Сравнение сталей 20 и 09г2с

Если рассматривать структуру обычной стали, то ее основу образуют сплавы железа, чугуна и углерода. Примечательно, что в ее составе на долю углерода приходится не менее 2%, а сам компонент относится к обязательным составляющим этого материала. Прокат представляет собой категорию конструкционных низколегированных металлов, которые получили широкое распространение для изготовления трубного сортамента, а также строительных и сварных конструкций.

Расшифровка стали, имеющей маркировку 09г2с, подразумевает присутствие в ее составе металлов в определенных пропорциях: количество углерода составляет 0,09%, марганца — 2% и кремния — менее 1%

. Если в марке стали после определенной буквы не стоит цифра, то считается, что доля этого компонента составляет менее 1%. Учитывая, что в сумме доля химических добавок не превышает 2,5%, сталь принято включать в категорию низколегированных металлов. Наличие в составе углерода с повышенным уровнем концентрации создает вероятность образования микропор и трещин в сварном шве.

Среди характеристик, которыми обладает сталь подобной марки, следует выделить повышенную механическую прочность, стойкость к температурным воздействиям, а также возможность проведения закалки и отпуска.

Особенностью стали 09г2с является наличие свойства качественной свариваемости

Читайте также:  Калькулятор массы-длины труб

. Это означает, что не требуется воздействовать на нее температурой. Сварка такой стали не создает проблем, что обеспечивает низкий уровень концентрации углерода, а это делает металл после отпуска менее вязким и хрупким.

Для рассматриваемой стали характеристики имеют большое значение, учитывая, что в ее составе содержится небольшое количество углерода и присадок. Подобная особенность обуславливает то, что этот металл может применяться для сваривания с использованием любых электродов, которые предназначены для работы с низколегированными металлами.

Виды

Сталь марки 09г2с может выступать материалом для производства самых разнообразных изделий:

  • паровых и отопительных котлов;
  • резервуаров, ресиверов, эксплуатация которых проходит при высоких показателях температуры и давления;
  • сварных конструкций, отличающихся сложным устройством, предназначенных для любых отраслей и сфер жизнедеятельности.

Листовая сталь, трубы, а также иные профильные изделия являются не единственными вариантами исполнения продукции, для которой сырьем может выступать сталь рассматриваемой марки. Другой разновидностью изделий может быть и прокат:

  • квадратного сечения диаметром 63-200 мм;
  • круглого сечения диаметром 28-180 мм;
  • в виде полос, достигающих в ширину 40-160 мм, а в толщину -12-50 мм.

Все предлагаемые листовые изделия, выполненные из стали марки 09г2с, могут быть классифицированы на несколько видов

, исходя из таких параметров, как:

  • метод изготовления;
  • вид продукции;
  • толщина изделия.

Сталь 09Г2С

Сталь 09Г2С -низколегированная конструкционная для сварных работ. 09Г2С— сталь свариваемая без ограничений, при сварке не требует подогрева и последующей термообработки.

Сталь 09Г2С не флокеночувствительна и не склонна к отпускной хрупкости.

Сталь 09Г2С используется:

  • для производства паровых котлов
  • для производства аппаратов и емкостей, работающих под давлением при температуре -70 — +450 °С
  • для производства сварных листовых конструкций в химическом и нефтяном машиностроении
  • в судостроении

Типы и размеры 09Г2С:

  • Квадрат 09Г2С изготавливается с размером сторон 63-200 мм ( ГОСТ 2591-88). По тех. соглашению производится квадрат 220 мм.
  • Круг 09Г2С имеет размер от 28 до 180 включительно ( ГОСТ 2590-88)
  • Полоса 09Г2С имеет толщину от 12-50 мм и ширину 40-160 мм ( ГОСТ 103-76)

Заменителями стали 09Г2С являются марки 09Г2,09Г2Т,09Г2ДТ, а так же 10Г2С.

Химический состав в % стали 09Г2С.

Mn Ni S P Cr N Cu As
до 0.12 0.5-0.8 1.3-1.7 до 0.3 до 0.04 до 0.035 до 0.3 до 0.008 до 0.3 до 0.08

Механические свойства при Т=20oС стали 09Г2С.

Сортамент Размер Напр. sT d5 y KCU Термообр.
мм МПа МПа % % кДж / м2
Лист 4 500 350 21

Физические свойства стали 09Г2С.

T E 10-5 a106 l r C R 109
Град МПа 1/Град Вт/(м·град) кг/м3 Дж/(кг·град) Ом·м
20
100 11.4
200 12.2
300 12.6
400 13.2
500 13.8

Обозначения:

Механические свойства:
— Предел кратковременной прочности, [МПа]
sT — Предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), [МПа]
d5 — Относительное удлинение при разрыве, [ % ]
y — Относительное сужение, [ % ]
KCU — Ударная вязкость, [ кДж / м2]
HB — Твердость по Бринеллю
Физические свойства:
T — Температура, при которой получены данные свойства, [Град]
E — Модуль упругости первого рода , [МПа]
a — Коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20o — T ) , [1/Град]
l — Коэффициент теплопроводности (теплоемкость стали) , [Вт/(м·град)]
r — Плотность стали , [кг/м3]
C — Удельная теплоемкость стали (диапазон 20o — T ), [Дж/(кг·град)]
R — Удельное электросопротивление, [Ом·м]

www.baltstroymetall.ru

Характеристики и преимущества

На сегодняшний день сталь 09г2с является достаточно востребованной среди прочих аналогичных металлов, причина чего заключается в ее высоких механических свойствах, которые демонстрируют строительные конструкции, имеющие в своем составе металлические элементы из нее. Именно этот материал обеспечивает сооружениям способность выдерживать широкий диапазон рабочих температур от — 70 до +450 градусов

Цельсия. Особую актуальность это приобретает при устройстве сетей магистральных нефтегазопроводов на территориях, где преобладает холодный климат.

Достоинства

Рассматривая основные преимущества

Читайте также:  Как выбрать качественные болты

стали этой марки, необходимо выделить следующие:

  • способность переносить воздействие отрицательных температур, а также сохранять свои эксплуатационные характеристики в условиях Крайнего Севера;
  • высокие прочностные характеристики, за счет чего сталь можно применять при изготовлении мостов, машин и иных ответственных конструкций;
  • низкие затраты на выполнение монтажных работ. Подобный эффект обеспечивается за счет отсутствия необходимости в предварительном подогреве материала и его дальнейшей термической обработке, включающей закалку, отпуск и отжиг.

Понятие «теплопроводность»

Для начала следует разобраться в самом понятии «теплопроводность». Это поможет пользователю легче лавировать среди сухих цифр и оперировать ими. Для того чтобы провести определённую работу, следует основательно подойти к делу и разузнать все возможные характеристики того материала, с которым впоследствии будет работать пользователь. Теплопроводностью называют такую способность различных материальных тел к теплообмену (переносу энергии) к менее нагретым частям тела от его более нагретых частей. Этот процесс возможен, благодаря различным частицам тела, которые хаотически движутся. Такими частицами являются:

  • молекулы;
  • атомы;
  • электроны и так далее.

Такой теплообмен возможен во всех телах, в которых наблюдается неоднородное распределение температурных показателей. Сам механизм переноса тепла будет напрямую зависеть от агрегатного состояния рассматриваемого материала.

Также термин «теплопроводность» применяется для обозначения количественной характеристики способности любого физического тела проводить тепло. Если сравнивать тепловые цепи с цепями электрическими, то такой термин является аналогом проводимости.

Для того чтобы охарактеризовать количественную способность физического тела проводить тепло, используется специальная величина, которая именуется коэффициентом теплопроводности. Эта характеристика равна количеству теплоты, которое проходит через образец материала, обязательно однородного, единичной площади и единичной длины за единицу времени при единичной разнице температур. В известной всем системе СИ такая величина измеряется в Вт/(м*градус Цельсия).

Само явление теплопроводности зиждется на принципах, которые с лёгкостью объясняет молекулярно-кинетическая теория. Они заключаются в том, что нагретые молекулы двигаются намного быстрее, чем молекулы, пребывающие в своём обычном состоянии, поэтому при своём быстром хаотическом движении они способны влиять на другие молекулы, находящиеся в более холодных частях тела и передавать им своё тепло.

Производство

При изготовлении, скажем, трубных изделий, в обязательном порядке заготовку приходится разогревать до требуемой температуры, а затем выполнять ее резку

. Подготовленный фрагмент болванки нагревают, после чего выполняется его прошивка при помощи двухвалкового стана с осевой подачей. В итоге удается создать трубу, характеризующуюся наличием примерных внешних и внутренних размеров.

После этого уже настает пора для выполнения непрерывной обкатки между валками стана. Созданная труба отличается наличием идеально ровной поверхности. Закончив операцию калибровки, заготовка подвергается обработки в целях ее очистки от торцевых неровностей. Дождавшись ее полного охлаждения, трубу помещают на правильный стан, где выполняется ее правка. Благодаря этому циклу поперечное сечение, имеющее на овальную форму, приобретает необходимые характеристики.

Стоит заметить, что вне зависимости от профиля изготавливаемого проката плотность используемой стали должна иметь показатель 7850 кг/м 3

. За счет использования редукционного стана трубе удается придать необходимый диаметр, после чего ее подвергают электромагнитному и ультразвуковому контролю, который призван выявить признаки внутренних дефектов и замерить толщину стенки.

Теплопроводность нескольких различных видов сталей

Тут будут представлены сухие цифры для того, чтобы пользователь мог сразу найти нужные для себя показатели коэффициента данной величины для некоторых марок сталей:

  • Коэффициент теплопроводности низкоуглеродистых сталей, которые применяются в производстве обычных труб, равен 54, 51, 47 (Вт/(м*гр. С) для 25, 125, 225 градусов по Цельсию соответственно.
  • Средний коэффициент углеродистых сталей, который можно высчитать при комнатной температуре, находится в диапазоне от 50 до 90 Вт/(М*гр. С).
  • Коэффициент теплопроводности для обычной стали, которая не содержит различных примесей, которые, в свою очередь, не могут никак повлиять на этот коэффициент, равен 64 Вт/(м*гр. С). Этот коэффициент несущественно изменяется при изменении термического воздействия, но точно не так сильно, как в случае с углеродистыми и легированными сталями.

Применение

При помощи низколегированной стали можно создавать крепежные элементы, сварные соединения сложных конструкций и конфигураций, а также возводить разнообразные строительные объекты:

  • мосты и сооружения промышленного и гражданского назначения;
  • объекты для нефтегазовой, химической, машиностроительной и судостроительной отраслей;
  • резервуары и котлы, эксплуатация которых проходит в различных технологических и климатических условиях;
  • магистральные сети;
  • разнообразные инструменты и техническую оснастку, приспособления;
  • технику, предназначенную для бытового и хозяйственного использования.

Плотность стали 09Г2С и другие основные свойства данного материала.

После обработки материала на двухфазную структуру он приобретает более высокий предел выносливости. При этом приблизительно в три раза повышается количество циклов до окончательного разрушения в зоне малоцикловой усталости. Увеличенная технологическая пластичность стали позволяет использовать ее для листовой штамповки конструкций сложной конфигурации, а это выступает наибольшим плюсом. Аналог стали 09Г2С – это такие марки, как:

  • 09Г2,
  • 09Г2ДТ,
  • 09Г2Т,
  • 10Г2С

Сопротивление коррозии у данной стали находится на достойном уровне. Если применять материал 09Г2С для массивных сечений, то ей нужно обеспечить хорошую прокаливаемость, для этого целесообразно пользоваться составами с повышенным марганцевым содержанием, либо с добавками бора, хрома и прочего.

