоземельные элементы.

Характеристики и свойства

Сталь марки 17ГС обладает набором определенных характеристик и свойств. Если говорить непосредственно о классификации, то этот материал определяется как конструкционная низколегированная сталь, предназначенная для сварных конструкций. Как уже было сказано, она выдерживает экстремальный температурный режим, что делает ее максимально востребованной на производствах разного типа. К основным технологическим свойствам стали относится свариваемость. Этот параметр всегда стоит на отметке «без ограничений». Кроме того, материал наделен и другими свойствами, к которым относятся:

размер (41 мм для проката и 5-9 мм для листового варианта);
предел кратковременной прочности (520 МПа);
предел пропорциональности (350 МПа);
относительное удлинение при разрыве как для проката, так и для листа (23%).

Это далеко не все характеристики материала. Есть еще ряд свойств, которые также следует учитывать, например, модуль упругости.

Аналоги

Сталь марки 17ГС является универсальной, поэтому покупатели часто выбирают именно этот вариант. Но в силу тех или иных обстоятельств сталь может быть заменена другими аналогами. Они обладают практически такими же характеристиками, но имеют некоторые несущественные отличия.

Наиболее близким представителем российского производства является сталь марки 16ГС. Она обладает практически теми же свойствами. Отличия между двумя материалами являются минимальными. Кроме того, существуют также зарубежные аналоги, которые пользуются не меньшим спросом. Наиболее популярными из них являются:

ONORM австрийского производства – материал, соответствующий всем качествам и требованиям, он с уверенностью может заменить 17ГС;
сталь марки HG из Канады;
FE510 производства ЕС.

Производством подобного материала занимаются и другие страны мира. Среди них Япония, Италия, Болгария, Румыния, Южная Корея и некоторые другие.

Применение

Благодаря уникальным свойствам сталь марки 17ГС применяется в самых разных сферах. В первую очередь, такая сталь применяется для монтажа трубопроводов, для создания нагреваемых элементов различных металлоконструкций, опорных и несущих узлов. В качестве основного материала сталь выступает при изготовлении:

электросварных и бесшовных труб;
труб, используемых для прокладки газа и воды;
теплообменных аппаратов;
переходов, отводов, фланцев и других аксессуаров, которые используются непосредственно вместе с трубами.

Эта же сталь используется для создания некоторых деталей вагонов поездов, автомобилей, спецтехники определенной категории. Отдельно следует сказать, что изделия, выполненные из стали этой марки, активно используются в строительной сфере. Они являются легкосвариваемыми, максимально устойчивы к любым механическим воздействиям и нагрузкам.

Благодаря пластичности на поверхности материала практически никогда не образовываются трещины, он легко сваривается. Для обработки используют различные аппараты и устройства. К наиболее распространенным из них относятся токарный и фрезерный станки. Популярны и такие виды обработки, как поперечное разрезание, сверловка, обработка дробью, правка, гибка и пескоструйная зачистка.

При обработке аппаратами материал не утрачивает свойств и характеристик. Изменение может произойти только в результате температурных манипуляций, например, закалки. При этом виде обработки усиливается прочность стали, а также улучшаются ее эксплуатационные характеристики. Так называемый термический отпуск позволяет существенно увеличить срок службы готовых изделий.

Обзор стали 16ГС и ее характеристики

Сталь 16ГС – состав, из которого изготавливают детали, работающие при специальных условиях. Те, в свою очередь, заметно отличаются от условий, присутствующих при большинстве типов и разновидностей наиболее востребованных работ. Это не тот сплав, из которого делают лишь бытовые конструкции.

Расшифровка марочного маркера 16ГС означает, что в состав сплава вошли 0,16% углерода, а также до 1% марганца и столько же кремния. Остальные примеси в сплаве представлены в следующей пропорции: медь – 3 промилле, никель и хром – по столько же, мышьяк – 0,8, азот – 0,08, сера – 0,4, фосфор – 0,35. Содержание марганца наибольшее: максимальный допуск по массе 1,2%.

Состав 16ГС – низколегированный, занимает промежуточную позицию между низко- и среднеуглеродистыми сталями.

По ГОСТу, да и по своим свойствам 16ГС относят к конструкционным сталям, используемым преимущественно для сварных конструкций. ГОСТ 17066-1994 позволяет добавлять мышьяк в качестве одной из добавок, при этом его процентное содержание не выходит за рамки 0,15 промилле от общей массы. Фосфор не допускается в количестве более 0,3 промилле. ГОСТ 19282-1973 позволяет дополнять химический состав сплава кальциевой добавкой – не более 0,2 промилле. Ещё допускается добавление не более 0,5 промилле редкоземельных элементов, например, неодима, в состав стали 16ГС и её заменителей. Госстандарты под номерами 19281-1989 и 19282-1973 дают возможность включить в состав 16ГС небольшое количество титана и алюминия – соответственно в количестве 0,3 и 0,5 промилле. ГОСТ 5520-1979 определяет дополнительные допуски при выплавке стали из керченской железной руды. Мышьяк добавляется в несколько большем количестве – но не более 1,5 промилле.

Фосфор, как и в большинстве случаев, оставляется в количестве 0,3 промилле. Сера – четверть промилле. При выплавлении стали 16ГС (и её аналогов) в составе сплава остаётся небольшое количество азота – 0,12 промилле в пересчёте на его соединения с другими легирующими добавками. Азот, фосфор и сера не относятся к основным легирующим присадкам – они остаются в качестве побочного продукта при переплавке руды в конкретную марку стали. Существуют ещё технические условия под шифром 1301-039-00212179-2010: примесь, не относящаяся к легирующим присадкам, не должна превышать 0,5 промилле, однако ГОСТы регламентируют ещё более низкое её содержание.

При этом качество 16ГС повышается значительно – сталь становится более терпимой к перегрузкам, утрачивая в значительной мере свою красноломкость (сколы и разломы при обычной и повышенной температуре) и хладноломкость (сломы при низких температурах).

Читайте также: