Круг сталь 09Г2С
Сталь класса 09Г2С и её аналоги
Сталь относится к типу конструкционных низколегированных сталей, предназначенных для монтажа конструкций методом сварки.
К зарубежным аналогам продукта относится сталь 9MnSi5, 9SiMn16 и 09G2S.
Сфера применения стали 09Г2С
Высокая механическая устойчивость состава делает его одним из наиболее популярных материалов для создания строительных конструкций. Эксплуатационные свойства позволяют создавать получать менее массивные и более тонкие детали, в сравнении с прочими марками стали.
Сталь 09Г2С довольно устойчива к воздействию температур, и может использовать при температурах от -70 до +450 градусов Цельсия. Данный состав также отличается лёгкой свариваемостью, что делает возможным использование листового проката для изготовления конструкций различной степени сложности. Конструкционная низколегированная сталь успешно используется практически во всех сферах: химической, судостроительной, нефтяной, строительной и пр. Использование технологий закалки и отпуска позволяет получать высококачественную трубопроводную арматуру, а невосприимчивость материала к отрицательным температурам делает возможным использование труб в районах Крайнего Севера.
Эксплуатационные свойства стали делают её практически идеальным материалом для проведения сварочных работ. Нередко сталь 09Г2С используется в процессе выпуска двухслойных устойчивых к коррозии листов.
На основе этой марки стали выпускается множество конструкций различного назначения:
- котлы отопления;
- элементы, применяющиеся в вагоностроении;
- фланцы трубопровода и переходы;
- бесшовные трубы;
- функционирующие под высоким давлением аппараты;
- использующиеся в нефтехимической отрасли конструкции и оборудование.
Помимо этого, сталь 09Г2С успешно используется строительными организациями, по причине высокой механической устойчивости, сочетающейся с небольшим весом. Это позволяет значительно снизить затраты на строительство, особенно при возведении коммерческих объектов.
Особенности сварки стали 09Г2С
Для сварки можно использовать как предварительный подогрев материала (до 100–120 градусов), так и обходиться без него. Ввиду малого содержания в сплаве углерода, процесс сварки выходит достаточно простым. Сталь при этом не закаливается и не подвергается перегреву, в результате чего изменения её пластичности или повышение зернистости в структуре не происходит, как и появление трещин.
У сплава отсутствует отпускная хрупкость, а значит, после отпуска её вязкость не будет снижена.
Прочие марки стали, имеющие в составе высокое содержание углерода или посторонних примесей, в не только меняют свои свойства в процессе проведения сварочных работ, но значительно хуже поддаются сварке. К тому при сварке подобных материалов образуются микроскопические поры, что снижает прочность шва.
Сварка возможна с применением всех типов электродов, используемых для работы с низколегированными и малоуглеродистыми сплавами (к примеру, Э42А и Э50А).
При работе с листами, толщина которых до 40 мм, разделка кромок не требуется. Для многослойной сварки (используемой для работы с толстыми листами) следует использовать технологии каскадной сварки, при этом сила тока, подаваемого на 1 мм электрода, должна составлять порядка 40–50 ампер. Это необходимо для исключения возможности перегрева металла в месте сварного шва.
По завершении сварочных работ готовое изделие следует прогреть до температуры 650 градусов. Затем необходимо удерживать сталь при этой температуре на время, из расчёта: один час на 25 мм толщины. Охлаждение конструкции выполняется как на воздухе, так и в горячей воде — это позволяет устранить напряжённость в отдельных участках конструкции и повысить прочность сварного шва.
Дополнительная обработка стали 09Г2С
Сталь 09Г2С легко подвергается уточняющему воздействию, в которое входят: ускоренное охлаждение, регламентируемая или контролируемая прокатка и пр.
Помимо этого, конструкционная низколегированная сталь обрабатывается следующими методами:
- Методом механической обработки. В него входят обработка на токарных и фрезерных станках, сверловка, правка, ковка, дробеструйная обработка, резка и пр. Обработка этим способом не влияет на дальнейшие эксплуатационные свойства стали. Для выполнения работ используется практически любое оборудование.
- Температурная обработка. Является недорогим и эффективным способом повышения качественных характеристик стали. Отличается высокой скоростью проведения работ и предотвращает попадание в сплав посторонних примесей. Часто используется для обработки стальных несущих конструкций.
- Закалка. Позволяет существенно изменить свойства сплава, не используя химические элементы, часто дорогостоящие.
- Отпуск металла помогает снять внутреннее напряжение в нём. Повышает твёрдость и прочность металла.
- При помощи отжига можно уменьшить пластичность стали, а также структурировать её.
Из чего состоит сталь 09Г2С и её свойства
Сталь конструкционная низколегированная выделяется следующими характеристиками:
- отсутствие ограничений на использование сварки и обязательных условий для проведения сварочных работ;
- простота резки;
- при ковке или прокатке материала исключается вероятность появления трещин, в том числе внутренних;
- высокие показатели прочности;
- длительность эксплуатации;
- отсутствие изменений в структуре и прочности в пределах широкого температурного диапазона.
Добиться высокого значения износоустойчивости можно только при условии строго соблюдения процентного соотношения легирующих компонентов в сплаве.
В составе присутствует множество компонентов: азот, углерод, медь, мышьяк, хром, фосфор, никель и пр. За основу сплава взято железо - её нахождение в сплаве составляет порядка до 97%.
