Сталь 20гл аналог 09г2с
Обновлено: 13.05.2024
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
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.
Сталь 20ГЛ: характеристики, расшифровка, химический состав
Из литейной марганцовистой стали 20гл изготавливают отливки, которые способны работать со значительными требованиями к износу, к устойчивости к ударным и переменным нагрузкам. Как правило, это заготовки для производства деталей, предназначенных для ж/д транспорта, экскаваторов и пр. По ГОСТу 977-88. Однако, в этих случаях целесообразно повысить термическим упрочнением такие свойства и показатели стали, как предел текучести и выносливости, прочность и ударная вязкость.
Также, для изготовления деталей и конструкций, эксплуатация которых будет вестись в районах с минусовой температурой, необходимо повышение стойкости к коррозии при минусовых температурах и стойкости к перепадам температурных режимов.
Из сплава 20ГЛ изготавливают диски, зубчатых венцы и звездочки для цепных передач, барабанов и муфт. Целесообразно данную сталь использовать для производства литых ответственных элементов сцепных устройств авто, тележек для пассажирских и грузовых вагонов и локомотивов, дизельных и электропоездов.
Химический состав 20ГЛ
Массовая доля элементов стали 20ГЛ по ГОСТ 977-88
| C (Углерод) | Si (Кремний) | Mn (Марганец) | P (Фосфор) | S (Сера) | Fe (Железо) |
| 0,15 - 0,25 | 0,2 - 0,4 | 1,2 - 1,6 | ГОСТ 4491-2016 |
| Предел текучести, МПа, min | Временное сопротивление, МПа, min | Относительное удлинение, %, min | Относительное сужение, %, min | Ударная вязкость KCU, кДж/м 2, min | |
| при 20°C | при -60°C | ||||
| 295 | 490 | 20 | 30 | 49,0 | 24,5 |
Свойства по стандарту ГОСТ 21357-87
| Рекомендуемый режим термической обработки | Предел текучести, МПа, min | Временное сопротивление, МПа, min | Относительное удлинение, %, min | Относительное сужение, %, min | Ударная вязкость, кДж/м 2, min | |
| KCV -60 | KCU -60 | |||||
| Нормализация при 920 - 940°C | 300 | 500 | 20 | 35 | 2,0 | 3,0 |
| Закалка с 920 - 940°C в воде, отпуск при 600 - 620°C | 400 | 550 | 15 | 30 | 2,0 | 3,0 |
Свойства по стандарту ГОСТ 22703-2012
| Наименование и обозначение показателя | Значение показателя для деталей в зависимости от предела текучести, МПа, min | ||||
| для деталей первой группы и замка | для деталей второй группы | для деталей третьей группы | |||
| от 450 до 500 включ. | свыше 500 | от 295 до 345 включ. | свыше 345 | 314 и более | |
| Временное сопротивление, МПа, min | 560 | 600 | 490 | 510 | 510 |
| Относительное удлинение, %, min | 15 | 12 | 20 | 18 | 17 |
| Относительное сужение, %, min | 30 | 25 | 30 | 25 | 25 |
| Ударная вязкость при температуре -60°С KCU -60°С , Дж/см 2 min | 25 | 25 | - | - | - |
| Ударная вязкость при температуре -60°С на образцах с острым надрезом KCV -60°С , Дж/см 2, min | 15 | 15 | - | - | - |
Примечание: Показатели ударной вязкости KCV и KCU при температуре -60°С для замка не определяют.
Физические свойства 20ГЛ
Свойства по стандарту ГОСТ 977-88
Плотность: 7,84 г/см3
Свойства по стандарту ГОСТ 4491-2016
Физические свойства по ГОСТ 4491-2016 соответствуют физическим свойствам по ГОСТ 977-88.
Свойства по стандарту ГОСТ 21357-87
Физические свойства по ГОСТ 21357-87 соответствуют физическим свойствам по ГОСТ 977-88.
Свойства по стандарту ГОСТ 22703-2012
Плотность: 7,83 г/см3
Технологические свойства марки 20ГЛ
Закалка или нормализация с отпуском проводится в зависимости от баланса в сплаве углерода и марганца. А также, вид обработки зависит от требований к свойствам готовой отливки.
Сталь 20Л: характеристики, хим состав и свойства
Маркировка стали расшифровывается: «Л» - сталь литейная, 20 – процентное содержание углерода - 0,20% (примеси пр. элементов минимальны).
Сталь марки 20Л отличается слабой стойкостью к воздействию кислотных и щелочных сред. В условиях повышенной влажности поверхность изделий из 20Л подвержена сильной коррозии, что резко снижает прочность. Для её повышения на изделия рекомендовано наносить защитные покрытия – цинк, хром, пр.
