Характеристика материала. Сталь 09Г2С.
Марка
Сталь 09Г2С.Кремнемарганцовистая сталь.
Заменитель:
Классификация
Сталь конструкционная низколегированная для сварных конструкций
Применение
различные детали и элементы сварных металлоконструкций, работающих при температуре от -70 до +425°С под давлением.
Номенклатура и общие нормы
Вид поставки
Сортовой и фасонный прокат
Лист толстый
Лист тонкий
Полоса
Поковки и кованые заготовки
Химический состав в % материала 09Г2С
Температура критических точек материала 09Г2С.
Предел текучести σ0,2 (ГОСТ 5520-79)
Механические свойства при повышенных температурах
Механические свойства в зависимости от температуры отпуска
Технологические свойства
Температура ковки, °С: начала 1250, конца 850.
Свариваемость – сваривается без ограничений.
Способы сварки: РДС, АДС под флюсом и газовой защитой, ЭШС.
Обрабатываемость резанием Kv тв.спл. = 1,0 и Kv б.ст = 1,6 в нормализованном, отпущенном состоянии при σВ = 520 МПа
Склонность к отпускной хрупкости – не склонна.
Флокеночувствительность – не чувствительна
Обозначения:
Марка стали 09Г2С находит свое применение при изготовлении деталей сварных металлоконструкций, работающих в широком интервале температур от -70 до +425 °С. Это детали паровых котлов, а также других аппаратов, работающих в условиях высокого давления. Сталь 09Г2С применяется в судостроении, химической промышленности, а также в производстве труб.
Физические свойства стали 09Г2С достаточны для того, чтобы обеспечить прочность фасонного, сортового и полосового металлопроката при различных толщинах (от 10 до 100 мм). При этом какой-либо дополнительной обработки не потребуется.
Обозначение 09Г2С имеет прямой физический смысл. Цифры 09 идущие перед буквами, обозначают, что в данной марке стали всего 0,09% углерода. Буква «Г», обозначает, что в стали присутствует марганец, а двойка, идущая после «Г» – что марганца до 2%. Буквой С обозначается кремний. Обратите внимание, что после буквы цифры нет, это обозначает, что кремния в стали меньше 1%. Таким образом, 09Г2С – это низколегированная сталь.
Купить сталь 09Г2С.Сталь конструкционная низколегированная для сварных конструкций со средним содержанием углерода 0,09%,повышенным содержанием марганца(1,3-1,7%) и кремния(0,5-0,8%).Кремнемарганцовистая группа сталей.
 |
|
| Сталь марки 09Г2С (отечественные аналоги 09Г2, 09Г2ДТ, 09Г2Т, 10Г2С) |
| Класс: Сталь конструкционная низколегированная для сварных конструкций, марка стали 09Г2С широко применяется при производстве труб и другого металлопроката. |
| Использование в промышленности: различные детали и элементы сварных металлоконструкций, работающих при температуре от —70 до +425°С под давлением. |
| Вид поставки: сортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 19281-73, ГОСТ 2590-2006, ГОСТ 2591-2006, ГОСТ 8239-89, ГОСТ 8240-97. Лист толстый ГОСТ 19282-73, ГОСТ 5520-79, ГОСТ 5521-93, ГОСТ 19903-74. Лист тонкий ГОСТ 17066-94, ГОСТ 19904-90. Полоса ГОСТ 103-2006, ГОСТ 82-70. Поковки и кованные заготовки ГОСТ 1133-71. |
| Расшифровка марки 09Г2С: Обозначение 09Г2С означает, что в стали присутствует 0,09% углерода, поскольку 09 идет до букв, далее следует буква «Г» которая означает марганец, а цифра 2 – процентное содержание до 2% марганца. Далее следует буква «С», которая означает кремний, но поскольку после С цифры нет – это означает содержание кремния менее 1%. Таким образом, расшифровка 09Г2С означает, что перед нами сталь имеющая 0,09% углерода, до 2% марганца, и менее 1% кремния и поскольку общее кол-во добавок колеблется в районе 2,5% то это низколегированная сталь. |
| Химический состав в % стали марки 09Г2С | ||
| C | до 0,12 |  |
| Si | 0,5 – 0,8 | |
| Mn | 1,3 – 1,7 | |
| Ni | до 0,3 | |
| S | до 0,04 | |
| P | до 0,035 | |
| Cr | до 0,3 | |
| N | до 0,008 | |
| Cu | до 0,3 | |
| As | до 0,08 | |
| Fe |
| Зарубежные аналоги марки стали 09Г2С |
|
| Германия | 13Mn6, 9MnSi5 |
| Япония | SB49 |
| Китай | 12Mn |
| Болгария | 09G2S |
| Венгрия | VH2 |
| Румыния | 9SiMn16 |
| Свойства и полезная информация: |
| Механические свойства в зависимости от темп. °С отпуска |
||||
| Темп. отпуска, °С | σ0,2 (МПа) | σВ (МПа) | δ5 (%) | ψ (%) |
| Листы толщиной 34 мм в состоянии поставки HB 112-127 (образцы поперечные) | ||||
| 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 |
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.
| Краткие обозначения: | |||
| σв | – временное сопротивление разрыву (предел прочности при растяжении), МПа | ε | – относительная осадка при появлении первой трещины, % |
| σ0,05 | – предел упругости, МПа | Jк | – предел прочности при кручении, максимальное касательное напряжение, МПа |
| σ0,2 | – предел текучести условный, МПа | σизг | – предел прочности при изгибе, МПа |
| δ5,δ4,δ10 | – относительное удлинение после разрыва, % | σ-1 | – предел выносливости при испытании на изгиб с симметричным циклом нагружения, МПа |
| σсж0,05 и σсж | – предел текучести при сжатии, МПа | J-1 | – предел выносливости при испытание на кручение с симметричным циклом нагружения, МПа |
| ν | – относительный сдвиг, % | n | – количество циклов нагружения |
| s в | – предел кратковременной прочности, МПа | R и ρ | – удельное электросопротивление, Ом·м |
| ψ | – относительное сужение, % | E | – модуль упругости нормальный, ГПа |
| KCU и KCV | – ударная вязкость, определенная на образце с концентраторами соответственно вида U и V, Дж/см 2 | T | – температура, при которой получены свойства, Град |
| s T | – предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), МПа | l и λ | – коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала), Вт/(м·°С) |
| HB | – твердость по Бринеллю | C | – удельная теплоемкость материала (диапазон 20 o – T ), [Дж/(кг·град)] |
| HV | – твердость по Виккерсу | pn и r | – плотность кг/м 3 |
| HRCэ | – твердость по Роквеллу, шкала С | а | – коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20 o – T ), 1/°С |
| HRB | – твердость по Роквеллу, шкала В | σ t Т | – предел длительной прочности, МПа |
| HSD | – твердость по Шору | G | – модуль упругости при сдвиге кручением, ГПа |
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
1.1. Прокат изготовляют классов прочности 265, 295, 315, 325, 345, 355, 375, 390 и 440.
(Измененная редакция, Изм. № 1).
1.3. Степени точности проката по размерам, плоскостности, кривизне в пределах, предусмотренных и стандартах на сортамент, указываются потребителем в заказе. При отсутствии в заказе требований точность изготовления определяет предприятие-изготовитель.
1.4. Примеры условных обозначений приведены в приложении 1 .
2.1. Характеристики базового исполнения
Массовая доля фосфора в стали должна быть не более 0,035%, серы – не более 0,040%.
Массовые доли азота в стали – не более 0,012%, мышьяка – не более 0,08%. При выплавке стали из керченских руд массовая доля мышьяка – не более 0,15%, при этом массовая доля фосфора – не более 0,030%.
