Сталь 09Г2С: состав, свойства, категорийность
Сталь 09Г2С часто используется на Заводе САРРЗ для производства резервуаров и различного типа емкостей: ресиверов, аппаратов с эллиптическими днищами, сепараторов, отстойников нефти и т.д. Какие свойства у стали 09Г2С? Марка стали 09Г2С содержит в названии информацию о химическом составе:
- 09 — содержание 0,09% углерода;
- Г — в составе присутствует марганец;
- 2 — процентное содержание марганца не выше 2%;
- С — в составе есть кремний и его содержание меньше 1%, т.к. в названии марки после С нет цифры.
Таким образом по химическому составу сталь относится к низколегированным.
По классификации сталь является конструкционной. Она обладает отличной свариваемостью без ограничений и не склонна к отпускной хрупкости — особому состоянию сплава, которое характеризуется невысоким значением ударной вязкости.
При высоком давлении и при нагрузках с переменным вектором силы сталь сохраняет первоначальные характеристики. Также свойства не меняются в широком диапазоне температур — от -70°С до +425°С, что дает возможность устанавливать резервуары из этой марки в районах Крайнего Севера со сложными условиями эксплуатации.
Какие существуют категории?
Сталь 09Г2С подразделяется на категории в зависимости от требований к испытаниям на ударный изгиб. Нормируемой характеристикой является ударная вязкость KCU — это способность материала к поглощению механической энергии в процессе деформации и разрушения под действием ударной нагрузки.
Всего существует 15 категорий, отличия которых рассмотрены в таблице.
| Нормируемая характеристика | Категория | ||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | |
| Ударная вязкость KCU при +20 °C | + | + | |||||||||||||
| Ударная вязкость после механического старения | + | + | + | + | + | + | + | ||||||||
| Ударная вязкость KCU при -20 °C | + | + | |||||||||||||
| -40 °C | + | + | |||||||||||||
| -50 °C | + | + | |||||||||||||
| -60 °C | + | + | |||||||||||||
| -70 °C | + | + | |||||||||||||
| Ударная вязкость KCV при 0 °C | + | ||||||||||||||
| -20 °C | + | ||||||||||||||
Категория указывается вместе с маркой стали. Например, сталь с категорией 12 обозначается как 09Г2С-12.
Сталь 09Г2С не относится к коррозионностойким, поэтому готовое емкостное оборудование требуется покрывать специальными антикоррозионными составами — органосиликатными композициями, полиуретановыми составами, акрилуретановыми эмалями и т.д. Выбор покрытия осуществляется под конкретный заказ и зависит от условий эксплуатации, типа и агрессивности рабочей среды, а также особенностей технологического процесса.
Нержавеющий металлопрокат и отличия между разными типами подробно рассматривались на странице «Блог директора» в статье «Нержавеющие марки стали: химические свойства, классификация, аналоги».
Категорийность металлопроката низколегированных сталей ГОСТ 19281-89
При обозначении марок низколегированных сталей (ГОСТ 19281-89) после марки стали (через тире) пишется категория металлопроката (пример: 09Г2С-12 , 09Г2С-14 , 09Г2С-15 , 10ХСНД-15 , 15ХСНД-15). Категория обозначает на какие нормируемые характеристики был испытан металлопрокат.
| Нормируемая | Категория металлопроката сталь ГОСТ 19281-89 | ||||||||||||||
| Характеристика | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 |
| Ударная вязкость при +20 C | + | + | |||||||||||||
| Ударная вязкость после механического старения | + | + | + | + | + | + | + | ||||||||
| Ударная вязкость КСU при — 20 С | + | + | |||||||||||||
| — 40 С | + | + | |||||||||||||
| — 50 С | + | + | |||||||||||||
| — 60 С | + | + | |||||||||||||
| — 70 С | + | + | |||||||||||||
| Ударная вязкость КСV при 0 С | + | ||||||||||||||
| — 20 С | + | ||||||||||||||
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, также также легко расшифровываются по ГОСТ. Главное достоинство этой марки – ее хорошая свариваемость, которая осуществляется и при подогреве и термической обработке, и без подогрева.
Основные характеристики стали 09г2с
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. Сера и фосфор, негативно влияющие на вязкость стали, используются в марке в незначительных количествах.
- 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%.
Механические свойства стали 09г2с позволяют использовать ее для различных строительных конструкций, поскольку она обладает повышенной прочностью даже в деталях не очень большой толщины. Диапазон ее температурного использования значителен: -70 – +450°С, т.к. она обладает устойчивостью присущих ей качеств.
Ценность технологических свойств марки 09г2 связана с наличием:
- высокого предела выносливости, особенно после получения двухфазной ферритно-мартенситной структуры
- пластичности
- легкой свариваемости без ограничений
- прокаливаемости
- отсутствия перегрева
- отсутствия флокеночувствительности
- устойчивости к образованию трещин
- устойчивости к отпускной хрупкости и др.
По ГОСТУ19281-89 к марке, равно как и к другим низколегированным сталям, добавляется категория металлопроката. Например, 09г2с -12 будет обозначать, что стальной лист из 09г2с испытывался на ударную вязкость при температуре -40°С. Соответственно 09г2с -15 будет обозначать, что стальной лист из 09г2с испытывался на ударную вязкость при температуре -70°С
Лист г/к из стали 09Г2С называют еще листом низколегированным. Применяется данный лист для конструкций сварных, клепанных или болтовых.
Также из стали 09Г2С изготовляют:
- детали для вагонов;
- паровые котлы;
- сварные переходы, фланцы;
- бесшовные трубы;
- аппараты, работающие под давлением;
- оборудование для нефтехимической отрасли.
- ГОСТ 5520;
- ГОСТ 19281.
- категорий 2-6, 10-12, 16, 18, 19 и 20 производятся без термической обработки или термически обработанными, в том числе с прокатного нагрева;
- остальных категорий — с термической обработкой (после нормализации или закалки с отпуском).
- ручная дуговая (РДС)
- аргонно-дуговая (АДС) под флюсом и с газовой защитой
- электрошлаковая (ЭШС)
- Двузначное число 09 обозначает примерное содержание углерода в стали в сотых долях процента, т.е. содержание углерода в стали приблизительно 0,09%.
- Бука Г означает, что в стали содержится марганец
- Цифра 2 после буквы Г указывает, что марганца в стали содержится в количестве 2%.
- Буква С означает, что в стали содержится кремний.
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
Лист 09Г2С изготавливается толщиной от 4 до 160 мм по сортаменту ГОСТ 19903 и с техническими условиями по:
Лист 09Г2С ГОСТ 5520 производится по категориям 2-18 и 19-22. При этом листы:
Лист низколегированный по ГОСТ 19281 производится по классам прочности. Из марки стали 09Г2С листы изготовляют классов прочности 265, 295, 325 и 345.
Еще один важный факт, который относится к маркировке, это обозначение материала в разных отраслях. К примеру, в строительном деле сплав 09Г2С обозначается как С345. Довольно часто в таких случаях возникает множество вопросов у незнающих людей. Все дело в том, что для строителей маркировка с точки зрения легирования не важна. Они отмечают такие сплавы по их пределу текучести, который в данном случае равен 345.
Прокат из стали С345 изготовляют категорий 1, 2, 3 и 4 в зависимости от требований по испытаниям на ударный изгиб. Нормируемые показатели ударной вязкости для проката различных категорий, оговоренных в заказе, приведен в таблице
| Нормируемая характеристика | Категория | |||
| 1 | 2 | 3 | 4 | |
| Ударная вязкость при: | ||||
| -40°С | + | — | + | — |
| -70°С | — | + | — | + |
| Ударная вязкость после механического старения | — | — | + | + |
Свариваемость стали 09Г2С:
Сталь 09Г2С отличается устойчивостью к перегреву, образованию трещин. Ее можно сваривать как после подогрева, так и без предварительного подогрева и какой-либо термической обработки. Подобное стало возможным благодаря низкому содержанию углерода. Если же в сплаве будет больше углерода, то в шве образуются микроскопические поры. При работе с толстыми листами рекомендуется использовать многослойную сварку.
Сталь 09Г2С не перегревается и не закаливается в процессе сварки. Ее пластические свойства остаются на высоком уровне, а зернистость не увеличивается. Все эти характеристики делают такой сплав идеальным для использования в сварных конструкциях. Процесс сварки может осуществляться с предварительным подогревом (приблизительно до 100°-120°) и без него.
Именно эта марка позволяет создавать максимально тонкостенные элементы, что отлично подходит для ее применения в судостроении и строительной области. К тому же материал довольно прочный и долговечный, что обуславливает безопасность сооружения.
Листовой прокат из стали 09Г2С. Это позволяет создавать сложнейшие конструкции для газодобывающей, нефтяной и химической отрасли. В таких сферах стальные изделия из этой марки представлены в виде труб и трубопроводной арматуры.
Способы сварки:
Механическая обработка
Сталь можно подвергать разным видам механической обработки: токарная, дробеструйная и фрезерная обработка, поперечная резка, сверловка, правка. При этом металл не теряет своих положительных свойств. Выполнять механическую обработку можно практически на любом оборудовании.
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.
Механические свойства проката из стали С345
Получить консультацию специалиста и узнать окончательную стоимость заказа можно по телефону 8-812-642-21-37 или e-mail: 6422137@mail.ru
Перевод марок сталей 09Г2С-6 и -12
Форумчане, подскажите обычно переводи 09Г2С — как С345 по ГОСТ 27772-88. А как перевести 09Г2С-6 и -12. Какой будет индекс у С345, -1, -2, -3, -4.
Читаю ГОСТ 27772-88:
| «. Прокат из стали С345 и С375 изготовляют категорий 1, 2, 3 и 4 в зав и с и мост и от требований по ис п ытаниям на ударный изгиб. Н ормируемые показатели ударной вязкости для проката из стал и С345 и С375 различн ы х кат е горий, ого в оренных в заказе, при в еден в табл.5 . « |
В теме Замена стали по ГОСТ 27772-88 на сталь по старым гостам. в посте #9 пользователь «ppv» пишет:
| 12 — категория, гарантирующая ударную вязкость при т=-40 гр.С., а также после механического старения |
Следовательно, по табл. 5 ГОСТ 27772-88 нам подходят стали для 09Г2С-12 либо С345-3, либо С345-4.
Далее по табл. 4 ГОСТ 19281-89* находим требования для 12 категории и для 6 категории: для 12 — Ударная вязкость КСU при -40°С и Ударная вязкость после механического старения, т.е. для 09Г2С-12 соответствует С345-3; для 6 категории — Ударная вязкость КСU при -60°С, т.е. для 09Г2С-6 соответствует С345-2.
Я прав?
Последний раз редактировалось ZeroLine, 20.10.2011 в 15:55 .
Просмотров: 131503
Регистрация: 29.07.2011
Сообщений: 117
снип II-23-81. табл. 51.б
Примечания: 1. Стали С345 и С375 категорий 1, 2, 3, 4 по ГОСТ 27772–88 заменяют стали категорий соответственно 6, 7 и 9, 12, 13 и 15 по ГОСТ 19281–73* и ГОСТ 19282–73*.
Интересовала всегда сталь для фланцев. переход со стали 14ГАФ -15 на минимально возможную сталь С345-12 Offtop: (прошу пардону перепрыгнул сразу на категорию) ( п.27.5 Пособия к СНиП II-23-81) при условии, что по механическим свойствам сталь С345-12 Offtop: (прошу пардону перепрыгнул сразу на категорию) в направлении толщины проката будет гарантирована.
Но этот пункт по гарантии исключен. получается можно и сталь С345-3 без гарантии.
Последний раз редактировалось одис, 20.10.2011 в 19:31 .
Сталь 09Г2С — конструкционная низколегированная для сварных конструкций
Сортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 19281—73, ГОСТ 2590-88, ГОСТ 2591-88, ГОСТ 8239-89, ГОСТ 8240-89.
Лист толстый ГОСТ 19281-89, ГОСТ 5520-79, ГОСТ 5521-93, ГОСТ 19903-74.
Лист тонкий ГОСТ 17066-80, ГОСТ 19903-74, ГОСТ 19904-74.
Полоса ГОСТ 103-76, ГОСТ 82—70.
Поковки и кованые заготовки ГОСТ 1133—71.
Назначение
Детали аппаратов и сосудов, работающие при температуре от -70°C до +475°C под давлением. В трубопроводах пара и горячей воды — детали, изготовленные из листа — до температуры 450°C, трубы — до температуры 425°C, в котлах — листовые детали, работающие при температуре до 450°C, во всех случаях без ограничения давления. Крепежные детали в котлах и трубопроводах используются до температуры 425°C и давлении до 10 Н/мм 2 .
Сталь марки 09Г2С должна испытываться на растяжение при повышенных температурах.
В результате таких испытаний предел текучести при 320 °С для листов из стали марки 09Г2С толщиной 60 мм и более должен быть не менее 18 кГ/мм 2
Расшифровка стали 09Г2С
Химический состав, % (ГОСТ 19281-2014)
Применение стали 09Г2С для корпусов, крышек, фланцев, мембран и узла затвора, изготовленных из проката, поковок (штамповок) (ГОСТ 33260-2015)
| Марка стали | НД на поставку | Температура рабочей среды (стенки), °С | Дополнительные указания по применению |
| Листы ГОСТ 5520, категории 7, 8, 9 в зависимости от температуры стенки |
От -70 до 200 | Для сварных узлов арматуры, эксплуатируемой в макроклиматическом районе с холодным климатом |
|
| Категория 6 | От -40 до 200 | ||
| Категории 3, 5 | От -30 до 200 | ||
| Категория 12, 17 | От -40 до 475 | ||
| Категория 15, 17 | От -70 до 475 | ||
| Листы ГОСТ 19281, категория 3 |
От -30 до 200 | ||
| Категория 4 | От -40 до 200 | ||
| Категория 12 | От -40 до 475 | ||
| Категории 7, 15 | От -70 до 200 |
Применение стали 09Г2С для крепежных деталей арматуры (ГОСТ 33260-2015)
| Марка стали, по ГОСТ 1759.0 |
Стандарт или технические условия на материал |
Параметры применения | |||||
| Болты, шпильки, винты | Гайки | Плоские шайбы | |||||
| Темпера- тура среды, °С |
Давление номи- нальное, МПа (кгс/см 2 ) |
Темпера- тура среды, °С |
Давление номи- нальное, МПа (кгс/см 2 ) |
Темпера- тура среды, °С |
Давление номи- нальное, МПа (кгс/см 2 ) |
||
| 09Г2С | ГОСТ 19281 | От -70 до 425 | 16 (160) | От -70 до 425 | 16 (160) | От -70 до 450 | Не регламен- тируется |
Максимально допустимые температуры применения стали 09Г2С в средах, содержащих аммиак
| Марка стали | Температура применения стали, °С при парциальном давлении аммиака, МПа (кгс/см 2 ) |
||
| Св. 1(10) до 2(20) | Св. 2(20) до 5(50) | Св. 5(50) до 8(80) | |
| 09Г2С | 300 | 300 | 300 |
ПРИМЕЧАНИЕ
Условия применения установлены для скорости коррозии азотного слоя не более 0,5 мм/год.
Максимально допустимая температура применения стали 09Г2С в водородосодержащих средах
| Марка стали | Температура применения стали, °С при парциальном давлении водорода, МПа (кгс/см 2 ) |
||||||
| 1,5 (15) |
2,5 (25) |
5 (50) |
10 (100) |
20 (200) |
30 (300) |
40 (400) |
|
| 09Г2С | 290 | 280 | 260 | 230 | 210 | 200 | 190 |
Температура критических точек, °С
| Ac1 | Ac3 | Ar3 | Ar1 |
|---|---|---|---|
| 725 | 860 | 780 | 625 |
Предел текучести σ0,2 (ГОСТ 5520-79)
| σ0,2, МПа, при температуре испытаний, °C | |||||
| 250 | 300 | 350 | 400 | ||
| 225 | 195 | 175 | 155 | ||
Механические свойства
| ГОСТ | Состояние поставки | Сечение, мм | σ0,2, МПа, | σв, МПа, | δ5 (δ4), % |
| не менее | |||||
| ГОСТ 19281-2014 | Сортовой и фасонный прокат | До 10 | 345 | 490 | 21 |
| ГОСТ 19281-2014 | Лист и полоса (образцы поперечные) | От 10 до 20 вкл. | 325 | 470 | 21 |
| Св. 20 до 32 вкл. | 305 | 460 | 21 | ||
| Св. 32 до 60 вкл. | 285 | 450 | 21 | ||
| Св. 60 до 80 вкл. | 275 | 440 | 21 | ||
| Св. 80 до 160 вкл. | 265 | 430 | 21 | ||
| ГОСТ 19281-2014 | Лист после закалки и отпуска(образцы поперечные) | От 10 до 32 вкл. | 365 | 490 | 19 |
| От 32 до 60 вкл. | 315 | 450 | 21 | ||
| ГОСТ 17066-94 | Лист горячекатанный | 2 — 3,9 | — | 490 | (21) |
Механические свойства при повышенных температурах
| tисп., °C | σ0,2, МПа | σв, МПа | δ5, % | Ψ, % |
| 20 | 300 | 460 | 31 | 63 |
| 300 | 220 | 420 | 25 | 56 |
| 475 | 180 | 360 | 34 | 67 |
Примечание. Нормализация при 930—950 °С.
Механические свойства в зависимости от температуры отпуска
| tотп., °C | σ0,2, МПа | σв, МПа | δ5, % | Ψ, % |
| 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 |
Ударная вязкость KCU
| ГОСТ | Состояние поставки | Сечение, мм | KCU, Дж/см 2 , при температуре, °C | ||
|---|---|---|---|---|---|
| +20 | -40 | -70 | |||
| ГОСТ 19281-89 | Сортовой и фасонный прокат | От 5 до 10 От 10 до 20 вкл. От 20 до 100 вкл. |
64 59 59 |
39 34 34 |
34 29 — |
| Лист и полоса | От 5 до 10 От 10 до 160 вкл. |
64 59 |
39 34 |
34 29 |
|
| Лист после закалки и отпуска (образцы поперечные) | От 10 до 60 | — | 49 | 29 | |
Категорийность стали 09Г2С
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.