Сталь 09Г2С

Изделия из низколегированной конструкционной стали 09Г2С популярны во многих производственных отраслях, что подкрепляется широким предложением сортамента продукции данной марки. Благодаря собственным физическим особенностям, сталь 09Г2С по праву заняла собственную позицию на рынках современного спроса и предложений. Характеристики стали 09Г2С дают возможность использовать её для ключевого материала во время изготовления деталей, которые предназначаются для работы в диапазоне температур среды работы от -70 ?С до + 425 ?С, что во время проектирования изделий привлекает большое внимание к себе ещё большего числа конструкторов.

Состав стали 09Г2С

Прежде чем перейти к детальному рассмотрению химического состава, необходимо понять, что означает расшифровка стали 09Г2С. Буквы «С» и «Г» сообщают про то, что в составе сплава есть марганец и кремний. Однако в каком числе? Давайте подумаем.

Первая цифра, стоящая в начале названия марки, сообщает о количестве углерода, содержащегося в сплаве, и отображаемая в сотых долях. Исходя из этого, процент углерода в сплаве 09Г2С составляет приблизительно 0,09. Следующие цифры показывают содержание легирующих компонентов: марганца в этом сплаве содержится около 2% и менее 1% кремния.

Состав стали 09Г2С

Кроме ключевых легирующих компонентов, состав стали 09Г2С имеет в себе нижеследующие составляющие периодической таблицы:

Хим.компонент	Содержание в стали, %
C	Менее 0,12
Si	0,5…0,8
Mn	1,3…1,7
Ni	Менее 0.3
S	Менее 0.035
P	Менее 0.03
Cr	Менее 0.3
V	Менее 0.12
N	Менее 0.008
Cu	Менее 0.3
As	Менее 0.08

Суммарное кол-во легирующих элементов в низколегированных сплавах не превышает значения 2,5%. Удельный вес стали 09Г2С равён 7850 кг/м 3 , но необходимо заметить, что плотность стали непостоянна и как правило имеет маленькой разброс значений, которые находятся в прямой зависимости от численности легирующих компонентов. Но во всяком случае, сравнительно небольшой вес готового изделия, в котором во время изготовления деталей прибегли к применению стали данной марки, имеет яркое преимущество если сравнивать с другими более тяжеловесными сплавами.

Физические свойства

Конструкционная сталь 09Г2С обладает большой способностью хранить собственные характеристики во время работы под давлением в широком температурном интервале, долговечная, неуязвима к нагрузкам с переменным вектором силы, а еще подвергается обработке термическим путем, которая оказывает большое воздействие на критерии механических критериев.

Показатель линейного увеличения (КЛР), который описывает способность сплавов хранить собственный объём при увеличении температуры при систематическом показателе давления, меняется всего на 2,4?10-6 единицы при изменении температуры со 100 ?С до 500 ?С (1,14?10-5 при 100 ?С против 1,38?10-5 при 500 ?С). Наглядное описание параметров линейного увеличения приведено ниже:

Температура апробирования, ?С	100	200	300	400	500
Значение КЛР, 10-5 1/ ?С	1,14	1,22	1,26	1,32	1,38

Не обращая внимания на то, что сталь 09Г2С считается низколегированной, она не проявляет это свойство, как флокеночувствительность. Небольшое присутствие углерода в сплаве обеспечивает неплохой критерий свариваемости деталей из стали данной марки. Стоит отметить, что высокое содержание углерода в сплавах при его выгорании приводит к появлению дополнительных микропор, а еще к появлению закалочной структуры, что негативно проявляется на качестве шва сварки, а в стали 09Г2С этого не встречается.

Изменение микроструктуры стали 09Г2С в зависимости от температуры

Сварка стали 09Г2С не требовательна к типу электродов и как правило проходит с применением таких сварочных способов, как ручная дуговая, электрошлаковая, автоматическая дуговая сварка под флюсом и с газовой защитой. Сплав марки 09Г2С не имеет ограничений по свариваемости материала, а детали из листа горячей прокатки с сечением до 40 мм могут подвергаться сварке без подготовительной разделывания кромок. Детали, подготовленные к сварке, не нуждаются в добавочной химической или обработке термическим путем. Миграция легирующих компонентов по всему сечению шва сварки обеспечивает его большие характеристики прочности и в то же время хорошие технические критерии ударной вязкости.

Для снижения признаков появления закалочной структуры, непременно формирующейся при сварке, сварное изделие следует подвергнуть высокотемпературному отпуску с температурой нагрева от 600 до 660 ?С. Охлаждение изделия должно быть небыстрым, с печью, что поможет избежать коробления его некоторых частей. Разрешается не проводить термообработку деталей, прошедших сварку, и имеют толщину поперечного сечения до 36 мм.

Механичные свойства

Механичные свойства стали 09Г2С описывают следующие характеристики для сортового и фигурного проката сечением до 10 мм:

Вид механических характеристик	Температура апробирования, ?С	Значение
Временное сопротивление	? 0,2 , МПа	+20 (комнатная)	345
Предел прочности	? В , МПа	490
Удлинение	? 5 , %	21
Ударная вязкость	КСU	64
КСU -40	-40	39
КСU -60	-60	34

Для того, чтобы определить класс прочности (КП) испытываемого образца, следует обратиться к ГОСТу 19281-2014, в котором подробно показаны все ключевые характеристики, на которые следует опираться при проведении испытаний или оценке готового протокола на категорию прочности.

Стоит не забывать, что этот механический показатель напрямую зависит от химического набора соответствующих компонентов, и присутствие в большем процентном содержании какого-либо элемента может сыграть ключевую роль при формировании показателей прочности при обработке этой стали.

Механические свойства стали 09Г2С

В зависимости от класса прочности, изменяется и такой показатель механических характеристик, как твёрдость. Зависимость этих двух показателей прямая: чем выше категория прочности материала, тем выше и значение твёрдости. Обычно твёрдость низколегированных сплавов измеряется по методу Бринелля, и показатель твёрдости обозначается в единицах НВW, но в зависимости от требований, предъявляемых к изделию, и месту контроля (основной материал или материал сварного шва), может изменяться и метод измерения твёрдости. В таком случае, твердость материала может быть выражена в единицах по шкале Роквелла, Виккерса и т.д.

Режим термообработки стали назначается согласно критическим точкам:

Критическая точка	Ас1	Ас3	Аr3	Аr1
?С	725	860	780	625

В зависимости от требуемых показателей механических свойств, назначается режим термической обработки. Нормализация и закалка стали 09Г2С проходит при высокотемпературном нагреве от 930 до 950 ?С. Зависимость мехсвойств от температурного режима отпуска приведена ниже:

Температура отпуска, °С	Предел текучести, ?0,2, Па	Предел прочности, ?В, Па	Удлинение, ?5, %	Относительное сужение, ?, %
20	295?106	405?106	30	66
100	270?106	415?106	29	68
200	265?106	430?106	—	—
300	220?106	435?106	—	—
400	205?106	410?106	27	63
500	185?106	315?106	—	63

Как следует из таблицы, чем выше температурный режим сопутствующего отпуска, тем ниже у сплава сопротивление разрыву.

Термическая обработка способствует образованию сплава с двухфазной структурой, дисперсность зерна которого и определяет основные показатели механических свойств материала.

Применение сплава

Высокая прочность материала, удовлетворительные показатели механических свойств в широком диапазоне температур, а также способность к изменению свойств сплава после проведения термической обработки, неизбежно приводит к тому, что детали и изделия из стали 09Г2С находят своё применение практически во всех сферах производства и машиностроения. Из стали 09Г2С изготавливаются строительные конструкции, трубы для транспортировки различных жидкостей (воды, нефти и др.) и газов, резервуары различного назначения, паровые котлы, нефтепромысловое оборудование и различные детали машин, в т. ч. сельскохозяйственного направления.

Богатый выбор различных сортаментов, разнообразие толщин приводят к тому, что к использованию этого сплава обращаются всё большее число производителей различных металлоизделий.

При механизированной сварке и в частном использовании находит своё применение и сварочная проволока марки 09Г2С. Такая проволока может иметь медное напыление, а может быть и вовсе без покрытия. Большим плюсом такой проволоки является относительно малое количество легирующих компонентов.

Производство стали 09Г2С

Основным сырьём при производстве марки стали 09Г2С служит чугун, который оптимизируют, повышая количество углерода и улучшая свойства сплава за счёт внедрения легирующих составляющих. В основе изготовления стали этой марки лежит ряд направлений:

• мартеновский;
• электротермический;
• конверторный.

Пример применения стали 09Г2С

Сталь 09Г2С проявляется отличным материалом при проектировании деталей и конструкций, которые будут работать в условиях низких температур, с одновременным сохранением своих высоких прочностных и пластичных характеристик, а низкие затраты при проведении монтажных работ, лишь в очередной раз подкрепляют позиции этой марки на рынке современного спроса и предложений.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.