К особенностям стали 20Л относят её структуру - смесь перлита и феррита. Используя термическую обработку 20Л, можно создать структуру пакетного мартенсита. Все эти мероприятия существенно повышают прочность и снижают пластичность стали. После упрочнения термическим способом прокат 20Л применяют для производства метизов, так как прочность достигает 8,8 класса.
Химический состав 20Л
Массовая доля элементов стали 20Л по ГОСТ 977-88
| C (Углерод) | Si (Кремний) | Mn (Марганец) | P (Фосфор) | S (Сера) | Fe (Железо) |
| 0,12 - 0,2 | 0,5 - 0,52 | 0,45 - 0,9 | 2, min | ||
| К20 | 216 | 412 | 22 | 35 | 491 |
Механические свойства по стандарту ГОСТ 4491-2016
| Предел текучести, МПа, min | Временное сопротивление, МПа, min | Относительное удлинение, %, min | Относительное сужение, %, min | Ударная вязкость KCU, кДж/м 2, min | |
| при 20 °С | при минус 60 °С | ||||
| 245 | 440 | 22 | 32 | 49,0 | 24,5 |
Физические свойства 20Л
Физические свойства по стандарту ГОСТ 977-88
Технологические свойства 20Л
Технологические свойства по стандарту ГОСТ 977-88
Сталь данной марки характеризуется возможностью повысить её изначальные свойства и качества за счёт обработки. Причём она отлично поддаётся всем видам обработки. Штамповку выполняют как в холодном состоянии металла, так и в горячем.
20Л устойчива к появлению трещин в процессе обработки давлением, не требует специальных мероприятий до сварки. А полученные сварочные швы при сварке встык незаметны и образуют цельную поверхность. Свариваемость стали 20Л не имеет ограничений, кроме элементов, которые до этого подвергались обработке химико-термическим методом. Возможна сварка АДС, КТС, РДС, под газовой защитой и флюсом.
Срок эксплуатации изделий из 20Л можно увеличить, «цементируя» наружный слой – насыщение углеродом. При таком виде обработки поверхность сплава может достигать показателя твёрдости - 62 HRC.
Сплав 20Л нефлокеночувствителен.
Дополнительные свойства 20Л
Ближайшие эквиваленты (аналоги) стали 20Л.
| США | Германия | Япония | Англия | Китай | Польша |
| ASTM,AISI | DIN,WNr | JIS | BS | GB | PN |
| SC1020 | 1.0446 | SC410 | GS240 | ZG204-415 | L20 |
| WCA | 1.0619 | SC42 | - | ZG230-450 | - |
| WCB | GP240GH | SCPH1 | - | ZG25 | - |
| J03001 | GS-45 | SCPH2 | - | ZG250-485 | - |
| A1Q | - | - | - | - | - |
| J02003 | - | - | - | - | - |
| J02508 | - | - | - | - | - |
Дополнительные свойства по стандарту ГОСТ 977-88
Общее назначение стали 20Л можно охарактеризовать как производство:
- деталей, которые при эксплуатации не будут поддаваться большим нагрузкам (упоры, пальцы, копиры, шестерни, пр.),
- элементов, предназначенных для эксплуатации в течение длительного времени (при температурах, не превышающих 350 °С),
- деталей, эксплуатация которых требует высокой стойкости к истиранию.
После нормализации, и без обработки термическим способом сталь 20Л пригодна для изготовления крановых крюков, вкладышей подшипников и пр. деталей, предназначенных для эксплуатации под давлением при -40 – 450 °С.
Для изготовления деталей и элементов, к которым в процессе эксплуатации определены такие требования, как большая степень прочности поверхности, сталь 20Л подвергают химико-термической обработке (червячные пары, собственно червяки, шестерни).
Востребован сплав 20Л при изготовлении труб и арматуры для трубопроводов и паропроводов (даже при критических показателях транспортируемых сред). Из данной стали производят бесшовные трубы, профили (в том числе сварные) различного сечения.
Все эксплуатационные характеристики 20Л дают возможность изготавливать из неё подшипники валы, заготовки для деталей, элементы сварных котлов, листы под сварку для собственно котлов, и нагревательных аппаратов.
Обзор стали 20ГЛ и ее применение
Сталь 20ГЛ, в отличие от своих «предков» – Ст-0… Ст-60 – имеет особое предназначение. Она предназначена для меняющихся нагрузок, обладающих постоянной сменой направления вектора силы тяги, действующей на заготовки и детали, а также в районах, где большую часть года температура ниже нуля по Цельсию.
Состав и расшифровка
Сталь 20ГЛ – состав с 2 промилле углерода в процентном соотношении. В составе содержится повышенное количество марганца. Сам состав является высоколегированным. Процентное содержание остальных примесей представлено следующими значениями.
оставшаяся массовая доля (в процентах)
Содержание углерода, близкое к 0,2%, относит 20ГЛ к составам, занимающим промежуточное значение между низко- и среднеуглеродистыми сталями.