Читайте также:  Литейные свойства сплавов. Сравните литейные свойства сталей, чугунов, бронз и силуминов.

Физико-химические свойства стали 09Г2С

Марка стали 09Г2С получила широкое распространение благодаря своим высоким физико-химическим и механическим свойствам. Физические свойства стали обеспечивают им достаточную прочность. Сплав при этом не подвергается какой-либо дополнительной обработке. Свариваемость этого материала не ограничена. Приведем значения некоторых физических свойств этой стали при температуре 100 о С:

  • плотность — 7832 кг/м 3 ;
  • модуль упругости — 2,03х10 5 МПа;
  • удельная теплоемкость — 494 Дж/(кг град);
  • удельное сопротивление — 1,9х10 -7 Ом м.

Аналоги

При помощи низколегированных сталей марки 09г2с, подобно прочим металлам российского производства, в составе которых присутствует углерод и марганец, можно изготавливать разнообразные виды проката и трубной продукции.

Класс. Сталь конструкционная низколегированная для сварных конструкций.

Некоторые зарубежные аналоги: 9MnSi5, 09G2S, 9SiMn16.

Предлагаемый металл отвечает как требованиям ГОСТ, так и международным стандартам. Перед отгрузкой каждая партия товара проходит тщательную проверку на наличие дефектов, а также соответствие заявленному химическому составу. Мы готовы предоставить на сплав все необходимые документы.

Химический состав:

  • углерод — до 1.2%;
  • кремний — 0.5-0.8%;
  • марганец — 1.3-1.7%;
  • никель — до 0.3%;
  • сера — до 0.04 %;
  • фосфор — 0.035 %;
  • хром — до 0.3 %;
  • азот — до 0.008 %;
  • медь — до 0.3%;
  • мышьяк — 0.08 %.
  • железо — 96-97%.

Примечание. Сталь 09Г2С

можно подвергнуть упрочняющей обработке: регламентируемой или контролируемой прокатке, ускоренному охлаждению.

Характеристика ст.09г2с

list-stalnoj-st-09g2s.jpg

Марка 09г2с — это конструкционная низколегированная сталь. Этот металл используют для производства деталей, механизмов и конструкций в автомобилестроении и строительстве.

Расшифровка химического состава:

  • 09 — углерод © ‒ 0,09%;
  • г2 — марганец (Mn) — от 1,2% до 2%;
  • с ‒ кремний(Si) ‒ до 1%.

Кроме того, в химсостав могут входить следующие легирующие элементы: никель (Ni), сера (S), азот (N), фосфор (P) и другие вещества, в процентном соотношении не превышающие отметку в 2%.

Свойства ст.09г2с:

  • температурный режим: от −70 до +425 градусов;
  • удельный вес — 7850 кг/м3;
  • плотность примерно 7800 кг/м3, при наличии меди и кобальта она снижается, вольфрам её увеличивает;
  • отсутствие деформаций;
  • стойкость к переменному вектору силы;
  • лёгкость сварки с предварительным прогревом и без него;
  • пластичность;
  • средняя теплопроводность обеспечивает равномерный прогрев и охлаждение во время транспортировки изделия;
  • устойчивость к образованию флокенов и микропор;
  • отсутствие отпускной хрупкости.

Область применения:

  • нефтяная отрасль;
  • создание технологических линий гражданского и промышленного назначения;
  • газодобывающая промышленность.

Назначение и использование стали 09Г2С

Свойства сплава делают его идеальным для изготовления сварных конструкций. Кроме того, металл используется в качестве покрытия при изготовлении двухслойных устойчивых к коррозии листов.

Также из стали 09Г2С

изготовляют:

  • детали для вагонов;
  • паровые котлы;
  • сварные переходы, фланцы;
  • бесшовные трубы;
  • аппараты, работающие под давлением;
  • оборудование для нефтехимической отрасли.

Кроме того, сталь пользуется большой популярностью среди застройщиков, ведь высокие механические свойства сплава и его малый вес позволяют экономить немалые средства на строительстве коммерческих объектов.

Основные характеристики низколегированной стали 09Г2С и область ее применения.

Данная марка активно используется в сварных конструкциях. Сваривание может проходить с предварительным подогревом примерно до 100С либо без него. Поскольку в составе содержится немного углерода, то сварка проходит довольно просто, при этом металла не перегревается и не закаливается, за счет чего пластические свойства стали не снижаются, а ее зернистость увеличивается. К достоинствам 09Г2С можно отнести ее отпускную хрупкость и вязкость, не снижающуюся после отпуска. Вышеописанные свойства объясняют удобство применения стали, в отличие от других марок, в которых содержится много углерода либо присадок, которые плохо свариваются и меняют свои свойства после термической обработки.

Чтобы сварить 09Г2С, можно использовать любые электроды, которые предназначены для малоуглеродистых и низколегированных сталей, к примеру, Э50А и Э42А. Если сварке подвергаются листы до сорока миллиметров в толщину, производить ее следует без разделки кромок. В случае использования многослойной сварки, пользуются каскадным типом, при котором сила тока составляет около 50 Ампер на миллиметр электрода, это позволяет предотвратить перегревание в месте сварки.

Термическая обработка

Термическая обработка зарекомендовала себя как эффективный и недорогой способ улучшения свойств металла. Во-первых, она позволяет избежать введения в состав сплава дополнительных химических элементов, а во-вторых, она не занимает много времени. Термической обработке часто подвергают сталь перед использованием в несущих конструкциях.

Закалка. Позволяет без использования дорогостоящих химических элементов изменить характеристики сплава.

Отпуск. Используется для снижения внутреннего напряжения в металле. В результате отпуска сплав приобретает невиданную прочность и твердость.

Отжиг. Помогает придать стали равномерную структуру, а также способствует уменьшению ее пластичности.

Марка 09г2с – сталь конструкционная, низколегированная, углеродистая. Количество присадок в ней не превышает 2,5%, а цифровые и буквенные символы в названии обозначают их процентное содержание в металле. Расшифровка маркировки по ГОСТ 5058-65 означает, что содержание углерода в стали – 0,09%, буква «Г» в сочетании с цифрой «2» говорит о добавке 2% марганца, а «С» – однопроцентная добавка кремния. Аналоги этой стали – 09г2, 09г2дт, 09г2т,10г2с, а также 19Мn-6 также легко расшифровываются по ГОСТ. Главное достоинство этой марки – ее хорошая свариваемость, которая осуществляется и при подогреве и термической обработке, и без подогрева.

Читайте также:  Отличия и особенности двутавровой балки и швеллера

Теплопроводность стали

Для того чтобы оперировать полученными знаниями о теплопроводности материалов для последующей работы с ними, следует учитывать все существующие нюансы для отдельного физического тела. Если говорить именно о стали, то следует помнить, что данная характеристика этого металла снижается, если содержит в себе примеси различного рода. Можно привести даже конкретные примеры, которые могут подтвердить этот общеизвестный факт. Например, если в стали увеличено содержание углерода, то это отрицательно сказывается на коэффициенте теплопроводности стали. У легированных сталей этот коэффициент ещё ниже из-за присадок.

Если рассматривать чистую сталь, не содержащую всяких примесей, то ей теплопроводность будет достаточно высока, как и у всех металлов. Составляет она около 70 Вт/(м*гр. Цельсия).

Если обратиться к показателям у углеродистых и высоколегированных сталей, то они существенно ниже, что в принципе неудивительно. Это объясняется наличием в их составе примесей, что понижает коэффициент теплопроводности. Кстати, следует помнить о том, что сам фактор термического воздействия может существенно повлиять на теплопроводность высоколегированных и углеродистых сталей. Дело в том, что при увеличении температуры, коэффициент этой величины таких сталей понижается.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий