Среди основных механических особенностей следует выделить следующие характеристики:
- Твердость, согласно методу Бринелля;
- Текучесть для деформации, которая отображается в Мпа;
- Эксплуатация под определенной нагрузкой;
- Показатели изменения формы при сужении и разрыве.
Класс прочности точно соответствует маркировки стали 345. Сюда следует отнести многие другие марки, которые могут даже отличаться по способу изготовления и химическому составу. В ГОСТ описываются основные разновидности металлопроката:
- Профиля с обозначенной толщиной;
- Круглый, Сортовой и Фасонный;
Твердость измеряется на основе методов Виккерса, Роквелла и Бринелля. Предпочтение отдается на основе типа изделия, в производстве которого используется сталь с маркировкой 09г2с. Также, показатель твердости важно знать при необходимости сварочных работ, чтобы шов оставался прочным.
Плотность колеблется, зависимо от химического состава, и в среднем достигает 7800кг/м3. Однако легирующие компоненты имеют возможность увеличивать вес, а также значительно уменьшать его. Во втором случае свою роль может отыграть медь или кобальт, а во втором — вольфрам.
Технические особенности описывают основные требования к работе с материалами, из которых планируется изготовление стальных изделий для обслуживания газовых систем и других объектов многих областей промышленной деятельности.
Допустимое напряжение для этой маркировки стали зависит от следующих факторов:
- Температурный режим, при котором планируется эксплуатация;
- Марка и класс прочности;
- Толщина.
Современные европейские аналоги наиболее соответствуют механическим особенностям указанной марки. Но химический состав не обязательно должен совпадать. Следует отдельно выделить болгарскую версию, которая очень схожа с отечественной маркировкой 09г2с.
Температура критических точек
Ударная вязкость
Ударная вязкость, KCU, Дж/см2
Состояние поставки, термообработка
| +20 | -40 | -70 | |
| ГОСТ 19281-73. Сортовой и фасонный прокат сечением 5-10 мм. | 64 | 39 | 34 |
| ГОСТ 19281-73. Сортовой и фасонный прокат сечением 10-20 мм. | 59 | 34 | 29 |
| ГОСТ 19281-73. Сортовой и фасонный прокат сечением 20-100 мм. | 59 | 34 | |
| ГОСТ 19282-73. Листы и полосы сечением 5-10 мм. | 64 | 39 | 34 |
| ГОСТ 19282-73. Листы и полосы сечением 10-160 мм. | 59 | 34 | 29 |
| ГОСТ 19282-73. Листы после закалки, отпуска (Образцы поперечные) сечением 10-60 мм | 49 | 29 |
Предел выносливости
Предел текучести
Физические свойства
| Температура испытания, °С | 20- 100 | 20- 200 | 20- 300 | 20- 400 | 20- 500 | 20- 600 | 20- 700 | 20- 800 | 20- 900 | 20- 1000 |
| Коэффициент линейного расширения (α, 10-6 1/°С) | 11.4 | 12.2 | 12.6 | 13.2 | 13.8 |
Прокаливаемость
| Расстояние от торца, мм / HRC э | |||||||||
| 1.3 | 3 | 6 | 9 | 12 | 18 | 24 | 30 | 36 | 42 |
| 52.0 | 52.0 | 51.5 | 49.5 | 48.5 | 45.5 | 44.0 | 43.5 | 43.5 | |
| Критический диаметр в воде, мм | Критический диаметр в масле, мм |
| 70 | 45 |
Достоинства и недостатки
- Малый удельный вес.
- Высокая прочность.
- Долговечность. Срок службы при нормальных условиях эксплуатации — более 30 лет.
- Широкий температурный диапазон для применения без деформирования структуры (-70 — +425 °C).
- Хорошая свариваемость. При сварке не изменяется зернистость, сохраняется пластичность.
- Отсутствие отпускной хрупкости.
- Экономичность.
- Устойчивость к механическим воздействиям.
- Простота обработки.
У данного материала есть один существенный недостаток — низкая устойчивость к образованию ржавчины. Это сужает области применения сплава.
Классификация стали по степени ее свариваемости
Сталь представлена различными группами марок, обладающими своими физико-химическими свойствами. Вследствие этого, у металлических изделий неодинаковый показатель свариваемости. В зависимости от этого параметра железо-углеродистые сплавы подразделяется на четыре категории.
- Хорошая При сварке получается качественный шов. Металл не требует предварительного нагрева для проведения работ, а сами они проходят в обычном режиме и с применением всех известных технологий.
- Удовлетворительная Чтобы создать качественное сварное соединение, стальные изделия необходимо подготовить, то есть разогреть.
- Ограниченная Перед сваркой металлические изделия сначала разогревают, а после их соединения подвергают еще и термической обработке.
- Плохая Такая сталь характеризуется тем, что во время сварки (после нее) на поверхности образуются трещины, а также могут возникать «закалочные» структуры, снижающие прочность и надежность соединения, делающие его хрупким.
Назначение
Конструкционная низколегированная кремнемарганцовистая сталь 09Г2С используется для изготовления элементов и деталей сварных конструкций, работающих под давлением в интервале температур -70 +4250С.
Из стали 09Г2С изготавливается практически вся линейка металлопродукции, а именно балка стальная двутавровая, лист стальной горячекатаный, трубы б/ш и э/с, полоса, круг. Такое широкое применение ст 09Г2С получила благодаря своим механическим, химическим и физическим свойствам. Таким как хорошая свариваемость, воздействия внешним средам, большая прочность при нагрузках.
Характеристики рассматриваемой стали
За счет включения в состав определенных примесей ст 09г2с приобретает характеристики следующего типа:
- Повышенный механический предел прочности.
- Сопротивление воздействию высоких температур.
- Возможность проведения термообработки для повышения эксплуатационных качеств. К примеру, закалка существенно повышает твердость поверхности.
- Плотность или удельный вес составляет 7,85 грамма на кубический сантиметр материала. Этот момент определяет возможность получения легких изделий.
Кроме этого, сварка может проходить без предварительного подогрева структуры. Поэтому процесс сваривания отдельных деталей, изготавливаемых из рассматриваемого материала, существенно упрощен. Хорошая свариваемость определяется низкой концентрацией углерода.
Востребованность о9г2с связана с тем, что практически ни один аналог не обладает подобными механическими свойствами. Изделия из рассматриваемого металла могут использоваться при температуре от -70 до 450 градусов Цельсия.
Как выглядит расшифровка
Знание маркировки дает возможность прямо понимать, что конкретно предлагается производителем, и какими особенностями обладает изделие. Маркировка 09г2с с технической точки означает следующее:
- 09 — точная доля углерода в общем сплаве;
- Г2 — наличие марганца и его колебание в общем объеме — 2%;
- С — наличие кремния, доля которого не превышает 1%.
Однако не следует думать, что в состав стали входят только те элементы, которые обозначены в маркировке.
Помимо марганца и кремния, общий состав дополняется серой, азотом, никелем, медью и фосфором. Однако доля дополнительных компонентов редко превышает 1%, поэтому они не упоминаются в маркировке.
Также, расшифровка касается не только легирования, но и других критериев. Например, следует отнести сюда следующее:
- Структура и изменения после процесса закалки;
- Основное назначение;
- Метод изготовления;
- Хим. состав материала.
В результате на отечественном рынке встречаются аналоги по этим показателям. Часто можно услышать, что 09г2с — это и есть сталь 345. Однако второй показатель предназначен для строителей и означает не химический состав, а показатель текучести, который соответствует стандарту стали.
Область применения
Основные области, в которых используется сталь этой маркировки, выглядят следующим образом:
- Фасонный прокат;
- Листовой прокат;
- Изготовление горячекатаных полос.
Как говорилось выше, аналоги с легкостью поддаются сварке. Характеристики, которые были указаны выше, обеспечивают возможность применения в изделиях, которые требуют повышенного уровня износостойкости: строительные уголки, стальные балки, а также швеллеры.
