Сталь 15хснд и 09г2с сравнение
Сталь 10ХСНД – низколегированная конструкционная сталь широкого применения. Защищена от коррозии хромом и никелем, устойчива к кислотным средам благодаря кремнию. Применяется в производстве тяжелой техники, при строительстве зданий и мостов. Обладает высокими технологическими свойствами, отличается температурным диапазоном применения, хорошей обрабатываемостью и невысокой стоимостью производства.
Расшифровка
Марка стали 10ХСНД указывает на ее химический состав. В ней отражены 5 главных элементов, оказывающих наибольшее влияние на свойства стали. Другие химические элементы также могут присутствовать в составе сплава, но в строго ограниченных количествах, при превышении которых они отображаются в маркировке.
- 10 – указывает на содержание углерода в сотых долях (0,10%). В зависимости от процентного содержания углерода в составе стали, ее механические свойства могут существенно варьироваться. Высокоуглеродистые стали отличаются повышенной прочностью и твердостью, в противовес этому снижается пластичность и сопротивляемость ударным нагрузкам. Стали с невысоким содержанием углерода считаются «мягкими», они пластичны, обладают отличной вязкостью, но не отличаются твердостью.
- Х – хром (до 0.9%). Хромистые стали устойчивы к коррозии, высокий процент хрома в составе делает сплав нержавеющим. Хром – один из самых доступных и распространенных легирующих элементов. Он также влияет на механические свойства стали, придает ей твердость и прочность, снижая пластичность в незначительной степени.
- С – кремний (до 1.1%). Кремний придает металлу устойчивость к кислотным средам, окалиностойкость и повышает показатель упругости.
- Н – никель (до 0.8%). Легирующая добавка, по влиянию на качества металла близок к хрому. Придает стали антикоррозионные свойства, повышает прочность и пластичность.
- Д – медь (до 0,6%). Повышает устойчивость к коррозии.
Кроме указанных в марке элементов, в составе стали можно встретить: серу, фосфор, алюминий, марганец, вольфрам, ванадий, кобальт, молибден, титан, азот, мышьяк и другие незначительные примеси.
Химический состав
Химический состав, % (ГОСТ 19281-89)
Химический состав, % (ГОСТ 19281-2014)
Характеристики и особенности
Сталь отличается высокими эксплуатационными характеристиками: подходит для любых видов сварки, имеет преимущество перед обыкновенными углеродистыми сталями, т.к. содержит легирующие добавки, защищающие ее от неблагоприятного влияния внешней среды. Сталь 10ХСНД не теряет прочность после отпуска, сохраняет свойства при перепадах температуры. Пластичность материала делает его удобным для обработки любыми способами.
Плюсы и минусы
Из плюсов стали 10ХСНД можно выделить:
- Устойчивость к коррозии и окислению, что позволяет применять сталь в условиях повышенной влажности и кислых средах.
- Возможность эксплуатации в широком диапазоне температур от -70 до +450 градусов.
- Свариваемость всеми способами.
- Невысокая стоимость, обусловленная простотой производственного процесса и отсутствием дорогих легирующих компонентов.
Недостатком стали является содержание в составе вредных примесей – фосфора и мышьяка.
Способы обработки
Сталь 10ХСНД хорошо сваривается, но наличие легирующих добавок в составе оказывает на свариваемость определенное влияние. Так в зоне сварки может возникать закалочное напряжение, повышающее риски образования холодных трещин в некоторых случаях. Уязвимость швов к горячим трещинам также может возрасти в зависимости от ряда других факторов. Если сварке подвергается термически обработанный металл, происходит потеря прочности на свариваемом участке. Добиться сохранения показателя ударной вязкости металла шва и участка вокруг шва достаточно трудно. При перегреве наблюдается укрупнение аустенитного зерна, образуется видманштеттовая структура, повышается хрупкость ферритной основы, развивается химическая неоднородность, шов становится склонен к хрупкости. Избежать негативных последствий или уменьшить их влияние можно с помощью последующей термообработки или технологических приемов сварки.
Также сталь 10ХСНД подходит для обработки основными способами: ковка, резание, механическая инструментальная обработка и т.д. Особого инструмента для резания стали не требуется, механические свойства позволяют обрабатывать металл без дополнительных условий. Ковка производится при температурах в диапазоне от 1200С до 850С. Металл после ковки не чувствителен к флокенам и не склонен к отпускной хрупкости.
Область применения
Сталь 10ХСНД относится к конструкционным, предназначенным для изготовления металлоконструкций и механизмов. Основные отрасли ее применения следующие:
- Строительство. Сварные и несварные конструкции, крупногабаритные конструкции, несущие элементы зданий, мостостроение (арки и пролеты мостов).
- Машиностроение. В основном применяется для производства механизмов тяжелой строительной и дорожной техники, а также лесозаготовительных машин.
- Производство горнодобывающей техники. Из стали 10ХСНД изготавливаются ковши и детали ковшей.
- Производство отходоперерабатывающей техники. Шредерные ножи, футеровки, гидравлика.
Вид поставки
Виды поставки материала 10ХСНД
В22 - Сортовой и фасонный прокат
Сталь 15ХСНД – расшифровка, химический состав, преимущества, сравнительные характеристики
Сталь 15ХСНД по праву считается одной из самых востребованных в мире марок стали. Это конструкционная низколегированная хромокремненикелевая сталь, предназначенная для сварных и сборных конструкций с повышенными требованиями к прочности, износоустойчивости, антикоррозионным свойствам и температурному диапазону применения. Эта марка сложнее в производстве и дороже некоторых аналогов, но ее использование приводит к существенной экономии материала, что с лихвой окупает ее более высокую стоимость. Сталь 15ХСНД не является нержавеющей, т.к. содержание легирующих добавок в ее составе значительно ниже, чем у нержавеек. Тем не менее, она значительно превосходит углеродистые стали по устойчивости к коррозии и разрушительному влиянию кислотных сред. Эту сталь можно использовать без защитного покрытия при нормальных условиях эксплуатации.
Расшифровка марки
Обозначения марки указывают на химический состав стали. Каждый элемент, влияющий на свойства и характеристики металла в значительной степени, попадает в маркировку. Примеси, содержащиеся в сплаве в малых концентрациях, в маркировке не указываются.
- 15 – цифра указывает на содержание углерода в сотых долях (0,15%). Стали с высоким содержанием углерода самые прочные и твердые, но уступают в показателях пластичности и вязкости. Если углерода в сплаве мало, такой сплав считается «мягким» - он подходит для эксплуатации при высоких динамических (ударных) нагрузках, но отстает по твердости. Варьирование показателя содержания углерода позволяет подобрать сталь по задаче, в зависимости от назначения изделия.
- Х – хром (до 0.9%). Хромистые стали хорошо сопротивляются коррозии, при содержании хрома около 18% становятся нержавеющими. Хром делает сталь еще тверже, практически не влияя на пластичность. Высоколегированные стали, как правило, плохо поддаются обработке, отличаются ограниченной свариваемостью и сложной резкой.
- С – кремний (до 0,7%). Кремний используется в производстве сталей как раскислитель – добавка, препятствующая газообразованию при затвердевании сплава. Он защищает металл от кислотного воздействия и связывает серу, чем повышает качество сплава.
- Н – никель (до 0,6%). Благодаря никелю сталь лучше прокаливается, лучше сопротивляется коррозии, становится прочнее и пластичнее. Это дорогая легирующая добавка, для удешевления стоимости сплава чаще используют хром.
- Д – медь (до 0,4%). Добавляется в строительную сталь, повышает прочность и антикоррозионную устойчивость материала.
Помимо перечисленных, в стали 15ХСНД содержатся также марганец, фосфор, сера, ванадий и другие элементы в незначительных количествах. Содержание вредных примесей – серы и фосфора – согласно ГОСТ 5058—65 не должно превышать 0,04% для каждого элемента.
Характеристики и применение
Основное назначение стали 15ХСНД – сварные металлоконструкции и их элементы. Из стали 15ХСНД производятся детали повышенной прочности для эксплуатации в условиях коррозионного риска, сверхнизких (до -70С) или сверхвысоких (до +450С) температур. Сплав успешно применяется в мостостроении, машиностроении, строительстве, вагоностроении, металлообрабатывающей промышленности и других отраслях. Благодаря свойствам стали 15ХСНД, применение металлопроката приводит к экономии материала до 20% по сравнению с листовой сталью других марок. Ее использование в сборных конструкциях, в масштабных инженерных проектах значительно снижает итоговую стоимость постройки. Тонкий и толстый лист стали 15ХСНД наиболее востребован на рынке. Сплав ценится за сопротивляемость ударным нагрузкам, легкость в обработке, отсутствие склонности к образованию трещин и сравнительную доступность.
