Alp22.ru

Промышленное строительство
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Конструкционная сталь 09Г2С

Конструкционная сталь 09Г2С

Конструкционная сталь 09Г2С используется во многих отраслях промышленности, поэтому изделия из нее представлены в широком ассортименте. Это обусловлено высокими физическими и эксплуатационными характеристиками, которые позволяют эксплуатировать конструкции -70/+425 С.

Расшифровка

Расшифровка стали 09Г2С дает возможность получить основную информацию о составе:

  • 09 – 0,09% С;
  • Г2 – 2% Mn;
  • С – менее 1% Si.

Химсостав

Кремнемарганцовистый сплав изготавливается по ГОСТ 27772-88. Он имеет аналогичные стали С345 характеристики и широко используется в строительстве.

В химический состав 09Г2С входит минимальное количество легирующих добавок, поэтому металл является низколегированным. Если в состав материала входят другие компоненты, это отражается на наименовании. В нем появляются индексы «ДТ», «Т» и т.д. При этом основные рабочие параметры остаются идентичными.

Применение

Сталь предназначена для создания строительных конструкций. Это обусловлено высокой прочностью и надежностью, возможностью сократить расход металла на изготовление элементов. Например, при использовании обычного сплава толщина изделия равна 5 мм, а 09Г2С – 2,5-3 мм. Однако стоимость материалов отличается.

Лист стали 09Г2С

Лист стали 09Г2С

Технические показатели металла позволяют использовать его -70/ +450 С. Поэтому он предназначен для создания различных элементов и соединений, а высокая свариваемость дает возможность создавать сложные агрегаты для машино- и судостроительной, железнодорожной отрасли. Термообработанная сталь применяется для создания трубопроводов. В северных районах она используется для передачи углеводорода.

Отменные свойства металла позволяют изготавливать фасонный прокат – двутавры, уголки и пр. Сфера применения стали 09Г2С охватывает элементы, используемые в станкостроении, транспортной промышленности и строительстве.

Из нее строят ограждения, щиты для размещения рекламы, небольшие архитектурные формы. Она востребована и при оснащении котлов.

Сталь обеспечивает долговечность и надежность элементам, применяемым в производстве, транспортных сетях, коммунальном хозяйстве, а также на предприятиях, расположенных в северных районах. Фланцы являются массовым продуктом, изготовленным из марки стали 09Г2С, т.к. сохраняют свои свойства при эксплуатации в большом диапазоне температур.

Возведение складского здания

Возведение складского здания

Популярность металла обусловлена большим количеством преимуществ, среди которых:

  • высокая технологичность;
  • экономичность;
  • простота обработки сварных конструкций;
  • малый вес;
  • прочность;
  • устойчивость к износу.

Свойства

Сварка элементов из стали осуществляется любым методом без предварительной подготовки поверхности. В результате обеспечивается эффективность использования сварных конструкций, полученных на основе конструкционной стали 09Г2С.

Причиной этого является малое количество углерода в составе. На основании многолетнего опыта проектирования специалистами был сделан вывод о том, что повышение содержания данного компонента приводит к ухудшению качества сварного шва и образованию дефектов – пористой структуры, непроваров, закаленных участков. После отпуска сплав не становится хрупким, а структура остается устойчивой к чрезмерному нагреву и появлению трещин в околошовной зоне.

Изготавливают сталь с использованием:

  • мартеновского;
  • электротермического;
  • конвертерного метода.

Сырьем для получения металла является чугун. Свойства сплава улучшают в соответствии с технологией – увеличивают количество углерода и вводят легирующие добавки.

Технические характеристики

К основным техническим характеристикам стали 09Г2С относятся:

ударная вязкость590-640 кДж/м 2 ;
относительное удлинение при разрыве21%;
площадка текучести155-255 МПа;
предел прочности343 МПа;
удельный вес7850 кг/м 3 ;
свариваетсябез ограничений;
твердость стали 09Г2С по Бринеллю450-490 МПа.

Стоимость

Точная стоимость определяется на основании:

  • способа доставки;
  • объема;
  • технологии производства;
  • характеристик материала;
  • качества обработки поверхности;
  • расходов на хранение и доставку;
  • актуальной цены изделий.

В среднем стоимость составляет 374 руб./кг.

Нормативные документы

В России изготавливают:

  • сортовой и фасонный прокат по ГОСТ 19281-73;
  • листы и полосы по ГОСТ 19282-73.

Среди них имеются уголки, двутавры, листы и пр. Большой ассортимент продукции позволяет подобрать оптимальное сечение в зависимости от назначения, сделать решение экономически эффективным.

Горячекатаный лист стоит около 43 руб./кг, а лист из обычной стали – 41-43 руб./кг. Однако характеристики конструкционной стали 09Г2С в несколько раз превосходят показатели обычного металла.

Сварка

В большинстве случаев предварительная подготовка материала не требуется. Однако некоторые технологические процессы предусматривают нагрев рабочей поверхности до 120 градусов. Электродами для проведения работ могут выступать Э42А, Э50А, а также ряд других. Разделка кромок осуществляется при толщине металла более 5 мм, но и без нее можно качественно варить детали толщиной до 40 мм. В остальном порядок и правила сварочных работ остаются стандартными.

Полуавтоматическая сварка осуществляется при токе 200-230 Ампер и под давлением 2-2,2 атмосферы. После сварки происходит охлаждение в обычных условиях, это не влияет на свойства стали 09Г2С, но обеспечивает прочность сварного соединения.

Чтобы исключить проявление закалочной структуры, необходимо осуществлять отпуск при температуре 600-660 градусов. После этого происходит медленное остывание в печи, что исключает коробление. Если сечение детали не достигает 36 мм в толщину, отпуск можно не проводить.

Производство

Сырьем для изготовления является чугун, в который вводят углерод и легирующие компоненты. Производство осуществляется мартеновским, электротермическим и конвертерным способом.

Сплав применяется для создания элементов, работающих при отрицательной температуре. При этом материал остается прочным и пластичным, а стоимость монтажа – небольшой.

Сварка легированных сталей

Сварка распространенных строительных сталей 09Г2С, 10Г2С1, 14Г2 и др., имеющих предел текучести не более 390 МПа, не представляет затруднений. Она почти не отличается от сварки низкоуглеродистой стали. Эти стали не закаливаются и не склонны к перегреву, который влечет за собой рост зерна и снижение пластических свойств. Однако с увеличением содержания углерода в зтих сталях их свойства меняются. Так, стали 15ХСНД и 14Г2 с содержанием углерода 0,18 % имеют склонность к образованию закалочных структур и перегреву в зоне термического влияния. Поэтому для сварки этих сталей следует подбирать оптимальный режим, не допуская образования закалочных структур и перегрева. Сварку ведут электродами диаметром 4—5 мм в несколько слоев, а при толщине стали более 15 мм применяют способ сварки «каскадом» или «блоками», при этом не слишком разогревают металл, чтобы не перегреть зону влияния. Для стали 15ХСНД и 10ХСНД применяют электроды Э50А или Э55, которые перед сваркой прокаливают. Для сварки сталей 09Г2С, 10Г2С1, 14Г2 с содержанием С = 18 % применяют электроды Э42Аи Э50А. Сварка стали с пределом текучести более 390 МПа (16Г2АФ) требует особого внимания. Эта сталь вследствие повышенного содержания углерода склонна к образованию кристаллизационных трещин, однако менее подвержена перегреву околошовной зоны, так как легирована V и N. Сварку ее следует выполнять электродами Э60, Э55 или Э50А. Электроды Э60 марки ВСФ-65У пригодны для сварки во всех положениях на постоянном токе обратной полярности. Для сварки этих сталей можно применять электроды УОНИИ-13/55, СК2-50 и ПСК-50. Подготовляемую к сварке сталь надо особо тщательно очищать; свариваемые кромки и прилегающие к ним поверхности металла шириной не менее 20 мм должны быть очищены от ржавчины, окалины, жиров, краски, грязи, влаги и т. п. Кроме того, места приварки сборочных приспособлений следует срезать и тщательно зачищать абразивным инструментом заподлицо с основным металлом. При толщине стали более 25 мм применяют предварительный местный подогрев перед сваркой каскада, блока или секции, а ткаже подогрев места приварки приспособлений до температуры 120—160°С независимо от температуры окружающего воздуха. При температуре воздуха минус 15 °С и ниже применяют предварительный местный подогрев независимо от толщины стали.

Читайте так же:
Кованые навесы для дверей

При сборке элементов конструкций из стали 16Г2АФ на прихватках согласно типовой технологии длина их не должна быть меньше 100 мм и расстояние между ними не более 400 мм. Прихватки должны выполняться теми же сварщиками, которые будут сваривать эти конструкции. Перед сваркой рабочие-сварщики должны пройти практические испытания по сварке контрольных пластин из стали 16Г2АФ и быть допущенными к сварке этой стали.

Низколегированные теплоустойчивые стали обладают длительной механической прочностью при высокой температуре. Их применяют в машиностроении при изготовлении паровых энергетических установок. При сварке этих сталей могут образовываться трещины в зоне термического влияния, особенно при толщине стали более б—7 мм или повышенном содержании углерода и хрома. Стали 15ХМА и 12Х1МФ толщиной до б мм можно сваривать без подогрева; стали 20ХМА, 20ХМФЛ, 12Х2МФ, 12Х2М1Л и др. с повышенным содержанием С или Сг нуждаются в предварительном и сопутствующем подогреве до температуры 150— 200 °С при любой толщине свариваемых элементов. Необходимо также регулировать режим сварки, добиваясь замедленной скорости охлаждения от 1 до 25°С/с в зависимости от марки стали. Такой усредненный тепловой режим при сварке этих сталей необходим по двум причинам: чтобы избежать появления закалочных структур, что достигается повышением ?ешювложения; чтобы избежать перегрева зоны термического влияния, приводящего к росту зерна и ухудшению механических свойств, что достигается умеренным тепловложением. Для сварки теплоустойчивых низколегированных сталей предусмотрено 9 типов электродов. Например, для сварки стали 15ХМА — электроды марки Э09МХ, для сварки стали 12Х1МФ — электроды марки Э09Х1МФ. Применяют ряд марок электродов с основным покрытием. Конструкции толщиной более б мм, а также имеющие конструктивные концентраторы напряжений, после сварки подвергают высокому отпуску. В настоящее время установлено, что существенной причиной появления трещин в сварном соединении является растворенный в стали водород, который попадает в шов из покрытия электродов, ржавчины, влаги и т. п. и проникает (путем диффузии) в зону влияния. Для борьбы с водородом применяют следующие средства: увеличивают температуру прокалки электродов; применяют основное покрытие с фгором, которое связывает водород в химическое соединение HF; проводят низкотемпературную термообработку, которая заключается в сыдсрживанин сварной конструкции при температуре 150—200°С в течение 8—10 ч для удаления водорода. Четвертым важным техническим мероприятием, обеспечивающим качество конструкции, является высокий отпуск при температуре 650—750 °С, применяемый почти для всех марок сталей. Сварка теплоустойчивых низколегированных сталей неплавящимся электродом в среде аргона дает более надежные результаты, так как обеспечивает лучшую защиту металла от Н2.

Низколегированные высокопрочные стали марок 14Х2ГМ, 14Х2ГМРБ и другие сваривают по технологии, близкой по технологии сварки стали 16Г2АФ, с некоторым ужесточением требований к подготовке, сборке и технике сварки. Подлежащие сварке кромки деталей и прилегающий к ним металл на расстоянии не менее 20 мм от границы шва должны быть тщательно очищены от грата, окалины, ржавчины, масла, влаги и других загрязнений. Сделанные в деталях вырезы газовой резкой, надрезы, царапины, зарезы на кромках и углубления от ударной маркировки должны быть зачищены шлифовальным кругом на глубину 0,2—0,3 мм. Подготовка кромок, сборка соединений под сварку должны точно соответствовать размерам, предусмотренным ГОСТ 5264-80* и ГОСТ 14771-76*. Приваривать сборочные приспособления к деталям не рекомендуется. При необходимости их приварки временные швы после сварки деталей должны быть удалены вырубкой или строганием. Случайные повреждения (выхваты) основного металла расчищают, заплавлягот и зашлифовывают абразивным кругом заподлицо с деталью.