Характеристики и свойства
Показатель твёрдости состава 20ГЛ зависит от температурного интервала, в котором велась термообработка. По Бринеллю она изменяется от 372 до 412 мегапаскалей для трубопрокатной продукции. Предел воздействия давления на ползучесть составляет 225-245 МПа. Теплопроводность состава 20ГЛ не выходит за рамки усреднённых показателей, но этот сплав может использоваться при отрицательных температурах без негативных последствий для таких деталей и комплектующих.
Сваривается сталь ручным дуговым и автоматическим способами, а также при помощи газосварочных агрегатов, при использовании которых для получения высококачественных сварных швов понадобится газоинертная среда (например, аргон). Состав 20ГЛ не формирует флокенные точки и не охрупчивается при отпускании. Физические свойства марки 20ГЛ определяются госстандартами 977-1988, 4491-2016, 21357-1987 и 22703-2012. Плотность (удельный вес) стали 20ГЛ – 7,83-7,84 г/см3. В зависимости от температуры окружающей среды, в которой эти изделия эксплуатируются, она изменяется.
Параметры по ГОСТ 4491-2016
Минимальная рабочая ползучесть (в мегапаскалях)
Временное сопротивление деформирующим воздействиям, предельное значение (МПа)
Минимальный коэффициент удлинения
Коэффициент сужения, укорочения
Минимальная сопротивляемость ударам и вибрации, кДж/м2
При комнатной температуре
На морозе до 60 градусов
Параметры по ГОСТ 21357-1987
Порядок термообработки, который нельзя нарушать
Минимальная ползучесть при деформационном воздействии, МПа
Временная резистентность, МПа
Минимальный показатель удлинения (в процентах)
Коэффициент укорачивания или сужения (в процентах)
Механическая энергия при сопротивляемости ударам и вибрации, предельное минимальное значение, кДж/м2
Нормализация при 920-940°C
Закаливание с 920-940°C с опусканием в воду или масло, отпуск при 600-620°C
Параметрические величины по ГОСТ 22703-2012
Параметры заготовок, определяемые предельной ползучестью 20ГЛ, минимально допустимые значения
Комплектующие 1-й категории
Комплектующие 2-й категории
Комплектующие 3-й категории
Минимальная сопротивляемость давлению, МПа
Минимальное укорочение (сужение,%)
Минимальная упругость к ударам и вибрации при -60°С, Дж/см2
Минимальная упругость к ударам и вибрации при -60°С, Дж/см2, на деталях с заострённой кромкой
Исходя из вышеуказанных свойств, с помощью закалки и отпускания добиваются оптимальных свойств конкретных заготовок, чтобы те прослужили положенный им срок.
Аналоги
Каждая из стран разработала свою маркировку и нормативы, близкие к тем, что используются в России. Однако импортные аналоги стальных изделий 20ГЛ могут оказаться до нескольких раз дороже при поставке их именно в Россию.
Производства разных стран
Конкретные аналоги 20ГЛ
A352GrLCC, GrA2Q, GrWCC, J02503, J02505
1.1120, 1.1133, G17Mn5, GS20Mn5
Китай пока не произвёл аналогов российского состава 20ГЛ, так как речь идёт о надёжности спецтехники и ж/д транспорта, во избежание несчастных случаев и катастроф, а не для чьей-либо личной выгоды при производстве бытовых приборов.
Применение
Сталь 20ГЛ, обогащённая марганцем, годится для изготовления литых частей, работающих в условиях повышенной склонности механизмов к трению (износу), а также в условиях постоянно изменяющихся по направлению своего действия механических сил. Частые циклы, предполагающие знакопеременную по направлению тягу, изнашивали бы заготовки из других марок стали в десятки раз быстрее. На первый план здесь выходит спецтехника, например, бульдозеры. Состав 20ГЛ – частое явление в локомотивах и вагонах, что входит в рамки требований ГОСТ 977-1988. Для колёсной (ходовой) базы спецтехники и ж/д транспорта сталь 20ГЛ термически упрочняют, что приводит к улучшению параметров (выносливость, предел ползучести, упругость при ударах и вибрации), влияющих на прочностные показатели.
Для районов с отрицательной (по шкале Цельсия) температурой предусмотрено повышение коррозионной устойчивости.
Это достигается, например, введением в химический состав сплава дополнительного количества хрома и других примесей, мало изменяющих значения упругости, прочности и износоустойчивости.
Сталь 20ГЛ благодаря стойкости к истиранию идёт на изготовление звёздочек для механизмов, где используется цепная передача. Характерный пример – велосипедные цепи, звёздочки и муфты. По своим характеристикам она отличается, например, от подшипниковой стали марок «Ш»: шарикоподшипники, наоборот, несколько мягче втулочного барабана и осевых (ступичных) деталей, иначе периодически выходили бы из строя не только сами шарики, но и поверхности, по которым они прокатываются.
Читайте также: