Сталь 09г2с коррозионная стойкость

При проектировании конструкций необходимо учиты­вать коррозионную стойкость материалов в зависимости от свойств среды.

Агрессивными средами являются: углекислый газ, ам­миак, сероводород и другие газы; более слабыми — влаж­ность внутри помещений и на открытом воздухе, действие аэрозолей в пыли, содержащих хлориды, сульфиды, фос­фаты.

Повышенной коррозионной стойкостью обладают низко­легированные стали 10ХСНД, 15ХСНД. Другие низколе­гированные стали — 18Гпс, 14Г2АФ, 09Г2С — аналогично углеродистым сталям класса ВСтЗ при наличии агрессив­ного воздействия среды нуждаются в антикоррозионной защите.

Стали приобретают под действием активных агентов водородное охрупчивание, а некоторые высокопрочные стали охрупчиваются даже при атмосферной агрессин.

Переменные по величине напряжения усиливают кор­розионное воздействие. Влияние силовых воздействий на коррозию усиливается в высокопрочных сталях по сравне­нию со сталями обыкновенного качества. В результате кор­розии нередко образуется не только потеря в массе металла, но и коррозионное растрескивание конструкций, особенно в щелочных средах при температуре свыше 40. . .50 °С.

Системы А1—.Mg обладают наиболее высоким сопротив­лением коррозии по сравнению с другими алюминиевыми сплавами.

Высокопрочные алюминиевые сплавы системы А1—Zn— Mg подвергаются расслаивающей коррозии.

Против коррозии конструкций применяют металличе­ские покрытия: горячее цинкование или алюминирование путем погружения объекта в расплавленный металл. Тол­щина покрытия составляет 60. . .200 мкм.

Металлизация — нанесение напыленного на­плавленного металла заданного состава на очищенную от окислов поверхность.

Защита от коррозии стальных конструкций производится также с помощью лакокрасочных материалов, наносимых распылением или струей и состоящих из грунтового и покрывных слоев.

Защита алюминиевых конструкций производится элект­рохимическим путем — анодированием на толщину 8. . . 20 мкм, а также оксидными пленками, получаемыми погру­жением объектов в растворы хроматов щелочных металлов.

§ 2.7. СВЕРХПЛАСТИЧНЫЕ СПЛАВЫ

При особых условиях многие сплавы обладают сверхпла — стичностыо [3], которая представляет собой аномально вы*

сокое удлинение материала. Оно наблюдается преимущест­во при ультрамнкроскопическом размере зерен (1. . . 10 мкм). Сверхпластичность достигается деформированием при температуре около 0,4 Т„я.

Основные признаки сверхпластнчного течения — суще­ственное увеличение деформативиостн, удлинение при раз­рыве, достигающее сотен, а в некоторых случаях превы­шающее тысячу процентов, заметное снижение сопротив­ляемости деформированию в пластической зоне и очень резкая зависимость характера текучести от скорости дефор­мации, которую варьируют с относительной деформацией 0,1. . .0,0001 в секунду. Эффект сверхпластнчностн суще­ственно зависит от скорости деформирования металла и резко повышается с ее уменьшением. Например, алюминие­вые сплавы при уменьшении скорости деформирования в 16 раз способны увеличить пластическое деформирование в восемь раз.

Свойства еверхпластнчпостн зависят также от темпера­туры, при которой происходит деформирование, от струк­туры сплава, создаваемой направлением прокатки. Упоря­дочение направленности зерен повышает сверхпластичность. Последнее зависит от характера границ зерен (эффекта зернограничного проскальзывания); движения дислокаций; массопереноса путем диффузии и т. д.

Важным условием получения сверхпластнчностн явля­ется наличие мелкозернистой структуры. Промышленным путем измельчение структуры достигается металлургиче­скими процессами за счет введения в состав сплава хими­ческих элементов, оказывающих влияние на процесс кри­сталлизации; применением рекрнсталлизацнонного отпуска, термоцнклированием, термомеханическими операциями, использованием методов порошковой металлургии и т. д.

Наиболее эффективные результаты в области сверхпла­стичности имеются в области титановых сплавов, например титановый сплав (а+Р) при сверхпластичности достигает удлинения сотни процентов от своих первоначальных раз­меров при Г=900. . .1000 °С.

Сплав сохраняет высокие механические свойства после остывания в условиях обычных температур:

Сталь 09г2с – это очень востребованная сталь, используется как в строительстве, так и во многих отраслях промышленности. Существуют отечественные и зарубежные аналоги этого вида. Наиболее часто используется для изготовления труб, металлопроката и сварных металлоконструкций, температурный диапазон использования которых от -70 до 425 0 С9 с допустимыми нагрузками на них).

Сталь 09г2с 12: расшифровка

Понимание того, как формируется маркировка, позволяет отчетливо представлять, какой товар представляет производитель, а также его основные особенности. Для тех, кого интересуют подробности о 09г2с — расшифровка стали имеет следующий вид:

  • 09 – количественная доля содержания углерода в сплаве (0,09%);
  • Г2 – это марганец и его часть во всем объеме колеблется в районе 2% (точная цифра колеблется от 1,3 до 2%);
  • С — обозначает кремний, отсутствие цифр после символа говорит о том, что его менее 1%.

Таким образом расшифровка 09г2с наглядно выглядит так:

ЭлементСодержание, %
C (углерод)до 0,12
Si (кремний)0,5 – 0,8
Mn (магний)1,3- 1,7
Ni (никель)до 0,3
S (сера)до 0,04
P (фосфор)до 0,035
Cr (хром)до 0,3
N (азот)до 0,008
Cu (медь)до 0,3
As (мышьяк)до 0,08
Fe (железо)96-97

Как видно из таблицы расшифровка стали 09г2с не ограничивается только тремя легирующими компонентами. Кроме, углерода, кремния и марганца, ее дополняют такие элементы: никель, сера, фосфор, хром, азот, медь, прочее. Процентная составляющая легирующих металлов не более 1-2 суммарных %.

Маркировка 09г2с на стальном листе

Также для стали 09г2с учитывается не только уровень легирования, но и другие факторы. Вот лишь некоторые из них, значимые для конкретного случая:

  • конструктивность (назначение);
  • эвтектоидность (структура: гексагональная, кубическая, прочее; изменения после закалки и т.д.);
  • способ производства (мартеновская, конвентная или электросталь);
  • хим. состав стали 09г2с (в данном случае низколегированная).

Как результат, появляются аналоги по отношению, которых часто задают вопросы подобные следующему: сталь 345 это и есть 09г2с? Обозначение С345 введено для строителей, где цифры обозначают не химический состав материала, а его важное свойство – предел текучести, для стали 09г2с он соответствует строительным стандартам С345, что отображено в ряде ГОСТов (27772-88).

Далее рассмотрено несколько классических вариантов, в том числе и то, когда одной марке стали соответствует несколько классов прочности.

Технические характеристики: тонкости использования справочных пособий

Свойства стали 09г2с во многом определяются химическим составом сплава, его специфическими параметрами, которые сегодня довольно точно просчитываются металлургами.

Марка стали 09г2с имеет следующие критические точки:

  • Ac1 = 732, когда аустенит превращается в перлит процессах охлаждения;
  • Ac3(Acm) = 870 (с – от французского chauffage/нагрев) точка конца растворения цементита;
  • Ar3(Arcm) = 854 (refro >Условные обозначения классические, цифры 1 и 3 обозначают номера точек на графике. Символами cm обычно отмечают заэвтектоидные стали.

Если говорить о других особенностях ст 09г2с, характеристики отмечаются такие: легкая свариваемость материала. Для этого используют РДС, АДС под флюсом и газовой защитой. Не поддаются свариванию только изделия, прошедшие химико-термическую обработку.

Механические свойства стали 09г2с – это табличные величины, которые разработаны рядом ГОСТов и описывают материал при комнатной температуре, а также для других его состояний.

Среди важных механических свойств стали 09г2с выделяют такие:

  • Предел текучести для остаточной деформации, измеряется в Мпа;
  • Относительные величины удлинения при разрыве и сужении;
  • Ударная вязкость (использование под нагрузкой – одно из основных применений);
  • Твердость по Бринеллю (HB).

Класс прочности стали 09г2с: таблица для перечня марок включает и указанную, как уже отмечалось соответствует С345. Сюда же относится ряд других марок. Таким образом, отличные по химическому составу и даже способу получения стали, могут иметь одинаковый класс прочности. Эти данные можно найти для 09г2с по ГОСТ 19281-2014, характеристики сплавов представлены в удобных таблицах, по которым легко ориентироваться. ГОСТ 19281-2014 вы можете посмотреть (скачать) — здесь.

Но возможна и ситуация наоборот. Например, для 09г2с ГОСТ 19281-89 и марки 16ГС есть данные о классах прочности 265 и 296.

В этом же ГОСТе описывают типы металлопроката:

  • Сортовой, круглый, фасонный при различных сечениях (в том числе круг 09г2с).
  • Широкополосные профиля с определенной толщиной изделий.

Круги большого диаметра стали 09г2с

Подобная информация представлена и для других марок.

Плотность стали 09г2с колеблется, где-то возле отметки 7800кг/м 3 . Но легирующие элементы могут, как увеличивать удельный вес, так и уменьшать его. К первому склонен вольфрам. Второго достигают добавлением: кобальта, никеля, меди.

Твердость стали 09г2с может определяться по Бринеллю, Роквеллу, Виккерсу и т.д. выбор системы определяется типом изделий, для которых требуется определение параметра. Также он важен при выборе способа сварки, твердость стали на шве должна сохранять достаточно высокие показатели.

Большую часть перечисленных параметров можно найти в ТУ 14 3 1128 2000 для стали 09г2с, как и для остальных марок. Технические условия описывают требования к материалам, из которых изготавливаются трубы для обслуживания газовых месторождений, других направлениях отрасли.

Допускаемое напряжение для стали 09г2с рассчитывается в зависимости от таких значений:

  • класса прочности и марки;
  • температуры, при которых она будет эксплуатироваться;
  • толщин, изредка конфигураций (круг, лист, прочее).

Существующие 09г2с аналоги зарубежные (европейские, азиатские, другие), наиболее совпадают по механическим, техническим свойствам с указанной маркой. Однако химический состав может сильно отличаться. Наиболее близкую конфигурацию имеет болгарская версия этой марки.

Сталь 09г2с: характеристики и применение

Основные области использования этой марки: листовой и фасонный прокат. Для горячекатаной полосы используют нормативы ГОСТ 103-2006, но стальной круг согласно ГОСТ 2590-2006.

Как уже отмечалось сталь 09г2с и аналоги легко поддаются свариванию. Уже перечисленные характеристики, позволяют использовать этот материал для изделий, требующих высокой износостойкости: балки, швеллеры, уголки.

Марка 09г2с, ее технические характеристики, необходимы в создании транспортных средств, строительстве, нефтяной и химической промышленностях. Широкий температурный диапазон позволяет применять материал там, где происходят сильные деформации за длительный эксплуатационный срок. При этом граничная температура -70 градусов, способствует применения изделий из из ст 09г2с в суровых климатических условиях.

Сталь 09г2с применяется при строительстве РВС для хранения нефтепродуктов на Севере

Под это описание, также хорошо подходит сталь 09г2с-15. Ее используют по всем перечисленным пунктам. Остается только добавить, что кроме сварки, монтаж может производится болтовыми соединительными элементами. Устойчивость металла к химическим воздействиям делает его интересным в соответствующей отрасли. При этом высокие механические качества используют для строительства мостов, дорог, портовых станций, прочего.

Популярна у строителей и марка 09г2с-12. Она также обладает стабильными пластическими свойствами. Отличается особым химическим составом, в который входит мышьяк. Задействуется для изготовления трубопроводной арматуры. Не может применяется в пищевой промышленности.

На севере России многокилометровые магистрали трубопроводов возведены, как раз из этой марки. Там, как нигде полезны устойчивость к морозам и легкая свариваемость изделий. Это позволяет создавать сложные, одновременно социально значимые объекты (металлоконструкции) из 09г2с и аналогов.

Одновременно с этим для городов с умеренным или континентальным климатом сталь 09г2с по ГОСТам различной нумерации подходит для облагораживания улиц. Квадратная труба крайне популярна в качестве ограждений, столбиков для рекламных щитков, установки передвижных торговых площадок, много другого. С этими же целями используют и прямоугольную конфигурацию изделий.

Сталь 09г2с, характеристики которой уже довольно подробно рассмотрены в данном изложении, интересна для сварщиков независимо от способа выполнения работ. Особенно популярны фланцы из этого материала. Особенности работы описаны в ГОСТ19281-73. Мастера довольно радушно воспринимают новость о необходимости работы с этой маркой.

Сам резервуар котла выполнен из стали 09г2с

Сталь 09г2с с различным классом прочности может применяться для производства паровых котлов, а также оборудования, используемого в сельскохозяйственном комплексе. Подробности о требованиях, предъявляемых к стали 09г2с в ГОСТ-5520 79.

Дополнительной причиной использования сплавов этой марки – высокая экономичность, достигаемая не только за счет дешевизны производства. Легкость и быстрота возведения зданий, сооружений, монтажа оборудования – также позволяют оптимизировать расходы предприятий разных отраслей.

Особенности электросварки

К работам с этим материалом предъявляются особые требования, которые обуславливаются необходимостью соблюдения технологического процесса. Необходимость сохранения прочности стали на швах уже отмечалась. Однако в обычных условиях едва ли можно достичь абсолютно положительного результата.

Например, условие предотвращения перегрева достигаются применением токов низкой силы 40-50 А /1 мм электрода. Сварные работы сопровождаются последующей закалкой материалов при температуре 650 0 С. Однако исходя из критических точек сплава можно произвести и собственные расчеты для проведения этих работ. Причем указанную Т закалки применяют последовательно к каждым 25 мм шва, примерно час. Охлаждение производят в обычной воде или на воздухе. Благодаря соблюдению технологий достигают качества, не уступающего по свойствам еще более дорогим сплавам.

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:

Вторичное сырье

Разнообразие изделий велико, весь ассортимент легко увидеть просто «погуглив» или посетив любую трубную доску объявлений или по металлопрокату. Огромное количество швеллеров, уголков, прочего. Причем не всегда понятно, как авторы выставляют стоимость.

Например, вопрос содержанием: «сталь 09г2с цена за тонну» ставит просто в тупик. Ведь расшифровка не говорит не о типе проката, ни о других его свойствах качествах.

Кстати, мы уже писали статью про лом стали 09г2с — в ней более подробно расписано о вторичном использовании этой стали.

Более того, есть отличные категории, когда хотят продать лежалый лом 09г2с, новые изделия или просто уже пришедшие в непригодность материалы. Поэтому цена на этот вид металла редко фиксирована. На вес берут только то, что идет в переработку. Как деловой лом с ценой поштучно принимают швеллеры и прочее. Метражом измеряют листовой прокат. Но в принципе, эти данные могут быть рассчитаны и на вес, при условии закупки больших партий. Но тогда обе стороны рискуют продешевить, ведь количество изделий может незначительно отличаться при таком методе.

Стали рассматриваемого типа можно условно разделить на две группы: стали с низким содержанием углерода, высоким содержанием кремния и марганца, и стали, содержание углерода в которых достигает 0,1$-0,20%, но с более низким содержанием кремния, иногда и марганца.

Сталь 10Г2С1. Эта сталь, разработанная в начале 50-х гг., как и сталь 09Г2, для уменьшения закаливаемости и склонности к образованию трещин при сварке, а также для понижения порога хладноломкости содержит не более 0,12% С. В первоначальном варианте состава этой стали предусматривалось наличие 0,15-0,30% Сu, роль которой, главным образом, заключалась в повышении коррозионной стойкости и до некоторой степени прочности. Сталь 10Г2С1 раскисляют и легируют по той же технологии, что и сталь 09Г2. На некоторых заводах сталь предварительно раскисляют в печи силикомарганцем (из расчета ввода в печь примерно 0,2 % Si). Проведенными на некоторых металлургических комбинатах экспериментами была установлена рациональность уменьшения количества вводимого в печь ферромарганца при раскислении сталей 10Г2С1, 09Г2 и 09Г2С с 7-8 до 3-4 кг/т.

Окончательное раскисление металла в ковше осуществляют добавкой 0,8 кг/т Аl и 0,04% Ti (без учета угара). Оптимальная температура конца прокатки листовой стали 10Г2С1 составляет 800-900° С. Нормализация листов при 890-930° С приводит к повышению характеристик прочности и ударной вязкости.

При исключении из состава стали меди для сохранения прочности на прежнем уровне содержание кремния было повышено на 0,1 %. Однако для наиболее ответственных назначений, например для судостроения, соответствующими техническими условиями предусматривалось обязательное наличие меди.

Анализ распределения механических свойств стали 10Г2С1 по результатам сдаточных испытаний листов массового производства разных заводов показывает, что с повышением толщины проката прочность и пластичность падают. Отдельные заводы для повышения механических свойств, в первую очередь пластичности и вязкости, часто прибегают к термической обработке, в основном к нормализации, а иногда и к улучшению. В первую очередь это относится к листам большой толщины.

Были исследованы стали 09Г2С и 10Г2С1 с медью и без нее.

С увеличением толщины листа характеристики прочности снижаются. На характеристики пластичности изменение толщины (в исследованных пределах) повлияло незначительно при общем высоком их уровне. По уровню прочности сталь марки 09Г2С несколько уступает стали 10Г2С1, а по ударной вязкости несколько превосходит ее. Были определены температурные границы критического интервала хрупкости и условные пороги хладноломкости. Температура условных порогов хладноломкости определялась по следующим критериям:

  • 1 — ударная вязкость снижалась до 15 % своего максимального значения
  • при вязком разрушении; 2—сужение у дна надреза снижалось до 20% своего максимального
  • значения при вязком разрушении; 3 — ударная вязкость отдельных образцов впервые снижалась до 20 Дж/см 2 .

Верхнюю границу критического интервала хрупкости определяли как минимальную температуру, при которой излом всех образцов был полностью волокнистый (В = 100 %), а нижнюю — как температуру, при которой поверхность излома впервые была полностью хрупкой (В = 0 %).

По сопротивлению хрупкому разрушению сталь марки 09Г2С превосходит сталь марки 10Г2С1.

Для исследованных сталей критические температуры хрупкости при толщине листа от 12 до 40 мм оказались практически одинаковыми. Основной причиной более низкой ударной вязкости и более высокого температурного порога хрупкости стали 10Г2С1, по сравнению со сталью 09Г2С, является более высокое содержание кремния в первой из этих сталей. Это подтверждено исследованием стали 10Г2С1 с содержанием кремния 0,95-1,0 ц 1,10-1,13% (толщина листа 20 мм). Устали с более высоким содержанием кремния ударная вязкость значительно ниже.

На основании исследований, признано целесообразным ограничить в стали 10Г2С1, предназначенной для сварных строительных конструкций, содержание кремния до 1 %. Исследование чувствительности стали 10Г2С1 и 09Г2С к деформационному старению (наклеп растяжением 10 % + нагрев 250° С, 1 ч) показало, что под действием старения границы критического интервала хрупкости стали 09Г2С сдвигаются в сторону более высоких температур на 20-30° С (в среднем на 24° С), ударная вязкость при вязком разрушении падает на 17,6-35,7 %. Сопротивление пластической деформации возрастает при этом на 40-50 Н/мм 2 . Аналогичные изменения для стали 10Г2С1 имеют несколько большие значения: 20-57° С (в среднем 38° С), 29-42,5% и 2,5-4,7 Н/мм 2 . Таким образом, сталь 10Г2С1, по сравнению со сталью 09Г2С, более чувствительна к деформационному старению. Особенно это относится к стали 10Г2С1 с содержанием кремния более 1,05%: минимал! ная ударная вязкость проката толщиной 12—40 мм после де-формацис нного старения составила 20-25 Дж/см 2 .

Исследованные стали обеих марок удовлетворительно сопротивляются хрупкому разрушению при статическом приложении нагрузки. Однако температура перехода к хрупкому разрушению больших плоских надрезанных образцов из листов стали 09Г2С составила от 0 до -10° С, а образцов стали 10Г2С1 не ниже +20° С.

Сварку сталей 10Г2С1 и 09Г2С в диапазоне тепловложений, соответствующих скорости охлаждения металла шва 2-60° С/с (при 600° С), можно производить без каких-либо ограничений на режимах, обычно применяемых для сварки малоуглеродистой стали, не опасаясь понижения свойств в околошовной зоне. Для получения сварных соединений сталей марок 10Г2С1 и 09Г2С, равнопрочных исходному металлу, автоматическую сварку под флюсом марок АН348А или ОСЦ-45 следует производить с применением проволоки Св08ГА, а ручную — с применением электродов УОНИ13/55.

Стадь 10Г2С1 с содержанием более 1,1 % Si отличается повышенной склонностью к хрупкому разрушению в сварных соединениях при статическом растяжении. Предел выносливости сварных соединений стали марки 10т 2С1 на 5 % и марки 09Г2С на 16 % выше пределов выносливости сварных соединений из стали СтЗсп.

Достаточно высокие свойства стали 10Г2С1 с медью (10Г2С1Д) позволили рекомендовать ее в качестве свариваемой корпусной стали для судостроения. При этом в стали 10Г2С1Д, по сравнению со сталью 10Г2С1, содержание кремния было снижено на 0,1 % и установлено гарантированное содержание меди 0,15-0,30%.

Коэффициент чувствительности к деформационному старению (наклеп 5% + отпуск 250° С, 2 ч) находится в пределах 19,3-34,5%, а при наклепе 10% стаким же отпуском составляет 25,8-51,3%. Предел усталости, который определяют на машине Велера, для гладких и надрезанных образцов составляет 270 и 75-80 Н/мм 2 соответственно.

Режим термической обработки листов большого сечения заключается в закалке с 920-960° С в воду, отпуске при 650-670° С и охлаждении в воде.

Весьма важным фактором при сравнительной оценке низколегированных сталей является относительная их коррозионная стойкость в различных коррозионных средах в зависимости от условий эксплуатации. Детальные исследования коррозионной стойкости низколегированной стали отдельных марок представлены в работе. Испытаниям в течение трех лет подвергали стали марок 09Г2С, 10Г2С1Д и 15ГС. Полученные результаты сравнивали с результатами аналогичных испытаний сталей 15ХСНД и СтЗкп.

Многочисленными исследованиями установлено, что у низколегированных сталей в атмосферных условиях в первые 1,5-2 года наблюдается более интенсивное развитие коррозии, после чего устанавливается практически постоянная скорость, в то время как скорость коррозии углеродистой стали продолжает увеличиваться. На поверхности низколегированных сталей образуются плотные мелкокристаллические слои оксидов железа, которые до некоторой степени и защищают металл от дальнейшего развития коррозии.

Если принять стойкость против атмосферной коррозии исследованной стали СтЗкп за единицу, то относительная стойкость горячекатаной стали 09Г2С будет 1,8, а нормализованной — 1,7, стали 15ГС нормализованной — 1,25 и нормализованных марки 10Г2С1Д — 1,44 и стали 15ХСНД — 2,05. С уменьшением продолжительности испытаний разница в относительной стойкости стали разных марок уменьшается. Основным фактором, обеспечивающим более высокую коррозионную стойкость исследованных сталей 09Г2СД и 10Г2С1Д, является наличие в них меди. Наличие в стали 15ХСНД, наряду с медью, никеля и хрома обусловило дальнейшее повышение коррозионной стойкости.

Сталь 10Г2С1Д нашла широкое применение в судостроении, котло-строении, для железнодорожных цистерн, электросварных газопроводных труб диам. 530 мм и др.

Сталь 09Г2С (09Г2Т, 09Г2ДТ). Эта сталь близка к стали 10Г2С1, но содержит меньше кремния. Так же, как и сталь 10Г2С1, ее вначале выпускали с обязательным содержанием меди, затем содержание меди стало необязательным.

Сталь 09Г2С используется в строительных конструкциях, судостроении в качестве корпусной стали, мостостроении, для изготовления аппаратов и сосудов. Предусмотрена возможность изготовления из этой стали проката толщиной до 160 мм.

Раскисление стали 09Г2С производят так же, как и стали 10Г2С1. Возможны поставки этой стали (по требованию заказчика) в термически улучшенном состоянии. В этом случае гарантируется при —70° С минимальная ударная вязкость не менее 30 Дж/см 2 .

Исследование толстых листов из стали 09Г2СД (09Г2С с медью) в различных состояниях показало, что термическая обработка оказывает сравнительно небольшое влияние на уровень их механических свойств.

Увеличение толщины горячекатаных листов с 90 до 160 мм и после отпуска сравнительно мало снижает ударную вязкость и заметно повышает температурный порог хладноломкости. Высокий отпуск практически не изменяет ударную вязкость горячекатаных листов и понижает ее для нормализованных. Таким образом, листы стали 09Г2С большой толщины рекомендуется применять в нормализованном состоянии. Исследования показали, что сталь 09Г2С в горячекатаном и нормализованном состояниях в больших толщинах чувствительна к деформационному старению. Только у нормализованных или нормализованных и отпущенных листов толщиной 160 мм обеспечивается после деформационного старения ударная вязкость не менее 30 Дж/см 2 .

Детальное исследование свариваемости стали 09Г2С и свойств сварных соединений позволило уточнить режимы сварки и показать, что сталь 09Г2С может свариваться разнообразными способами с получением сварных соединений, равнопрочных основному металлу и обладающих высокой пластичностью и вязкостью.

Несмотря на дефицитность марганца, низколегированная сталь 09Г2С до настоящего времени является наиболее широко применяемой в отечественной строительной промышленности.

Стали 17ГС, 17Г1С для электросварных газо- и нефтепроводных труб большого диаметра. Газовая и нефтяная отрасли хозяйства являются наиболее металлоемкими отраслями, поэтому с экономической точки зрения для легированных сталей этого назначения необходимо использовать относительно дешевые и недефицитные легирующие элементы. Технология производства стали должна быть достаточно простой. В то же время условия эксплуатации трубопроводов (высокое рабочее давление, разнообразные и суровые климатические условия) предъявляют высокие требования к свойствам стали данного назначения.

В настоящее время в стране для изготовления электросварных труб большого диаметра используют в основном сталь марок 17ГС и 17Г1С.

Листовую сталь 17ГС для труб диам. 529-820 мм поставляют в горячекатаном состоянии, а для труб диам. 1020 и 1220 мм — в нормализованном. Сталь 17ГС выплавляют в 600-т мартеновских печах, а также в кислородных конвертерах. Как правило, раскисление металла в печи производят ферромарганцем или же ферромарганцем совместно с силикомарганцем. В ковше металл дополнительно раскисляют алюминием 0,5-0,8 кг/т и ферротитаном из расчета ввода в металл (без учета угара) 0,02-0,03 % Ti.

Прокатку листов ведут, как правило, по поперечной схеме. Режим нормализации листов следующий: 920-930° С, 1,0-1,2 мин/мм, охлаждение на спокойном воздухе или под вентилятором. Механические свойства стали 17ГС как в горячекатаном, так и в нормализованном состояниях получаются весьма высокими и стабильными.

Нормализованные листы от горячекатаных отличаются более высокой вязкостью и пластичностью при практически одинаковых характеристиках прочности. Металлографические исследования показали, что в горячекатаной стали 17ГС около половины перлита имеет пластинчатую форму. После нормализации почти весь перлит становится зернистым. Исходный размер зерна феррита оказывает влияние на зерно нормализованной стали: чем меньше исходное зерно, тем меньше и зерно в конечном состоянии.

Методом математической статистики (методом теории корреляции) по результатам сдаточных испытаний нормализованных листов стали 17ГС толщиной 12,5 мм массового производства (450 плавок) было изучено влияние пяти элементов химического состава на временное сопротивление.

Анализ результатов сдаточных испытаний нормализованной листовой стали 17ГС, а также результатов, полученных при исследовании влияния химического состава на свойства стали 17ГС, показал, что при значениях суммы (С + 0,25 % Mn) > 0,44% в стали 17ГС практически обеспечивается получение нормализованных листов с временным сопротивлением не ниже 520 Н/мм 2 и пределом текучести не ниже 360 Н/мм 2 .

Предусмотрено, что в стали 17ГС корректированного состава (обозначенной маркой 17Г1С) допускается добавка до 0,05% V. Исследовали влияние добавки 0,05% V на механические свойства нормализованных листов толщиной 11 мм из стали 17ГС. Сталь выплавляли в двухжелобной мартеновской печи; при выпуске плавки в один из ковшей добавляли феррованадий.

Высокие механические свойства листов и труб диам. 1220 мм из стали 17Г1С производства различных заводов подтверждают результаты сдаточных испытаний.

Модальные значения механических свойств листовой нормализованной стали толщиной 12,5 мм оказались следующими: предел текучести 390-400 Н/мм 2 ; временное сопротивление 540-550 Н/мм 2 ; относительное удлинение 27-30 % и ударная вязкость при —40° С (образец 10 х 10 х 55 мм) 75 Дж/см 2 .

Распределение плавок стали 17Г1С одного из заводов по химическому составу показывает, что известное количество их имело содержание углерода, марганца и кремния ниже предусмотренного техническими условиями. Это, естественно, отразилось на некотором общем снижении прочности. Металл характеризуется относительно низким содержанием серы и особенно фосфора. Преобладающая часть плавок получена с содержанием серы ниже 0,030% и фосфора менее 0,025 %.

Опыт производства газопроводных труб из стали 17Г1С подтвердил, что формуемость этой стали в процессе изготовления труб не отличается от формуемости стали 17ГС и что сварка труб из стали 17Г1С может производиться по режимам, принятым для стали 17ГС.

Уровень механических свойств (средние значения) листов из этих плавок весьма высок.

Нижняя граница критического интервала хрупкости у исследованного металла была не выше -90° С, а у стали с небольшой добавкой ванадия при +110° С. Верхняя граница этого интервала для большинства исследованных плавок соответствовала температуре —10° С, а для плавок с содержанием углерода, близким к нижнему пределу, эта температура снижалась до —40° С.

Сталь, содержащая ванадий, характеризуется относительно меньшей чувствительностью к деформационному старению, так как в этой стали азот связан в стойкие нитриды (карбонитриды) ванадия.

Потеря ударной вязкости при +20° С в результате деформационного старения составляла 25-41 %. Отмеченная ограниченная чувствительность стали 17Г1С к деформационному старению имеет большое практическое значение. Это связано с тем, что сталь в процессе изготовления труб подвергаемся холодной пластической деформации, вызывающей с течением времени старение. Сталь 17Г1С относительно чиста по неметаллическим включениям. Листы характеризуются мелкозернистой перлито-ферритной структурой, размер зерна 8-9 баллов. Приведенные данные обусловили широкое применение стали марок 17ГС и, особенно, 17Г1С не только при изготовлении газопроводных труб, но и в самых разнообразных отраслях промышленности. Сталь этих марок обладает повышенной прочностью (временное сопротивление не менее 520 Н/мм 2 ), хорошей свариваемостью, высокой пластичностью и вязкостью, низким порогом хладноломкости и высоким сопротивлением хрупкому разрушению.

Оцените статью
ТехПорт