Сталь 15ХСНД нечувствительна к флокенам, мало склонна к отпускной хрупкости, не ограничена по свариваемости. Сварка осуществляется следующими способами: АДС (флюс и газовая защита), ЭШС, РДС.
Обработка стали 15ХСНД
Сталь 15ХСНД хорошо обрабатывается всеми способами, это один из главных плюсов материала, обеспечивающий ему неизменную широкую популярность во всем мире. Ковка начинается при температуре 1180С, заканчивается при 840С. Резка осуществляется после процедур нормализации и отпуска, с помощью станочного оборудования, желательно – плазменных станков для максимальной точности. Из стали 15ХСНД изготавливают холоднокатаные тонкие листы, допускается гибка и холодная штамповка. Металл сваривается без ограничений, термообработка не требуется ни до, ни после сварочных работ. Сталь можно закаливать при температуре 900С в воде, после чего подвергать отпуску.
Заменители отечественного и иностранного производства
Сталь 15ХСНД популярна на рынке и имеет много аналогов, как в России, так и за рубежом. При необходимости замены, выбирается сталь, точно или приблизительно соответствующая исходной по эксплуатационным характеристикам. В России есть, по меньшей мере, пять марок, подходящих на роль заменителя для сплава 15ХСНД. Подробную информацию о точных и приблизительных аналогах смотрите в таблицах ниже.
Сталь 15ХСНД низколегированная конструкционная
Сталь 15ХСНД является хромокремнийникелевой с медью конструкционной сталью перлитного класса. Данная сталь применяется для изготовления следующих изделий [1]:
- сварных и клепанных строительных ферм,
- конструкции мостов и вагонов,
- шпунтованных свай,
- рам сельскохозяйственных машин,
- ограждающих конструкций зданий и сооружений
- осей,
- тяг,
- ходовых валиков,
- болтов и др. детали, к которым предъявляются требования повышенной прочности и коррозионной стойкости при одновременном воздействии истирания с ограничением массы и работающие при температуре от -70 до 450 °С
Расшифровка
- Цифра 15 указывает приблизительное содержание углерода (C) в сотых долях процента, т.е. в стали 15ХСНД среднее содержание углерода 0,15%.
- Буква Х указывает, что сталь легирована хромом (Cr).
- Буква С указывает, что сталь легирована кремнием (Si).
- Буква Н указывает, что сталь легирована никелем (Ni).
- Буква Д указывает, что сталь легирована медью (Cu).
- Отсутствие цифр за буквенным обозначением указывает на то, что среднее содержание легирующего элемента до 1,5%.
Температура критических точек, °С [2]
Химический состав, % (ГОСТ 19281-2014)
| C, не более | Si | Mn | P | S | Cr | Ni | Cu | V | других элементов |
| не более | |||||||||
| 0,12-0,18 | 0,40-0,70 | 0,40-0,70 | 0,030 | 0,035 | 0,60-0,90 | 0,30-0,60 | 0,20-0,40 | не более 0,12 | — |
- Массовая доля As (мышьяк) в стали не должна превышать 0,08%.
- Допускается массовая доля N в стали, не легированной N, более 0,012%. если массовая доля N не превышает величину азотного эквивалента (Nэкв).
- Допускается микролегирование стали Al, Ti и Nb из расчета получения в стали массовой доли Al не более 0,05%, Ti не более 0.04 %, Nb не более 0,05%.
