Сталь 09г2с: технические характеристики, расшифровка марки материала

Основные характеристики металлов и других материалов зависят от особенностей химического состава. Включение различных химических элементов в состав позволяет достигнуть определенных качеств. Принято считать, что обычная конструкционная сталь состоит из основного элемента, которым является углерод, а также определенных примесей.

Добавление других веществ называют легированием. Существует просто огромное количество различных легированных сталей, которые отличаются химическим составом и основными эксплуатационными качествами. Рассмотрим характеристики, расшифровку марки и область применения стали 09г2с.

Расшифровка маркировок

Провести расшифровку маркировок можно согласно ГОСТ (09г2с или других представителей этой группы). Стоит учитывать, что в различных странах применяют разные стандарты маркировки.

Проводя расшифровку, уделяем внимание нижеприведенным моментам:

  1. Первая цифра указывает на концентрацию основного элемента, которым для многих металлов является углерод. В этом случае его концентрация 0,09%. От количества углерода и равномерности его распределения зависит прочность и твердость материала.
  2. После первого обозначения идет символ, указывающий на проведение химической обработки, которая заключается во внесении легирующего элемента марганца. Следующая цифра указывает на то, что в состав вносится не более 2% этого вещества.
  3. Символ «С» указывает на присутствие кремния. Принятые стандарты определяют то, что расшифровка стали 09г2с указывает на концентрацию кремния не более 1%.

Рассматриваемая сталь относится к низколегированной группе, так как всех легирующих элементов не более 2,5%. Поэтому при маркировке вначале не указывается буква, как при маркировке других сплавов. Расшифровка 09г2с не указывает на концентрацию других элементов, которые присутствуют практически в любом сплаве. Примером можно назвать серу или фосфор.

Основные характеристики металла

Как ранее было отмечено, химический состав определяет основные характеристики любого материала. Характеристики стали 09г2с:

  1. Плотность составляет 7,85 грамма на квадратный сантиметр. Этот показатель означает довольно большой удельный вес (у алюминия около 2,5 грамма на квадратный сантиметр).
  2. Предел текучести может отличаться в зависимости от температуры эксплуатации. При 250 градусах Цельсия показатель составляет 225 МПа, при 400 градусах Цельсия уже 155 МПа.
  3. Для повышения прочности и снижения хрупкости есть возможность провести ковку при температуре около 2019 градусов Цельсия.
  4. Сталь получила широкое применение по причине хорошей свариваемости. При желании можно применять метод АДС, РДС. При газовой защите и многие другие. Нет необходимости проводить предварительный прогрев структуры для повышения рассматриваемого свойства.
  5. Склонности к отпускной хрупкости нет.
  6. Повышенный предел выносливости, который придается после обработки.

Процесс легирования позволяет существенно повысить некоторые качества и придать материалу новые свойства. Сегодня многие металлы проходят химикотермическую обработку, которая позволяет существенно расширить их область применения.

Область применения

Высокая механическая прочность определила распространение данной стали в строительной и машиностроительной сфере. За счет высокой механической прочности инженеры смогли использовать более тонкие и менее громоздкие конструктивные элементы при создании различных механизмов и сооружений. Кроме этого, структура металла не реагирует на воздействие температуры от -70 до 450 градусов Цельсия.

Большой диапазон температуры эксплуатации, высокая механическая прочность, хорошая свариваемость определяют то, что металл сегодня применяется в нижеприведенных областях:

  1. Нефтяной промышленности, к примеру, проводится изготовление трубопроводов, фиксирующих или запорных конструкций.
  2. В частном и промышленном строительстве. Сегодня при возведении многоэтажных зданий очень часто используются балки, изготавливаемые из стали.
  3. В машиностроении и станкостроении, в судостроительной отрасли.

После термохимической обработки эту легированную сталь можно применять при изготовлении трубопроводной арматуры. За счет того, что структура не реагирует на воздействие критических низких температур, 09г2с часто встречается на Крайнем Севере.

Некоторые недостатки

Однако есть и несколько существенных недостатков, которые несколько сужают область применения этого металла. Примером можно назвать то, что поверхность обладает относительно невысокими антикоррозионными свойствами. Именно поэтому применять сталь в некоторых агрессивных средах возможно только при дополнительной защите поверхности.

Сталь представляет собой сплав железа, углерода и некоторых примесей. Доля железа должна быть весомой и составлять не менее 45%.

Для получения сталей перерабатывают чугун с помощью мартеновского, электротермического, конверторного способов. Согласно ГОСТам, составы сплавов оптимизируют: увеличивают содержание углерода, добавляют легирующие элементы, благодаря которым сырье обретает те или иные свойства.

Как и сталь 3, характеристики которой можно посмотреть здесь, сталь 09г2с относят к одному из самых востребованных видов сырья.

Химический состав, механические свойства

Низколегированная сталь 09г2с содержит 96-97% железа. Обозначение 09г2с расшифровывается просто: 09 – процентное содержание углерода, буква «Г» «сигнализирует» о наличии 2% марганца, а «С» дает понять, что в стали присутствует около 1% кремния.

В химическом составе данной марки стали содержится также 05-08% кремния, 0,3% никеля, до 0,04% серы. Присутствуют фосфор (0,035%), хром (до 0,3%), мышьяк (до 0,08%), азот (0,008%) и медь (0,30%).

В таблицах можно посмотреть более полную информацию о механических свойствах сырья в зависимости от динамики температуры, показателей ударной вязкости.

Применение стали 09г2с: характеристики и «поведение» в изделиях

Сталь конструкционная низколегированная 09г2с, большей частью, служит для изготовления листового, фасонного проката. Продукцию производят, согласно требованиям, прописанным в ГОСТах 19281-73, 19281-89. Стандарт 19903-74 – (лист г/к 09г2с), ГОСТ 103-2006 нормирует изготовление полосы горячекатаной, тогда как круг г/к ст. 09г2с выпускают, следуя нормам 2590-2006.

Способность к свариванию и механическая устойчивость металла – условия изготовления износостойких фасонных изделий металлопроката, таких как балка 09г2с, уголок, швеллер г/к 09г2с. Сталь идеальна для производства комплектующих для нужд станкостроения, машиностроения и транспорта, строительной, нефтяной, химической отраслей. Огромный «плюс» – прокат выдерживает влияние температурных режимов от -70 до +425 оС в условиях многолетних нагрузок и различных деформаций.

Так, продукция из стали 09г2с, характеристики которой, подчас, можно отнести к разряду уникальных, дают возможность функционировать городам, сложнейшим транспортным системам, предприятиям в климатических зонах повышенной опасности, в регионах с суровым климатом.

К примеру, закаленная сталь данной марки с повышенными характеристиками механической прочности крайне востребована при возведении трубопроводов на крайнем севере страны. Новые технологии позволяют монтировать сложнейшие по конфигурации сварные элементы.

В городском строительстве, архитектуре, находит применение труба квадратная 09г2с, служащая для изготовления ограждений, оформления скверов, парков, монтажа рекламных щитов, впрочем, труба прямоугольная 09г2с – не менее популярна.

Сварные конструкции из данной разновидности стали различной сложности крайне востребованы. Металл при любом способе сварки не теряет свойств пластичности. Именно поэтому мастера самых разных производственных профессий любят работать со сталью 09г2с (ГОСТ19281-73).

Паровые котлы, различное оборудование для работы в сложных термальных условиях, применяемое в промышленности и с/х – все это изготавливают с помощью прочной и пластичной стали 09г2с.

Необходимость в прокате из ст09г2с легко объяснить с точки зрения экономичности. Возводимые конструкции легче варить, они меньше весят, обладают высокими прочностными характеристиками.

Особенности электросварки  

Для сваривания изделий из стали 09Г2С обычно применяют инструмент, рассчитанный на использование исключительно низколегированного, углеродистого сырья. Как и в любом деле, здесь необходима внимательность и соблюдение всех технологических нюансов.

Чтобы, к примеру, при каскадной сварке предотвратить перегрев шва, используют силу тока всего 40-50 А /1 мм электрода. При этом после проведения сварных работ изделие закаливают при 650 оС, и, далее, ориентируясь на его толщину, поддерживают этот температурный режим (каждые 25 мм – час времени).

Затем конструкцию охлаждают в обычной горячей воде или на воздухе, что снимает напряженность в шве и обеспечивает его надежность.

После проведения закалки прочность и сопротивление изделия износу увеличивается, изделие не уступает по своим характеристикам другим продуктам, выполненным из более дорогих марок сталей.

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?

 

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Аналоги и заменители стали 09Г2С

При разработке металлических конструкций инженер-конструктор может выполнить замену 09Г2С на следующие стали отечественного производства 09Г2, 09Г2ДТ, 09Г2Т,10Г2С.  Кроме того, в отечественной промышленности широко применяют и импортные аналоги, такие как: A 516-55 (ANSI — США), SM41B (JIS — Япония).

Оцените статью:

Рейтинг: 5/5 — 5
голосов