Механические свойства сплава 09Г2С - в виде стальнго круга при температуре 20oС
| Соответствие стали по ГОСТ | Вид поставки | Номинальное сечение круга, мм | σ0,2 (МПа) | σВ (МПа) | δ 5 (%) |
| 19281-73 | Сортовой прокат | до 10 | 345 | 490 | 21 |
Ударная вязкость сплава 09Г2С в виде стального круга при низких температурах
| Соответствие стали по ГОСТ | Вид поставки | Номинальное сечение круга, мм | KCU при +20 | KCU при -40 | KCU при -40 |
| 19281-73 | Сортовой прокат | от 5 до 10 | 64 | 39 | 34 |
| от 10 до 20 вкл. | 59 | 34 | 29 | ||
| от 20 до 100 вкл. | 59 | 34 | - |
Механические свойства сплава 09Г2С круглого стального проката при повышенных температурах
| Температурные испытания, в °С | σ0,2 (МПа) | σВ (МПа) | δ5 (%) | ψ (%) |
| Нормализация 930-950 °С | ||||
| 20 | 300 | 460 | 31 | 63 |
| 300 | 220 | 420 | 25 | 56 |
| 475 | 180 | 360 | 34 | 67 |
Механические свойства сплава 09Г2С круглого проката в зависимости от температуры отпуска
| Температура отпуска, °С | 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 |
Технологические свойства сплава 09Г2С круглого проката
| Температура ковки | Начало 1250, конец 850. |
| Свариваемость | Сваривается без ограничений. Способы сварки: РДС, АДС под флюсом и газовой защитой, ЭШС. |
| Обрабатываемость резанием | В нормализованном, отпущенном состоянии при sB = 520 МПа Ku тв.спл. = 1,6, Ku б.ст. = 1,0. |
| Склонность к отпускной способности | Не склонна |
| Флокеночувствительность | Не чувствительна |
Температура критических точек сплава 09Г2С
| Критическая точка | °С |
| Ac1 | 725 |
| Ac3 | 860 |
| Ar3 | 780 |
| Ar1 | 625 |
Предел выносливости сталь 09Г2С
| s-1, МПа | sB, МПа |
| 235 | 475 |
Предел текучести сплав 09Г2С круглого проката
| Температура испытания, °C / s0,2 | |||
| 250 | 300 | 350 | 400 |
| 225 | 195 | 175 | 155 |
Физические свойства сплава 09Г2С круглого проката
| Температура испытания, °С | 20- 100 | 20- 200 | 20- 300 | 20- 400 | 20- 500 | 20- 600 |
| Коэффициент линейного расширения (a, 10-6 1/°С) | 11.4 | 12.2 | 12.6 | 13.2 | 13.8 |
Зарубежные аналоги стали 09Г2С
| Германия | 13Mn6, 9MnSi5 |
| Япония | SB49 |
| Китай | 12Mn |
| Болгария | 09G2S |
| Венгрия | VH2 |
| Румыния | 9SiMn16 |
Структурирование стали 09Г2С
Повысить прочность сплава и его сопротивление усталости (порядка 3 - 3,5 раз) можно при помощи придания сплаву двухфазной структуры.
Добавляя площади мартенсита, можно добиться существенного упрочнения ДФМС (двухфазной ферритно-мартенситной стали): изменение структуры сплава всего на 1% позволяет повысить сопротивление к разрыву на 10 МПа, вне зависимости от степени устойчивости и геометрии мартенситной фазы.
Начальная деформация сплава происходит существенно проще, при условии разобщённых участков мартенсита и большой плотности феррита. Одной из отличительных черт ДФМС является отсутствие растяжения сплава. Даже в случае одинакового показателя пластичности, при постепенном удлинении сплавы ДФМС демонстрируют значительно большую прочность, в сравнении с простыми низколегированными составами. Однако, показатель сопротивления малым деформациям существенно ниже, чем у стали с простой структурой.
Сплавы ДФМС демонстрируют превосходящий простые типы сталей показатель пластичности при всех уровнях, исключая только раздачу отверстия.
Именно благодаря несравненно высокой пластичности материала данный тип структурированной стали применяется для листовой штамповки деталей, в том числе имеющих сложную конфигурацию. В этом заключается одно из множества преимуществ сплава ДФМС перед обычными составами, даже демонстрирующими высокую прочность.
Сопротивления к коррозии у двухфазной стали имеет значение, наблюдаемое среди сплавов для глубокой вытяжки.
Для сваривания ДФМС рекомендуется использовать технологию точечной сварки. Изгиб сварного шва обладает выносливостью более 50% от выносливости основы.
Если двухфазную сталь предполагается использовать для получения деталей с массивным сечением, то нужно обеспечить достаточный уровень прокаливаемости сплава. Этого можно достичь, применяя сплавы с более высоким содержанием марганца либо добавками хрома, бора и пр.
Масса деталей, выполненных из ДФМС, порядка 20-25% ниже, чем у элементов, выполненных из обычной стали. Этим и объясняется экономическая выгода от использования ДФМС, стоимость которой выше простых низкоуглеродистых сталей. Структурирование металла позволяет отказаться от дополнительной термической обработки получаемых деталей.
Сталь 09Г2С изготавливается не только согласно действующего ГОСТ, но и в полном соответствии с мировыми стандартами. Каждая партия товара проходит тщательную проверку на соответствие, в том числе проверяется и химический состав металла.