Химический состав, % (ГОСТ 6713-91)
Механические свойства при испытании на растяжение (ГОСТ 19281-2014)
| Класс прочности | Размеры проката по сечению, мм | Марка стали | Механические свойства, не менее | ||
| Предел текучести σт, Н/мм 2, | Временное сопротивление σв, Н/мм 2, | Относительное удлинение δ5, % | |||
| 325 | До 60,0 включ. Св. 60,0 до 140,0 | 15ХСНД | 325 | 450 | 21 |
| 345 | До 20,2 включ. Св. 20,2 до 140,0 | 345 | 480 | ||
| До 32,0 включ. Св. 32,0 до 50,0 | 490 | ||||
Механические свойства (ГОСТ 6713-91)
Механические свойства
| ГОСТ | Состояние поставки | Сечение, мм | σ0,2, МПа | σв, МПа | δ5(δ4), % |
| не менее | |||||
| ГОСТ 19281-89 | Сортовой и фасонный прокат | От 5 до 10 | 345 | 490 | 21 |
| От 10 до 32 вкл. | 325 | 470 | 21 | ||
| Лист и полоса в состоянии поставки (образцы поперечные) | До 32 вкл. | 345 | 490 | 21 | |
| ГОСТ 17066-94 | Лист горячекатаный | От 2 до 3,9 вкл. | — | 490 | (17) |
Ударная вязкость КСU (ГОСТ 19281-89)
| Состояние поставки | Сечение, мм | КСU, Дж/см 2 при температуре, °С | |
| -40 | 70 | ||
| КСV | |||
| Сортовой прокат | От 5 до 10 | 39 | 34 |
| От 10 до 20 вкл. | 29 | 29 | |
| Св. 20 до 32 вкл. | 29 | — | |
| КСU | |||
| Лист и полоса (образцы поперечные) | От 5 до 10 | 39 | 29 |
| От 10 до 32 вкл. | 29 | 29 | |
Механические свойства при повышенных температурах [1]
| tисп, °С | σ0,2, МПа | σв, МПа | δ5, % |
| 20 | 370 | 620 | 20 |
| 200 | 370 | 590 | 610 |
| 300 | 360 | 610 | 11 |
| 400 | 375 | 590 | 14 |
| 500 | 300 | 365 | 17 |
ПРИМЕЧАНИЕ. Лист нормализованный.
Механические свойства в зависимости от температуры отпуска [1]
| tотп, °С | σ0,2, МПа | σв, МПа | δ10, % | ψ, % | КСU, Дж/см 2 | Твердость HB |
| 200 | 1220 | 1450 | 10 | 56 | 78 | 425 |
| 300 | 1160 | 1370 | 10 | 57 | — | 410 |
| 400 | 1080 | 1170 | 11 | 58 | 78 | 360 |
| 500 | 840 | 930 | 15 | 62 | 118 | 275 |
| 600 | 640 | 740 | 20 | 68 | 176 | 220 |
ПРИМЕЧАНИЕ. Закалка c 900°С в воде.
Предел выносливости (n=10 7 )
| Состояние поставки | σ-1, МПа | τ-1, МПа |
| Образцы без надреза [2], σв=490-560 МПа [1] | 304 | 157 |
Технологические свойства [2]
| Свариваемость | Сваривается без ограничений. Способ сварки — РДС, АДС под флюсом и газовой защитой, ЭШС. |
| Склонность к отпускной хрупкости | Малосклонна. |
| Флокеночувствительность | Не чувствительна. |
Характеристики свариваемости стали 15ХСНД и технологические требования к ней [1]
| Структурный класс | Марки отечественных материалов | Характеристика свариваемости |
| Перлитный | 15ХСНД | Хорошо сваривающаяся |
Электроды для сварки стали 15ХСНД [1]
| Типы электродов по ГОСТ 9467 или наплавленного металла | Минимальная температура стенки сосуда |
| Э50А | Не ниже минус 40 °C |
Сварочные материалы для электрошлаковой сварки стали 15ХСНД [1]
| Марка свариваемой стали | Марка проволоки по ГОСТ 2246 | Марка флюса по ГОСТ 9087 и др. | Условия применения сварных соединений |
| 15ХСНД | Св-08ГСМТ | АН-8 | После нормализации и высокого отпуска при температуре допускаемой для свариваемой стали |
ПРИМЕЧАНИЕ:При выполнении электрошлаковой сварки допускается применение пластинчатых электродов и других технологических приемов по документации, согласованной со специализированной научно-исследовательской организацией.
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
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 в количестве около 2%.
Буква С означает, что в стали содержится кремний.
| C, углерод | Mn, марганец | Si, кремний | P, фосфор | S, сера | Cr, хром | Ni, никель | Cu, медь | As, мышьяк | N, азот |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| не более | |||||||||
| 0,12 | 1,3-1,7 | 0,5-0,8 | 0,035 | 0,040 | 0,30 | 0,30 | 0,30 | 0,08 | 0,008 |
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
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
Предел текучести σ0,2 (ГОСТ 5520-79)
| σ0,2, МПа, при температуре испытаний, °C | |||||
| 250 | 300 | 350 | 400 | ||
| 225 | 195 | 175 | 155 | ||
| 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.
Читайте также: