09Г2С - Сталь конструкционная низколегированная для сварных конструкций

Сталь марки 09Г2С (отечественные аналоги 09Г2, 09Г2ДТ, 09Г2Т, 10Г2С)
Класс: Сталь конструкционная низколегированная для сварных конструкций, марка стали 09Г2С широко применяется при производстве труб и другого металлопроката.
Использование в промышленности: различные детали и элементы сварных металлоконструкций, работающих при температуре от —70 до +425°С под давлением.
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.
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.

Химический состав в % стали марки 09Г2С
C	до 0,12
Si	0,5 - 0,8
Mn	1,3 - 1,7
Ni	до 0,3
S	до 0,04
P	до 0,035
Cr	до 0,3
N	до 0,008
Cu	до 0,3
As	до 0,08
Fe	~96-97

Зарубежные аналоги марки стали 09Г2С
Германия	13Mn6, 9MnSi5
Япония	SB49
Китай	12Mn
Болгария	09G2S
Венгрия	VH2
Румыния	9SiMn16

Дополнительная информация и свойства

Удельный вес 09Г2С: 7,85 г/см³
Температура критических точек: Ac₁ = 725 , Ac₃(Ac_m) = 860 , Ar₃(Arc_m) = 780 , Ar₁ = 625
Свариваемость материала: без ограничений. Способы сварки: РДС, АДС под флюсом и и газовой защитой, ЭШС.
Флокеночувствительность: не чувствительна.
Склонность к отпускной хрупкости: не склонна.
Температура ковки, °С: начала 1250, конца 850.
Обрабатываемость резанием: в нормализованном отпущенном состоянии δ_B=520 МПа, К_{υ б.ст}=1,0 К _{υ тв. спл}=1,6
Предел текучести σ_0,2МПа (по ГОСТ 5520-79 ) при разных температурах: 250 °С=225 МПа, 300 С=195 МПа, 350 С=175 МПа, 400 С=155 МПа

Механические свойства стали 09Г2С при Т=20^oС
ГОСТ	Состояние поставки	Сечение, мм	σ_0,2 (МПа)	σ_В (МПа)	δ ₅ (%)
19281-73	Сортовой и фасонный прокат	до 10	345	490	21
19282-73	Листы и полосы (Образцы поперечные)	от 10 до 20 вкл. от 20 до 32 вкл. от 32 до 60 вкл. от 60 до 80 вкл. от 80 до 160 вкл.	325 305 285 275 265	470 460 450 440 430	21 21 21 21 21
19282-73	Листы после закалки, отпуска (Образцы поперечные)	от 10 до 32 вкл. от 32 до 60 вкл.	365 315	490 450	19 21
17066-80	Листы горячекатаные	2-3,9		490	17

Ударная вязкость KCU (Дж/см³) при низких температурах °С
ГОСТ	Состояние поставки	Сечение, мм	KCU при +20	KCU при -40	KCU при -40
19281-73	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 -
19282-73	Листы и полосы	от 5 до 10 от 10 до 60 вкл.	64 59	39 34	34 29
19282-73	Листы после закалки, отпуска (Образцы поперечные)	от 10 до 60 вкл.	-	49	29

Механические свойства 09Г2С при повышенных температурах
Темп. испытания, °С	σ_0,2 (МПа)	σ_В (МПа)	δ₅ (%)	ψ (%)
Нормализация 930-950 °С
20	300	460	31	63
300	220	420	25	56
475	180	360	34	67

Механические свойства в зависимости от темп. °С отпуска
Темп. отпуска, °С	σ_0,2 (МПа)	σ_В (МПа)	δ₅ (%)	ψ (%)
Листы толщиной 34 мм в состоянии поставки HB 112-127 (образцы поперечные)
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

Описание стали 09Г2С: Чаще всего прокат из данной марки стали используется для разнообразных строительных конструкций благодаря высокой механической прочности, что позволяет использовать более тонкие элементы чем при использовании других сталей. Устойчивость свойств в широком температурном диапазоне позволяет применять детали из этой марки в диапазоне температур от -70 до +450 С. Также легкая свариваемость позволяет изготавливать из листового проката этой марки сложные конструкции для химической, нефтяной, строительной, судостроительной и других отраслей. Применяя закалку и отпуск изготавливают качественную трубопроводную арматуру. Высокая механическая устойчивость к низким температурам также позволяет с успехом применять трубы из 09Г2С на севере страны.

Также марка широко используется для сварных конструкций. Сварка может производиться как без подогрева, так и с предварительным подогревом до 100-120 С. Так как углерода в стали мало, то сварка ее довольно проста, причем сталь не закаливается и не перегревается в процессе сварки, благодаря чему не происходит снижение пластических свойств или увеличение ее зернистости. К плюсам применения этой стали можно отнести также, что она не склонна к отпускной хрупкости и ее вязкость не снижается после отпуска. Вышеприведенными свойствами объясняется удобство использования 09Г2С от других сталей с большим содержанием углерода или присадок, которые хуже варятся и меняют свойства после термообработки. Для сварки 09Г2С можно применять любые электроды, предназначенные для низколегированных и малоуглеродистых сталей, например Э42А и Э50А. Если свариваются листы толщиной до 40 мм, то сварка производится без разделки кромок. При использовании многослойной сварки применяют каскадную сварку с током силой 40-50 Ампер на 1 мм электрода, чтобы предотвратить перегрев места сварки. После сварки рекомендуется прогреть изделие до 650 С, далее продержать при этой же температуре 1 час на каждые 25 мм толщины проката, после чего изделие охлаждают на воздухе или в горячей воде – благодаря этому в сваренном изделии повышается твердость шва и устраняются зоны напряженности.

Свойства стали 09Г2С: сталь 09Г2 после обработки на двухфазную структуру имеет повышенный предел выносливости; одновременно примерно в 3—3,5 раза увеличивается число циклов до разрушения в области малоцикловой усталости.

Упрочнение ДФМС(дфухфазные ферритно-мартенситные стали) создают участки мартенсита: каждый 1 % мартенситной составляющей в структуре повышает временное сопротивление разрыву примерно на 10 МПа независимо от прочности и геометрии мартенситной фазы. Разобщенность мелких участков мартенсита и высокая пластичность феррита значительно облегчают начальную пластическую деформацию. Характерный признак ферритно-мартенситных сталей — отсутствие на диаграмме растяжения плошадки текучести. При одинаковом значении общего (δ_общ) и равномерного (δ_р) удлинения ДФМС обладают большей прочностью и более низким отношением σ_0,2/σ_в (0,4—0,6), чем обычные низколегированные стали. При этом сопротивление малым пластическим деформациям (σ_0,2) у ДФМС ниже, чем у сталей с ферритно-перлитной структурой.

При всех уровнях прочности все показатели технологической пластичности ДФМС (σ_0,2/σ_в, δ_р, δ_общ, вытяжка по Эриксену, прогиб, высота стаканчика и т. д.), кроме раздачи отверстия, превосходят аналогичные показатели обычных сталей.

Повышенная технологическая пластичность ДФМС позволяет применять их для листовой штамповки деталей достаточно сложной конфигурации, что является преимуществом этих сталей перед другими высокопрочными сталями.

Сопротивление коррозии ДФМС находится на уровне сопротивления коррозии сталей для глубокой вытяжки.

ДФМС удовлетворительно свариваются методом точечной сварки. Предел выносливости при знакопеременном изгибе составляет для сварного шва и основного металла (σ_в = 550 МПа) соответственно 317 и 350 МПа, т. е. 50 и 60 % о_в основного металла.

В случае применения ДФМС для деталей массивных сечений, когда необходимо обеспечить достаточную прокаливаемость, целесообразно использовать составы с повышенным содержанием марганца или с добавками хрома, бора и т. д.

Экономическая эффективность применения ДФМС, которые дороже низкоуглеродистых сталей, определяется экономией массы деталей (на 20—25%). Применение ДФМС в некоторых случаях позволяет исключить упрочняющую термическую обработку деталей, например высокопрочных крепежный изделий, получаемых методом холодной высадки.

σв

временное сопротивление разрыву (предел прочности при растяжении), МПа

σ0,05

предел упругости, МПа

σ0,2

предел текучести условный, МПа

δ5, δ4, δ10

относительное удлинение после разрыва, %

σсж 0,05 и σсж

предел текучести при сжатии, МПа

относительный сдвиг, %

sв