Перечень марок сталей, рекомендуемых для различных классов прочности и толщин фасонного и сортового проката, приведен в приложении 3 , листового проката – в приложении 4 .
2.1.2. Прокат изготовляют в горячекатаном, термообработанном состоянии или после контролируемой прокатки в соответствии с заказом. При отсутствии указания способ изготовления определяет предприятие-изготовитель.
(Измененная редакция, Изм. № 1).
2.1.4. Расслоения в листах не допускаются.
2.1.5. Механические свойства при растяжении, а также условия испытания на изгиб должны соответствовать для фасонного и сортового проката требованиям табл. 1 , листового и широкополосного универсального проката и гнутых профилей – табл. 2 .
Допускается испытание на изгиб фасонного и листового проката толщиной до 20 мм у изготовителя не проводить. При этом соблюдение установленных норм изготовителем должно гарантироваться.
Механические свойства сортового и фасонного проката
Толщина проката, поставляемая по данному классу прочности, мм, не более
Предел текучести s т , Н/мм 2 (кгс/мм 2 )
Временное сопротивление s в , Н/мм 2 (кгс/мм 2 )
Относительное удлинение d 5 , %
Изгиб до параллельности сторон ( а – толщина образца, d – диаметр оправки)
Примечание . При заказе класса прочности 295 из парки стали 09Г2, 09Г2Д, толщиной до 20 мм предел текучести должен быть не менее 305 Н/мм 2 , а временное сопротивление – не менее 440 Н/мм 2 .
Механические свойства листового, полосового, широкополосного универсального проката и гнутых профилей
Толщина проката, поставляемая по данному классу прочности, мм, не более
Предел текучести s т , Н/мм 2 (кгс/мм 2 )
Временное сопротивление s в , Н/мм 2 (кгс/мм 2 )
Относительное удлинение d 5 , %
Изгиб до параллельности сторон ( а – толщина образца, d – диаметр оправки)
Примечание . При заказе класса прочности 265 из марки стали 16ГС временное сопротивление должно быть не менее 450 Н/мм 2 ; при заказе класса прочности 295 из марки стали 09Г2, 09Г2Д, толщиной до 20 мм предел текучести должен быть не менее 305 Н/мм 2 , а временное сопротивление не менее 440 Н/мм 2 ; при заказе класса прочности 315 из марки стали 12ГС относительное удлинение должно быть не менее 26%; при заказе класса прочности 325 из стали марки 09Г2С толщиной св. 10 до 20 мм временное сопротивление должно быть не менее 470 Н/мм 2 ; при заказе класса прочности 345 из марок стали 17 ГС и 17Г1С относительное удлинение должно быть не менее 23%.
При заказе класса прочности 345 из марки стали 10ХНДП временное сопротивление должно быть не менее 470 Н/мм 2 , а относительное удлинение – не менее 20%.
(Измененная редакция, Изм. № 1).
Химический состав низколегированных марок сталей
Массовая доля элементов, %
алюминий 0,08. 0,15
1. Массовая доля азота в сталях, не легированных азотом не должна превышать 0,008 %. Допускается массовая доля азота до 0,010 %, при этом прокат независимо от категории должен удовлетворять требованиям табл. 6 и 7 в части норм ударной вязкости после механического старения.
2. Допускается добавка алюминия и титана из расчета получения массовой доли в прокате алюминия – не более 0,05%, титана – не более 0,03 %.
3. Массовые доли фосфора, серы и мышьяка в стали должны соответствовать п. 2.1.1 .
(Измененная редакция, Изм. № 1).
2.2.1. Прокат с регламентированным химическим составом.
Химический состав по плавочному анализу ковшевой пробы должен соответствовать нормам, приведенным в табл. 3 . В готовом прокате допускаемые отклонения по массовой доле элементов от норм, приведенных в табл. 3 , должны соответствовать табл. 4 .
Примечание . Для проката, предназначенного для сварных конструкций и конструкций ответственного назначения, в заказе устанавливают марку стали и требования к свариваемости.
Допускаемые отклонения по массовой доле элементов, %
Допускаемые отклонения по массовой доле элементов, %
Примечание . В прокате из стали марки 10ХНДП допускается отклонения по массовой доле фосфора +0,03%, алюминия 
, %.
2.2.2. Прокат с ограничением массовой доли фосфора не более 0,030 %, серы – не более 0,035 %.
2.2.3. Прокат с гарантией свариваемости
Свариваемость стали обеспечивается технологией ее изготовления и химическим составом.
(Измененная редакция, Изм. № 1).
2.2.4. Прокат с нормированным углеродным эквивалентом Сэ должен быть: не более 0,49 – для стали класса прочности 390, не более 0,51 – для стали класса прочности 140.
2.2.5. Прокат классов прочности 265, 295, 315 (толщиной свыше 20 мм), 325 (толщиной свыше 10 мм), 345, 355, 375, 390 и 440 с повышенной стойкостью против атмосферной коррозии. При этом массовая доля меди в стали должна составлять 0,15-0,30 %, к обозначению класса прочности добавляется буква Д (например 265Д, 295Д).
Примечание . Прокат из стали марки 09Г2Д класса прочности 295 может изготовляться толщиной до 20 мм.
(Измененная редакция, Изм. № 1).
2.2.6. Прокат классов прочности 315 и 345 с применением нормализации или контролируемой прокатки, классов прочности 390, 440 с применением термического упрочнения или контролируемой прокатки.
2.2.7. Прокат для изделий в исполнении ХЛ с применением термической обработки или контролируемой прокатки, указываемых в заказе.
2.2.8. Прокат классов прочности 390 и 440 с ограничением верхнего предела временного сопротивления величинами не более чем на 180 Н/мм 2 превышающими указанные в табл. 1 и 2.
2.2.9. Прокат с нормируемой ударной вязкостью.
В зависимости от требований к испытаниям на ударный изгиб прокат изготовляют по категориям, указанным в табл. 5 . Нормы ударной вязкости приведены в табл. 6 и 7.
2.2.10. Прокат с очисткой от окалины.
2.2.11. Прокат с зачисткой заусенцев и без смятия концов.
Класс сплошности листов устанавливают по согласованию изготовителя с потребителем в соответствии с ГОСТ 22727. Контроль прикромочных зон производят по требованию потребителя.
(Измененная редакция, Изм. № 1).
2.2.13. Прокат с регламентированным верхним пределом текучести.
3.1. Правила приемки проката по ГОСТ 7566 с дополнениями. Прокат принимают партиями. Партия должна состоять из проката одного класса прочности, одного размера по толщине, одного режима термической обработки стали, одного базового химического состава. Масса партии не должна превышать 350 т.
Партия проката из стали с регламентируемым химическим составом и разливаемой в слитки должна состоять, кроме того, из одной плавки-ковша; в партии проката из стали, разливаемой на машинах непрерывного литья заготовок (МНЛЗ), разница по массовой доле углерода в стали не должна превышать 0,04%, а по массовой доле марганца – 0,15% по ковшевому анализу.
Каждая партия проката сопровождается документом о качестве, содержащим:
товарный знак или наименование и товарный знак предприятия-изготовителя;
дату выписки документа о качестве;
номер вагона или транспортного средства;
наименование продукции, размеры, количество мест, их общая масса и, в случае поставки по сдаточной (теоретической) массе, знак ТМ;
фактический химический состав;
вид плоскостности для листа;
характер кромки для листа;
группу качества поверхности для сортового проката;
вид термической обработки (при поставке проката в термически обработанном состоянии);
штамп отдела технического контроля.
Для проката, принимаемого с характеристиками, устанавливаемыми потребителем в соответствии с п. 2.2 , в документе о качестве дополнительно указывают результаты испытаний по заказываемым показателям.
Для проката, принимаемого с регламентированным химическим составом, в документе о качестве указывают марку стали, химический состав и номер плавки, номер партии, если плавка делится на партии. Для проката с гарантией свариваемости дополнительно указывается обозначение – св.
(Измененная редакция, Изм. № 1).
Ударная вязкость КС U при +20 ° C
Ударная вязкость после механического старения
Ударная вязкость КС U при -20 ° С
Ударная вязкость КCV при 0 ° С
1. При заказе проката категории, предусматривающей испытание на образцах с концентратором напряжения вида V, потребитель может одновременно указать дополнительное требование к прокату в соответствии с одной из категорий, предусматривающей испытание на образцах с концентратором напряжения вида U .
2. Сортовой прокат по категориям 5-7 и 13-15 не изготовляют. Фасонные профили по категориям 5-7 и 13-15 изготовляют толщиной до 11 мм включительно.
Ударная вязкость толстолистового и широкополосного универсального проката
Толщина проката, мм
Ударная вязкость КС U , Дж/см 2 (кгс × м/см 2 ), при температуре, ° С
Ударная вязкость КС V , Дж/см 2 (кгс × м/см 2 ), при температуре, ° С
Ударная вязкость KCU , Дж/см 2 (кгс × м/см 2 ) после механического старения при температуре, ° С
1. При отсутствии норм КС V определение ударной вязкости проводят до 01.01.93 для набора данных, после чего устанавливаются нормы. Результаты испытаний заносятся в документ о качестве.
2. Значения ударной вязкости КС U для категории заказа 3 должны быть не менее норм, установленных для категории заказа 4. Значения ударной вязкости КС U для категории заказа 5 и 6 должны быть не ниже норм установленных для категории заказа 7.
3. Для проката класса прочности 265 из стали марки 09Г2С ударная вязкость КС U при температуре минус 40 ° С должна быть не менее 34 Дж/см 2 , при температуре минус 70 ° С – не менее 29 Дж/см 2 .
4. Для проката класса прочности 295 из стали марок 09Г2, 09Г2Д для толщин от 20 до 32 мм включ. значение ударной вязкости КС U должно быть не менее 39 Дж/см 2 при температуре минус 40 ° С.
5. Для проката класса прочности 325 из стали марки 14Г2 для толщин от 5 до 20 мм значение ударной вязкости КС U при температуре испытания – 40 ° С уменьшается на 5 Дж/см 2 .
6. Для проката класса прочности 345 толщиной от 5 до 10 мм включ. из марки стали 17ГС значение ударной вязкости КС U при температуре испытания – 40 ° С должно быть не менее 44 Дж/см 2 , из марки стали 09Г2С при температуре испытания – 70 ° С не менее 34 Дж/см 2 .
7. Для проката всех классов прочности с регламентированным химическим составом из стали марок 09Г2, 14Г2, 12ГС, 17ГС, 17Г1С, 15ГФ, 15Г2СФ, 10Г2Б, 12Г2Б, 14ХГС и 10ХНДП нормы ударной вязкости КС U при температуре минус 70 ° С до 01.01.93 браковочным признаком не являются и определяются для набора статистических данных.
8. Для проката класса прочности 390 толщиной от 15 до 40 мм включительно из стали марки 10ХСНД значение ударной вязкости КС при температуре испытания – 40 ° С должно быть не менее 49 Дж/см 2 .
Ударная вязкость сортового, полосового и фасонного проката
Толщина проката, мм
Ударная вязкость КС U , Дж/см 2 (кгс × м/см 2 ), при температуре, ° С
Ударная вязкость КС V , Дж/см 2 (кгс × м/см 2 ), при температуре, ° С
Ударная вязкость KCU , Дж/см 2 (кгс × м/см 2 ) после механического старения при температуре, ° С
“>