Технические особенности марки необходимы в изготовлении автомобилей, строительстве и различных областях промышленности. Стоит отметить, что оптимальный температурный диапазон дает возможность применять сталь в изделиях и местах, где производится внушительная деформация за определенный промежуток времени. Однако граничный показатель -70 градусов обеспечивает удачное применение в суровых условиях Сибири.
Сталь 09г2с-15 пользуется популярностью на современном рынке. Она применяется во всех представленных областях промышленности. Следует добавить, что помимо сварки монтаж может осуществляться на основе болтового соединения. Материал проявляет отличные показатели устойчивости к химическому и биологическому воздействию, поэтому его успешно внедряют в химические заводы и портовые станции.
Также, на Севере государства многокилометровые трассы трубопроводов изготовлены именно из этой марки стали. Металлурги успешно применили температурный режим материала и внедрили его в соответствующие условия, где механические и физические свойства будут проявлены лучшим образом.
Еще одной причиной для использования в производстве стали с этой маркировкой является высокий уровень экономичности, который создается за счет адекватного ценообразования и отличной скорости возведения конструкций, что позволяет сократить расходы конкретным предприятиям.
Особенности сварки
Работа со сталью этой маркировке осуществляется на основе особых требований, которые диктуют необходимость соблюдения основных правил для достижения эффективного результата.
Важность сохранения механичной устойчивости материала на швах является наиболее важной задачей, которая становится основой безопасности конструкций и людей. Однако в обычных условиях отлично результат достичь затруднительно.
К примеру, условие устранения перегрева обусловливаются использованием токов силой 40-50А на 1 мм электрода. Работы требуют сопроводительной закалки материалов в условиях температуры до 600 градусов.
Но, исходя из граничных показателей сплава, есть возможность осуществить самостоятельные подсчеты для проведения сварочных работы. Охлаждение производится на воздухе или в воде. С помощью соблюдения основной технологии можно достичь высокого качества, которое не будет уступать показателям дорогих сплавов.
Вторичное сырье
Разнообразие вторичного сырья способно удивить многих специалистов. Для получения информации достаточно ввести маркировку металла в поисковый запрос и получить результат со следующими типами продукции:
Сталь 09г2с представляет собой материал, который успешно используется во многих сферах промышленной деятельности, а также проявляет свои позитивные особенности в виде механической устойчивости и широкого температурного режима.
Изготовление
Основа для изготовления материала — чугун. Он проходит долгий процесс оптимизации, при котором повышается количество углерода в составе, улучшаются основные свойства металла. Для достижения определенных технических характеристик вносятся дополнительные легирующие добавки.
- Мартеновский способ. Промышленная печь загружается ломом, чугуном, шихтой, дополнительными компонентами. Груда металла расплавляется с помощью факела сжигаемого топлива. Когда лом будет расплавлен, в ванную добавляются легирующие компоненты. При проведении процедуры применяются специальные мартеновские печи, которые могут выплавлять единовременно до 900 тонн металла.
- Электротермический способ. При изготовлении применяется промышленная электрическая печь, с помощью которой можно точно выставлять режим нагрева, контролировать процесс производства металла. Главное преимущество технологии — возможность получения металла с наименьшим содержанием вредных примесей (фосфора, серы). Благодаря возможности выставлять очень высокие температуры нагрева, можно получить специализированные виды стали, с уникальными техническими характеристиками.
- Конверторный. Расплавленный чугун заливается в плавильный аппарат, продувается кислородом. Примеси, содержащиеся в чугуне, начинают окисляться. При окислении выделяется большое количество тепла, которое повышает общую температуру до 1600 °C.
Номенклатура продукции из стали 09Г2С
На металлургических предприятиях нашей страны производят следующий прокат:
- 19281-73 Сортовой и фасонный прокат;
- 19282-73 Листы и полосы.
То есть на рынке металлургической продукции потребители могут приобрести швеллер, уголок, лист и пр. Можно смело говорить, что такая ширина номенклатуры обеспечена именно свойствами и, конечно, ценой этого материала.
Для сравнения, можно сказать, что в среднем цена горячекатанного листа из стали 09Г2С составляет 43 000 рублей за тонну, в то время, как лист обычной стали стоит примерно 41 000 — 43 000. Но, свойства описываемого материала, перекрывают все затраты, связанные с его приобретением и обработкой.
Аналоги и заменители стали 09Г2С
При разработке металлических конструкций инженер-конструктор может выполнить замену 09Г2С на следующие стали отечественного производства 09Г2, 09Г2ДТ, 09Г2Т,10Г2С. Кроме того, в отечественной промышленности широко применяют и импортные аналоги, такие как: A 516-55 (ANSI – США), SM41B (JIS – Япония).
Сталь 09Г2С – отечественные аналоги
Зарубежные аналоги Стали 09Г2С
| Германия | Япония | Китай | Болгария | Венгрия | Румыния |
| DIN,WNr | JIS | GB | BDS | MSZ | STAS |
| 13Mn6 9MnSi5 | SB49 | 12Mn | 09G2S | VH2 | 9SiMn16 |
| Механические свойства | |
| σB | временное сопротивление разрыву (предел прочности при растяжении), МПа |
| σ0,2 | предел текучести условный, МПа |
| σсж | предел прочности при сжатии, МПа |
| σсж0,2 | предел текучести при сжатии, МПа |
| σ0,05 | предел упругости, МПа |
| σизг | предел прочности при изгибе, МПа |
| σ-1 | предел выносливости при испытании на изгиб с симметричным циклом нагружения, МПа |
| δ5 , δ4 , δ10 | относительное удлинение после разрыва, % |
| ψ | относительное сужение, % |
| ν | относительный сдвиг, % |
| ε | относительная осадка при появлении первой трещины, % |
| τК | предел прочности при кручении, максимальное касательное напряжение, МПа |
| τ-1 | предел выносливости при испытании на кручение с симметричным циклом нагружения, МПа |
| KCU и KCV | ударная вязкость, определенная на образце с концентраторами вида U и V, Дж/см2 |
| HRCэ и HRB | твёрдость по Роквеллу (шкала C и B соответственно) |
| HB | твёрдость по Бринеллю |
| HV | твёрдость по Виккерсу |
| HSD | твёрдость по Шору |
| Физические свойства | |
| E | модуль упругости нормальный, ГПа |
| G | модуль упругости при сдвиге кручением, ГПа |
| ρn | плотность, кг/м3 |
| λ | коэффициент теплопроводности, Вт/(м∙°C) |
| ρ | удельное электросопротивление, Ом∙м |
| α | коэффициент линейного теплового расширения, 10-61/°С |
| с | удельная теплоёмкость, Дж/(кг∙°С) |
09Г2С — химический состав
Сталь относится к кремнемарганцовистым. В соответствии с требованиями ГОСТ 27772-88 полностью соответствует стали С345. Последняя используется для изготовления строительных конструкций.
В соответствии с принятой в нашей стране системой маркировки — состав 09Г2С расшифровывается следующим образом:
- углерод (С) — 0,09%;
- марганец (Мn)- 2%;
- кремний (Si) — не более 1%.
Количество легирующих компонентов в составе стали не так и высоко, именно поэтому сталь 09Г2С относят к низколегированным. Этот сплав лежит в основании целого семейства сталей. Например, — 09г2, 09г2дт, 09г2т, 10г2с и многие другие. Характеристики сплавов этого семейства примерно схожи.
Сравнение с другой маркой стали
Например, для 09г2с и ст3 разница определяется прежде всего содержанием углерода. Для Ст3сп оно в 10-20 раз превосходит того, что имеется в сплаве низколегированной марки.
Ст3сп – относится к углеродистым сплавам. Эта марка стали отличается высокой хрупкостью, быстрым разрушением при низких температурах. Если описываемая марка имеет нижний предел -70 градусов, то объект сравнения всего -20.
Качество Ст3сп – обыкновенное, что говорит о вероятно высоком присутствии серы и фосфора. Тогда, как 09г2с высококачественная. Все остальные плюсы уже есть в предшествующем описании. Остается только отметить, что стоимость этой марки значительно выше, чем цена Ст3сп.
Видео о низколегированных сталях:
Что лучше: оцинкованная или нержавеющая сталь?
Чтобы успешно решать технологические задачи различного характера и не перепутать: купить оцинкованный лист вместо нержавеющего – обращайтесь к проверенному, зарекомендовавшему себя поставщику. Хотя и тот и другой металл коррозионностойкий, и при возведении конструкций со сроком эксплуатации не более 10 лет вполне можно обойтись более дешевой оцинкованной сталью, для ответственных объектов все же не стоит экономить на качестве.
Гарантией того, что вы приобретаете сертифицированный продукт, будет выбор в качестве партнера – надежного поставщика с привлекательными рыночными предложениями. На сегодня мы лучшие и готовы в самые сжатые сроки поставить любые объемы металлопродукции высшего качества.
МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ
4.1. Отбор проб для определения химического состава проводят по ГОСТ 7565.
4.2. Химический анализ стали проводят по ГОСТ 22536.0—ГОСТ 22536.12, ГОСТ 27809, ГОСТ 12346, ГОСТ 12347, ГОСТ 12348, ГОСТ 12350, ГОСТ 12351, ГОСТ 12352, ГОСТ 12355, ГОСТ 12356, ГОСТ 12357, ГОСТ 12358, ГОСТ 12359, ГОСТ 12361, ГОСТ 12364, ГОСТ 18895 или другими методами, обеспечивающими необходимую точность анализа.
При разногласиях в оценке качества оценку проводят методами, установленными в стандарте. (Измененная редакция, Изм. № 1).
4.3. Углеродный эквивалент (Сэ) вычисляют по формуле
где С, Mn, Si, Cr, Ni, Си, V, P — массовые доли углерода, марганца, кремния, хрома, никеля, меди, ванадия и фосфора.
4.4. Контроль качества поверхности и размеров листового проката по — ГОСТ 14637, сортового — по ГОСТ 535.
4.5. Расслоение проката при резке контролируют осмотром кромок и торцов без применения увеличительных приборов.
При необходимости качество металла на кромках листов и универсальных полос проверяют снятием стружки: при этом раздвоение стружки служит признаком несплошности металла.
4.5.1. Ультразвуковой контроль сплошности листового проката проводят в соответствии с ГОСТ 22727.
4.6. Отбор проб и изготовление образцов для механических и технологических испытаний проводят по ГОСТ 7564. Из фасонного проката и универсальной полосы образцы вырезают вдоль, из листового — поперек направления прокатки. При испытании на ударный изгиб на образцах с острым надрезом образцы отбирают вдоль направления прокатки.
Для проката диаметром или стороной квадрата более указанных в табл. 1 и 7 допускается механические свойства определять на образцах, вырезанных из заготовок, прокованных или прокатанных на размеры, регламентируемые табл. 1 и 7. Нормы механических свойств в этом случае должны соответствовать табл. 1 и 7.
(Измененная редакция, Изм. № 1).
4.7. От каждой отобранной для контроля штанги, листа, универсальной полосы, рулона отбирают для испытания на растяжение и изгиб по одному образцу, для определения ударной вязкости — по два образца для каждой температуры. Качество гнутых профилей контролируют по заготовке.
4.8. Испытание проката на растяжение проводят на образцах пятикратной длины по ГОСТ 1497. (Измененная редакция, Изм. № 1).
4.9. Испытание на изгиб проводят по ГОСТ 14019.
4.10. Определение ударной вязкости проката с номинальной толщиной до 10 мм включительно проводят на образцах типа 1, 2 или 3, а для категорий 8 и 9 — типа 11, 12, 13 по ГОСТ 9454. Для проката толщиной более 10 мм ударную вязкость определяют на образцах типа 1, а для категорий 8 и 9 — типа 11 по ГОСТ 9454.
Ударную вязкость фасонного и полосового проката толщиной 3—4 мм, листового проката толщиной менее 5 мм допускается определять на образцах шириной, равной толщине проката.
(Измененная редакция, Изм. № 1).
4.11. Ударную вязкость после механического старения определяют по ГОСТ 7268 на образцах с концентратором вида U. Толщина образцов должна соответствовать принятым в п. 4.10.
4.12. При испытании образцов с концентратором вида U допускается снижение ударной вязкости на одном образце на 15 %, при испытании образцов с концентратором вида V допускается снижение ударной вязкости на одном образце на 30 %; при этом среднее значение результатов испытаний должно быть не ниже норм табл. 6 и 7.
4.13. При использовании заводом-изготовителем статистических и других неразрушающих методов контроля механических свойств в соответствии с нормативно-технической документацией, контроль механических свойств изготовителем по методике, предусмотренной настоящим стандартом, допускается не проводить. Изготовитель гарантирует при этом соответствие выпускаемой продукции требованиям настоящего стандарта. При разногласиях в оценке качества и при периодических проверках качества продукции применяют методы контроля, предусмотренные настоящим стандартом.
Сталь 09Г2С: состав, свойства, категорийность
Сталь 09Г2С часто используется на Заводе САРРЗ для производства резервуаров и различного типа емкостей: ресиверов, аппаратов с эллиптическими днищами, сепараторов, отстойников нефти и т.д.
Какие свойства у стали 09Г2С?
Марка стали 09Г2С содержит в названии информацию о химическом составе:
- 09
— содержание 0,09% углерода; - Г
— в составе присутствует марганец; - 2
— процентное содержание марганца не выше 2%; - С
— в составе есть кремний и его содержание меньше 1%, т.к. в названии марки после С нет цифры.
Таким образом по химическому составу сталь относится к низколегированным.
По классификации сталь является конструкционной. Она обладает отличной свариваемостью без ограничений и не склонна к отпускной хрупкости — особому состоянию сплава, которое характеризуется невысоким значением ударной вязкости.
При высоком давлении и при нагрузках с переменным вектором силы сталь сохраняет первоначальные характеристики. Также свойства не меняются в широком диапазоне температур — от -70°С до +425°С, что дает возможность устанавливать резервуары из этой марки в районах Крайнего Севера со сложными условиями эксплуатации.
Какие существуют категории?
Сталь 09Г2С подразделяется на категории в зависимости от требований к испытаниям на ударный изгиб. Нормируемой характеристикой является ударная вязкость KCU — это способность материала к поглощению механической энергии в процессе деформации и разрушения под действием ударной нагрузки.
Всего существует 15 категорий, отличия которых рассмотрены в таблице.
| Нормируемая характеристика | Категория | ||||||||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | |
| Ударная вязкость KCU при +20 °C | + | + | |||||||||||||
| Ударная вязкость после механического старения | + | + | + | + | + | + | + | ||||||||
| Ударная вязкость KCU при -20 °C | + | + | |||||||||||||
| -40 °C | + | + | |||||||||||||
| -50 °C | + | + | |||||||||||||
| -60 °C | + | + | |||||||||||||
| -70 °C | + | + | |||||||||||||
| Ударная вязкость KCV при 0 °C | + | ||||||||||||||
| -20 °C | + | ||||||||||||||
Категория указывается вместе с маркой стали. Например, сталь с категорией 12 обозначается как 09Г2С-12.
Сталь 09Г2С не относится к коррозионностойким, поэтому готовое емкостное оборудование требуется покрывать специальными антикоррозионными составами — органосиликатными композициями, полиуретановыми составами, акрилуретановыми эмалями и т.д. Выбор покрытия осуществляется под конкретный заказ и зависит от условий эксплуатации, типа и агрессивности рабочей среды, а также особенностей технологического процесса.
Нержавеющий металлопрокат и отличия между разными типами подробно рассматривались на странице «Блог директора» в статье «Нержавеющие марки стали: химические свойства, классификация, аналоги».
Источник