В начале и конце стыкового соединения устанавливают и приваривают выводные планки (17.1). Стыки допускается собирать на прихватках, которые должны быть высотой не менее 5—6 мм, длиной 50— 100 мм и располагаться на расстоянии не более 400 мм друг о г друга, но не в местах пересечения швов. Для сварки используют электроды Э70 марки АНП-2 с основным покрытием. Сварку ведут постоянным током обратной полярности. При температуре окружающего воздуха ниже 0°С и толщине стали до 30 мм применяют предварительный подогрев кромок до 100— 120°, а при толщине более 30 мм—до температуры 130—150°C. При положительной температуре и толщине стали 20 мм и более применяют предварительный подогрев до 60—100 °С, а при толщине 40 мм и более— 100—150°С. Стыки следует сваривать без перерывов, не допуская перегрева сварного соединения между отдельными проходами выше 200—230°С, во избежание роста зерна в околошовной зоне. Для контроля температуры применяют термопары, термоэлектрические пирометры или термоиндикаторные карандаши. Рекомендуется непосредственно после сварки продолжать подогрев до указанных выше температур, а затем закрывать шов асбестовой тканью для замедления остывания.

Читайте так же:
Что такое ввг пнг а

Короткие швы до 300 мм сваривают напроход, средние — до 1000 мм — от середины к концам, длинные—обратно-ступенчатым способом. При толщине металла более 20 мм применяют каскадный или блочный способ, при этом не следует забывать о недопустимости перегрева в соответствии с указанными пределами температур.

Сталь 09Г2С, её характеристики, расшифровка и область применения

В мире существует не одна сотня марок сталей. Только в одном отечественном марочнике дано описание более 700 марок этого сплава. Но, можно сказать, что из всего этого количества только несколько пользуются заслуженным спросом у производителей различного вида металлических конструкций. Характеристики стали 09Г2С позволяют отнести ее именно к этому меньшинству. Почему так происходит и где она находит применение?

Труды из стали 09Г2С

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.

Круг 09г2с табл 5.png табл 3.png вар 1 - дима22.png табл 4.png

Описание характеристик

Есть еще несколько характеристик, на которые стоит обратить свое внимание. Одна из них — это плотность. Для данной марки сплава численное значение находится в пределах 7800 кг/м3. Здесь стоит отметит, что при помощи легирующих элементов можно как увеличивать, так и уменьшать данный показатель. Если необходимо увеличить, то стоит добавить вольфрам, если нужно уменьшить, то можно ввести в состав кобальт, никель или медь.

Еще один параметр — это твердость. Эта характеристика может определяться сразу по нескольким видам. Это может быть шкала Бринелля, Роквелла, Виккерса и т.д. Выбор подходящей системы расчета обычно подбирается, исходя из того, какой тип материала необходимо охарактеризовать. Кроме того, это очень важно, когда нужно правильно подобрать тип сварки, так как твердость стали на шве должна быть очень высокой.

Труба с дополнительными жесткостями



09Г2С — свойства

Состав сплава обеспечивает этому материалу следующие основные свойства:

  • плотность 7,85 г/куб. см.;
  • предел текучести, при нагреве до различных температур лежит в диапазоне от 255 до 155 МПа.

Детали из сплава 09Г2С могут быть сварены между собой любым известным видом сварки, используемым в промышленности. При этом нет необходимости в проведении каких-либо никаких дополнительных подготовительных операциях, например, предварительном подогреве места сварки.

Сталь этого типа нашла свое применение при создании сварных конструкций. Хорошая свариваемость этого материала обеспечена низким содержанием атомов углерода.

Многолетний опыт показывает, что более высокое количество углерода приводит к образованию различных дефектов, например, пористости, непроварам. Более того, при выгорании углерода в структуре сварного шва образуются закаленные микроучастки и это приводит к снижению качества шва.

Среди многих достоинств этой стали можно назвать и то, что она не приобретает дополнительную хрупкость после отпуска. Кроме того, ее структура позволяет обеспечить устойчивость к излишнему нагреву и как следствие появлению трещин в районе сварного шва.

Для производства стали этой марки применяют несколько способов:

  • мартеновский;
  • электротермический;
  • конверторный.

В качестве основного сырья применяют чугун. В соответствии с требованиями ГОСТ расплав оптимизируют, то есть:

  • поднимают количество углерода;
  • вводят легирующие компоненты.

Благодаря этим мероприятиям готовая продукция получает требуемые свойства.

Расшифровка

В индексе каждой конкретной марки стали зашифрованы все ключевые особенности ее состава. Поэтому для профессионала эти цифры уже говорят обо всем:

  • Первая цифра сообщает предельное содержание углерода в сплаве в десятых долях процента. То есть «3» для стали марки ст3пс означает, что в ней содержится не более 0,3% углерода. Во втором же случае «09» соответствует 0,09%.
  • Буквы «ПС» и «СП» указывают на класс раскисления, то есть степени удаления из сплава кислорода. В данном случае это «полуспокойная» сталь, которую получили через химическую реакцию с титаном или алюминием.
  • Буквой «Г» кодируется марганец. А цифра «2», идущая за ней, показывает содержание в процентах. Буква «С» — это кремний. Цифры после нее нет, потому что концентрация очень мала.

То есть в стали марки 09г2с марганца не должно быть более 2%, а кремния — более 1%.

Как видите, основные характеристики уже налицо: одна из сталей содержит в несколько раз больше углерода, а другая легирована марганцем и кремнием. Что же это означает для практического применения обоих?

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.

Читайте так же:
Для чего проводят отжиг

09Г2С — область применения

Изделия из стали 09Г2С применяют для производства конструкций различного назначения. Этому способствует высокая прочность что позволяет использовать более тонкие компоненты конструкций. То есть, там, где толщина материала из обыкновенной стали составляет 5 мм, то из низколегированной, она будет в 1,5 — 2 раза меньше, и при этом надо помнить, то, что стоимость этих разных сталей примерно одинакова.

лист стали 09Г2С

Характеристики, присущие сплаву 09Г2С, позволяют применять ее при изготовлении деталей и узлов, которые будут работать в температурном диапазоне от -70 до +450 градусов Цельсия. Свариваемость, которая в сравнении с другими сталями, существенно выше, позволяет создавать сложные инженерно-технические конструкции эксплуатируемые в судо- и машиностроении, на железнодорожном транспорте. После проведения определенных видов термической обработки, эту сталь применяют для производства трубопроводной арматуры. Кстати, возможность работы этой стали при температуре в -70 градусов, позволила использовать трубы из этого материала для транспортировки углеводородов на севере нашей страны.

Эта сталь, обладающая высокой способностью к свариванию и отменными механическими параметрами, идеально подходит для производства фасонных изделий, например, балки или швеллера. Кроме того, из этой стали производят комплектующие для станкостроения, транспорта, строительной и химической отрасли.

В строительстве широко используют квадратную трубу, выполненную из стали 09Г2С. Из нее производят различные ограждения, в том числе декоративные, возводят рекламные конструкции, малые архитектурные формы. Важную роль этот материал играет и в производстве котельного оборудования, большая часть, которого, произведена именно из него.

квадратная труба

Следует отметить, что использование конструкций из стали 09Г2С позволяет функционировать объектам городского хозяйства, транспортным системам, производственным комплексам, расположенным в регионах с суровым северным климатом. Например, широким спросом пользуется такая продукция как фланцы. Опыт показывает, что сталь 09Г2С является оптимальным материалом для их производства. Дело в том, что они могут быть использованы как в помещении, так и при работе в различных температурах, в том числе и низких.

Широкую применяемость стали 09Г2С и ее аналогов, объясняется не только исключительными технологическими свойствами, но, с точки зрения снижения затрат, на производство конкретных изделий. В самом деле, конструкции, сваренные из этого материала проще обрабатываются, имеют меньшую массу и обладают хорошими параметрами по прочности и износостойкости.

Механические характеристики

Кроме легирования и химического состава, есть и другие важные параметры, характеризующие сплав. К примеру, это может быть легкая свариваемость металла. Обычно для этой операции используется ручная или автоматическая дуговая сварка под флюсом и с использованием газовой защиты. Стоит отметить, что данный сплав не поддается сварке только в том случае, если он прошел химико-термическую обработку.

Что касается механических параметров для 09Г2С 12 по ГОСТу, то в этом документе все величины представлены во время нахождения стали при комнатной температуре. Их достаточно много, но нужно выделить несколько основных.

  • очень важен такой параметр, как предел текучести во время остаточной деформации, измеряющийся в МПа;
  • есть также параметры, которые называются величинами удлинения, образующиеся при разрыве или сужении;
  • во время нагрузки один из основных параметров для стали — это ударная вязкость;
  • твердость по Бринеллю, измеряется в НВ.

производство стали

Сварка стали

Как уже отмечалось выше, сварка стали 09Г2С не требует предварительной подготовки, но существуют методы, при которых применяют дополнительный нагрев до 120 C. Сварку деталей можно выполнять, применяя любые электроды, например, Э42А или Э50А. Технология и сварочные приемы ничем не отличаются от тех, которые применяют при работе с другими марками сталей. Но есть и небольшие исключения, например, ГОСТ требует выполнять разделку кромок при толщине стального листа от 5 мм. Хорошая свариваемость 09Г2С позволяет работать без разделки кромок до толщины в 40 мм.

При полуавтоматической сварке листов, типовым режимом можно назвать следующий:

  • сила сварочного тока — от 200 до 230 А;
  • давление защитного газа — от 2 до 2,2 атм.

Конструкции из этой стали не требуют особых условий при охлаждении после сварки. Остывая, на открытом воздухе она набирает необходимые параметры качества шва.

Какие разновидности бесшовных труб бывают

Самая главная классификация это их способ изготовления (горячая и холодная катка), но об этом мы поговорим немного позже. Сейчас же давайте разберем другие разновидности данного металлопроката.


Различаться продукция может по базовой форме. Есть круглые, прямоугольные и квадратные варианты. Однако самое большое распространение в современных отраслях промышленности получили именно круглые экземпляры. Имеется еще одна классификация по контролируемым параметрам при изготовлении:

  • Высокие механические характеристики и показатели (маркируется буквой A);
  • Состав сплава для производства достаточно хорошего качества (маркируется буквой Б);
  • Хорошее сочетание механических характеристик и высококачественного сплава для изготовления (маркируется буквой В);
  • Высококачественный химический состав в сочетании с повышенными механическими показателями (маркируется буквой Г);
  • Повышенный контроль механических характеристик, химического состава, а также выполнения ряда испытаний на прочность и давление (гидроудар) (маркируется буквой Д).

Именно так выглядят бесшовные трубы 09Г2С в разрезе ⇓

В зависимости от условий эксплуатации и главной области назначения, выделяют следующие шесть категорий:

  • Стандартный газовый металлопрокат, которые применяются для транспортировки жидкостей и газообразных веществ различного характера и назначения;
  • Трубопроводы магистрального назначения. Это достаточно прочная продукция, которая способна выдерживать большое давление. Применяются для транспортировки жидкостей и газов под высоким давлением;


Готовые к отгрузке бесшовные трубы 09Г2С

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.

Читайте так же:
Ленточная пила своими руками в домашних условиях

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.

Классификация сталей по свариваемости

По свариваемости стали подразделяют на четыре группы: первая группа — хорошо сваривающиеся; вторая группа — удовлетворительно сваривающиеся; третья группа — ограниченно сваривающиеся; четвертая группа — плохо сваривающиеся.

Основные признаки, характеризующие свариваемость сталей,- склонность к образованию трещин и механические свойства сварного соединения.

К первой группе относятся стали, сварка которых может быть выполнена по обычной технологии, т.е. без подогрева до сварки и в процессе сварки и без последующей термообработки. Однако применение термообработки для снятия внутренних напряжений не исключается.

Ко второй группе относят в основном стали, при сварке которых в нормальных производственных условиях трещин не образуется. В эту же группу входят стали, которые для предупреждения образования трещин нуждаются в предварительном нагреве, а также в предварительной и последующей термообработке.

К третьей группе относят стали, склонные в обычных условиях сварки к образованию трещин. При сварке их предварительно подвергают термообработке и подогревают. Кроме того, большинство сталей, входящих в эту группу, подвергают обработке после сварки.

К четвертой группе относят стали, наиболее трудно поддающиеся сварке и склонные к образованию трещин. Эти стали свариваются ограниченно, поэтому сварку их выполняют с обязательной предварительной термообработкой, с подогревом в процессе сварки и последующей термообработкой.

Хорошо сваривающиеся углеродистые, низко- и среднелегированные стали. Условия сварки нормальные. Литые детали с большим объемом наплавленного металла рекомендуется варить с промежуточной термообработкой (отжиг или высокий отпуск по режиму термообработки для данной стали). Для конструкций, работающих под статической нагрузкой, термообработку после сварки не производят.

Для ответственных конструкций, работающих под динамическими нагрузками или при высокой температуре, термообработка производится в соответствии с техническими условиями. Детали с большим объемом наплавленного металла подлежат отжигу или высокому отпуску.

При сварке электродами Э42, Э42А, Э50, Э50А, Э55 (ГОСТ 9467 — 75) сварное соединение обрабатывают нормальным режущим инструментом.

Свариваемость сталей по маркам приведена в табл. 1.

Удовлетворительно сваривающиеся углеродистые, низко- и средне- легированные стали. Термообработка стали до сварки различна в зависимости от марки стали и конструкции деталей. Для отливок из стали 30Л и 35Л обязателен отжиг. Детали машин из проката или из поковок, не имеющие жестких контуров, могут подвергаться сварке в термически обработанном состоянии (закалка и отпуск).

Сварка на морозе не допускается. Сварку деталей с большим объемом наплавленного металла, а также сварку усилительных вкладышей рекомендуется производить с промежуточной термообработкой (отжиг или высокий отпуск). При заварке мелких раковин на деталях и элементах из углеродистой стали, содержащей углерода 0,35%, и при невозможности последующего отпуска завариваемую деталь подвергают местному подогреву.

Таблица 1. Свариваемость сталей

Углеродистые, низко- или среднелегированные стали

Ст1кп, Ст1пс, Ст1сп, Ст2кп, Ст2пс, СтЗкп, СтЗпс, СтЗсп, Ст4кп, Ст4пс, Ст4сп, Ст1кп, БСт1сп, БСт2кп, БСт2пс, БСт2сп, БСтЗкп, БСтЗпс, БСтЗсп, БСт4кп, Ст4пс, БСт4сп

О,8; 10, 15, 20, 25, 15Г, 20Г

15Х, 20Х, 20ХГСЛ, 12ХН2, 12Х2Н4А, 15НМ

БСт5сп, БСт5сп, БСт5Гсп

15ХСНД (СХЛ-1, НЛ-2)

Ст6пс, Ст6сп, БСт6пс, БСт6сп

35ХМ, З0ХГС, 35СГ, ЗЗХС, 20Х2Н4А

40Г, 45Г, 50Г, 60Г, 65Г, 70Г

50ХГ, 50ХГА, 55С2, 55С2А, 65, 75, 85, 60С2, 60С2А

У7, У6, У8Г, У9, У10, У11; У12, У13, У7А, У8А, У8ГА, У9А, У10А, У11А, У12А, У13А

Читайте так же:
Распил на форматно раскроечном станке

0Х20Н14С2 (ЭИ732), Х23Н18 (ЭИ417), ОХ18Н10 (ОХ18Н9, ЭЯ0), Х18Н9Т (1Х18Н9Т, ЭЯ1Т)

2Х18Н9 (ЭЯ2), Х18Н9 (1Х18Н9, ЭЯ1)

Х12, Х12М, Х, 9Х, 7ХЗ, 8ХЗ, 9ХС, 4ХС. Ф, 8ХФ, В1, ЗХ2В8Ф, 4ХВ2С, 5ХВ2С, ХВГ, 9ХВГ, 6ХВГ, 5ХНВ, ХВ5, 5ХГМ, 6ХВ2С

Термообработка после сварки различна для разных марок стали.

Для отливок из стали 30Л и 35Л при заварке сквозных трещин и сварке усилительных вкладышей обязателен отжиг или высокий отпуск. При заварке мелких дефектов на углеродистой стали, содержащей углерода более 0,35%, для улучшения механических свойств и обрабатываемости термическую обработку ведут по режиму для данной стали. Для других сталей, сваренных в термически обработанном состоянии, обязателен отпуск с нагревом до температуры на 50 — 100°С ниже температуры отпуска стали. Для стали 27ГС, 20ХГС и других сталей, склонных к отпускной хрупкости, температура отпуска после сварки должна быть вне области температуры отпускной хрупкости.

Сварные соединения, выполненные электродами Э42, Э42А, Э50, Э50А, Э55, можно обрабатывать нормальным режущим инструментом при условии, если содержание углерода в углеродистой стали не превышает 0,35% и объем наплавленного металла не меньше 20х20х10 мм.

Металл, наплавленный электродами ЦЛ-2, ЦЛ-4 (ГОСТ 10052 — 62), обрабатывают твердосплавным инструментом.

Ограниченно сваривающиеся углеродистые низко- и среднелегированные стали. Для отливок из стали ЛХН2 и 50Л до сварки обязателен отжиг независимо от конфигурации отливки. Мелкие дефекты допускается заваривать в термически обработанном состоянии отливки. Для деталей машин из проката или из поковок, не имеющих особо жестких контуров и жестких узлов, допускается заварка в термически обработанном состоянии (закалка и отпуск).

Тепловой режим сварки следующий. Без предварительного подогрева, можно сваривать в случаях, когда сварные соединения не имеют жестких контуров, толщина металла не более 15 мм, температура окружающего воздуха не ниже 5°С, а сварные соединения имеют вспомогательный характер. Во всех других случаях обязателен предварительный подогрев до температуры 200°С.

Термообработка после сварки имеет следующие особенности.

При заварке крупных дефектов на деталях из стали ЛХН2 требуется термообработка по режиму для данной стали. После заварки мелких дефектов в термически обработанной отливке обязателен повторный отпуск по режиму для данной стали. Для всякой другой стали рассматриваемой группы, сваренной в термически обработанном состоянии, обязателен отпуск для снятия напряжений с нагревом до температуры на 50 — 100°С ниже температуры отпуска стали. Для стали 30ХГСА и других сталей, склонных к отпускной хрупкости, температура отпуска после сварки должна быть вне области отпускной хрупкости.

При сварке электродами Э42, Э42А, Э50, Э50А, Э55 сварные соединения обрабатываются без затруднении, если деталь подвергнута отпуску при температуре не ниже 550 — 650°С.

Плохо сваривающиеся углеродистые низко- и среднелегированные стали. Сталь перед сваркой должна быть отожжена. Независимо от толщины свариваемых элементов и типа сварного соединения сталь необходимо предварительно подогревать до температуры не ниже 200°С.

Термообработку после сварки производят по специальной инструкции в зависимости от марки стали и ее назначения.

Механическая обработка сварного соединения возможна только после отжига или высокого отпуска.

Хорошо сваривающиеся легированные стали. Термообработку до сварки не производят. При значительном наклепе металл необходимо закалить до температуры 1050 — 1100°С. Тепловой режим сварки нормальный. Термообработку после сварки не производят.

Механическая обработка сварных соединений ввиду высокой вязкости большинства сталей рассматриваемой группы затруднена.

Удовлетворительно сваривающиеся легированные стали. Рекомендуется до сварки применять отпуск при температуре 650 — 710°С с охлаждением на воздухе. Тепловой режим сварки нормальный.

На морозе сварка не допускается. Предварительный подогрев до 150 — 200°С необходим лишь при сварке элементов с толщиной стенок более 10 мм.

После сварки для снятия напряжений и снижения твердости околошовной зоны, особенно при сварке электродами из стали 0Х14А, рекомендуется заваренные детали подвергать отпуску при температуре 650 — 710°С с охлаждением деталей на воздухе.

При сварке электродами ЦЛ-2 и ЦЛ-4 термообработку производят по специальному режиму. Механическая обработка возможна только после термообработки по специальному режиму.

Ограниченно сваривающиеся легированные стали. Термообработка до сварки для различных сталей различна. Для сталей 18Х14А и СХНА обязателен отпуск при температуре 650 — 710°С с охлаждением на воздухе. Для других сталей рекомендуется закалка в воде от температуры 1050 — 1100°С.

При сварке для сталей 18Х14А, СХНА, Х25Н13Л обязателен предварительный подогрев до температуры 200 — 300°С. Стали 9Х19НА, Х18Н9 и 2Х18Н9 сваривают в нормальных условиях с минимальным разогревом и минимальной скоростью охлаждения металла шва и зоны термического влияния.

После сварки для снятия напряжений и понижения твердости металла сварного соединения детали из стали 18Х14А должны подвергаться отпуску при температуре 650 — 710°С. Для стали 9Х19НА, Х18Н9, 2Х18Н9 обязательна закалка в воде от температуры 1050- 1100°С.

Механическая обработка сварного соединения из стали 18Х14А возможна только после отпуска. Для всех других сталей обрабатываемость сварного соединения — на уровне основного металла.

Плохо сваривающиеся легированные стали. До сварки рекомендуется отпуск по определенным режимам для различных сталей.

Допускается сварка инструментальной стали в термически обработанном состоянии, если шов наплавляется не на режущую часть инструмента.

Для стали Г13Л обязательна закалка. При сварке обязателен предварительный подогрев до 200 — 300°С, за исключением сталей РФ18 и Р9, подогрев которых должен быть не ниже 600°С. Сварка стали Г1ЗЛ в состоянии закалки должна производиться без подогрева.

Термообработку после сварки выполняют по специальным инструкциям в зависимости от марки стали и назначения. Для стали Г1ЗЛ термообработка не требуется.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector