Главная  >  Справочник  >  Сталь конструкционная легированная 10Г2

Сталь конструкционная легированная 10Г2: описание, свойства, применение

Сталь 10Г2 – это конструкционная легированная сталь, широко используемая в различных отраслях промышленности благодаря своим высоким прочностным характеристикам, хорошей свариваемости и устойчивости к хрупкому разрушению. Буквенно-цифровое обозначение марки стали указывает на ее химический состав и содержание основных легирующих элементов.

Расшифровка обозначения:

• 10: Указывает на среднее содержание углерода в стали в сотых долях процента, то есть около 0,10% (0,07-0,14%).
• Г2: Обозначает наличие марганца (Г) в качестве легирующего элемента, при этом цифра 2 указывает на его среднее содержание в стали в процентах, то есть около 2% (1,6-2,0%).

Химический состав стали 10Г2 (ГОСТ 4543-2016):

Элемент	Содержание (%)
Углерод (C)	0,07 - 0,14
Кремний (Si)	0,17 - 0,37
Марганец (Mn)	1,60 - 2,00
Никель (Ni)	До 0,30
Сера (S)	До 0,040
Фосфор (P)	До 0,035
Хром (Cr)	До 0,30
Медь (Cu)	До 0,30
Мышьяк (As)	До 0,08

Свойства стали 10Г2:

Сталь 10Г2 обладает следующими ключевыми свойствами:

• Высокая прочность: Легирование марганцем значительно повышает прочность стали, позволяя ей выдерживать значительные нагрузки.
• Хорошая свариваемость: Благодаря низкому содержанию углерода, сталь 10Г2 хорошо сваривается различными способами, что упрощает изготовление сварных конструкций.
• Устойчивость к хрупкому разрушению: Легирование марганцем повышает вязкость стали, делая ее более устойчивой к хрупкому разрушению при низких температурах.
• Повышенная износостойкость: Сталь 10Г2 обладает хорошей износостойкостью, что делает ее подходящей для деталей, работающих в условиях трения.
• Удовлетворительная обрабатываемость: Сталь хорошо поддается механической обработке, такой как резка, точение, фрезерование и сверление.
• Склонность к отпускной хрупкости: При определенных режимах термической обработки (отпуск в интервале температур 300-600 °C) сталь может проявлять склонность к отпускной хрупкости, что следует учитывать при выборе режимов термообработки.

Механические свойства стали 10Г2 (ГОСТ 4543-2016):

Механические свойства стали 10Г2 зависят от состояния поставки (горячекатаная, нормализованная, закаленная и отпущенная) и толщины проката. Приведем примерные значения для горячекатаной стали:

Свойство	Значение
Предел текучести (σт), МПа	≥ 315
Предел прочности (σв), МПа	490 - 610
Относительное удлинение (δ5), %	≥ 21
Относительное сужение (ψ), %	≥ 45
Ударная вязкость (KCU), Дж/см²	≥ 39 (при +20 °C), ≥ 29 (при -40 °C)

Физические свойства стали 10Г2:

Свойство	Значение
Плотность, кг/м³	7850
Модуль упругости первого рода (E), ГПа	206
Коэффициент линейного расширения, 1/°C	11,7 x 10⁻⁶ (при 20-100 °C)
Теплопроводность, Вт/(м·°C)	46
Удельная теплоемкость, Дж/(кг·°C)	480
Электрическое сопротивление, мкОм·м	0,24

Сферы применения стали 10Г2:

Сталь 10Г2 широко используется в различных отраслях промышленности для изготовления деталей и конструкций, требующих высокой прочности, хорошей свариваемости и устойчивости к хрупкому разрушению. Основные области применения:

• Машиностроение:
  • Изготовление деталей машин и механизмов, работающих при средних и высоких нагрузках: валы, оси, шестерни, зубчатые колеса, крепежные элементы (болты, гайки, шпильки).
  • Производство деталей сельскохозяйственной техники: корпусные детали, элементы трансмиссии, детали рабочих органов.
  • Изготовление деталей для железнодорожного транспорта: оси вагонов, элементы тележек, детали тормозной системы.
• Строительство:
  • Изготовление сварных металлоконструкций, работающих в условиях статических и динамических нагрузок: фермы, балки, колонны, элементы мостов.
  • Производство арматурной стали для железобетонных конструкций.
• Нефтегазовая промышленность:
  • Изготовление деталей трубопроводной арматуры: фланцы, задвижки, клапаны.
  • Производство деталей бурового оборудования.
• Судостроение:
  • Изготовление корпусных деталей судов.
  • Производство деталей судовых механизмов и оборудования.
• Автомобилестроение:
  • Производство деталей подвески, рулевого управления и трансмиссии автомобилей.

Виды металлопроката из стали 10Г2:

Сталь 10Г2 поставляется в виде широкого ассортимента металлопроката:

• Сортовой прокат: Круг, квадрат, полоса, шестигранник (используются для изготовления деталей методом механической обработки).
• Листовой прокат: Листы (горячекатаные и холоднокатаные), рулоны (используются для изготовления сварных конструкций, штампованных деталей).
• Трубы: Бесшовные и сварные трубы (используются для транспортировки жидкостей и газов, в качестве конструкционных элементов).
• Профильный прокат: Уголок, швеллер, двутавр (используются для изготовления металлоконструкций).
• Поковки и штамповки: Используются для изготовления сложных деталей, требующих высокой прочности и точности размеров.

Нормативные документы (ГОСТы) на сталь 10Г2 и металлопрокат из нее:

• ГОСТ 4543-2016: Сталь легированная конструкционная. Марки. (Определяет химический состав и общие технические требования к стали 10Г2).
• ГОСТ 19281-2014: Прокат толстый и широкополосный из стали для строительных конструкций. Общие технические условия. (Определяет требования к толстолистовому прокату из стали 10Г2 для строительных конструкций).
• ГОСТ 2590-2006: Прокат стальной горячекатаный круглый. Сортамент. (Определяет сортамент круглого проката из стали 10Г2).
• ГОСТ 2591-2006: Прокат стальной горячекатаный квадратный. Сортамент. (Определяет сортамент квадратного проката из стали 10Г2).
• ГОСТ 103-2006: Прокат сортовой стальной горячекатаный полосовой. Сортамент. (Определяет сортамент полосового проката из стали 10Г2).
• ГОСТ 8239-89: Двутавры стальные горячекатаные. Сортамент. (Определяет сортамент двутавровых балок из стали 10Г2 для строительных конструкций).
• ГОСТ 8240-97: Швеллеры стальные горячекатаные. Сортамент. (Определяет сортамент швеллеров из стали 10Г2 для строительных конструкций).
• ГОСТ 8509-93: Уголки стальные горячекатаные равнополочные. Сортамент. (Определяет сортамент равнополочных уголков из стали 10Г2 для строительных конструкций).
• ГОСТ 8510-86: Уголки стальные горячекатаные неравнополочные. Сортамент. (Определяет сортамент неравнополочных уголков из стали 10Г2 для строительных конструкций).
• ГОСТ 8732-78: Трубы стальные бесшовные горячедеформированные. Сортамент. (Может использоваться для производства бесшовных труб из стали 10Г2).
• ГОСТ 10705-80: Трубы стальные электросварные. Технические условия. (Может использоваться для производства электросварных труб из стали 10Г2).

Операции в цехах, производимые с использованием материалов из стали 10Г2:

Сталь 10Г2 используется в различных цехах металлургических и машиностроительных предприятий, а также на строительных площадках. Вот примеры операций:

• Металлургические цеха:
  • Сталеплавильный цех: Выплавка стали 10Г2 в электропечах или конвертерах с последующей разливкой в слитки или заготовки.
  • Прокатный цех: Производство сортового, листового и профильного проката из слитков или заготовок стали 10Г2. Операции включают нагрев, прокатку, резку, правку и контроль качества.
  • Термический цех: Термическая обработка проката из стали 10Г2 (нормализация, закалка, отпуск) для улучшения его механических свойств.
• Машиностроительные цеха:
  • Заготовительный цех: Резка металлопроката из стали 10Г2 на заготовки необходимого размера и формы (резка пилами, гильотинами, ленточнопильными станками, газокислородная резка).
  • Механический цех: Механическая обработка заготовок из стали 10Г2 для получения деталей заданной формы и размеров (точение, фрезерование, сверление, шлифование).
  • Сварочный цех: Сварка деталей из стали 10Г2 для изготовления сварных конструкций. Используются различные методы сварки: дуговая сварка, газовая сварка, контактная сварка.
  • Термический цех: Термическая обработка деталей из стали 10Г2 после сварки или механической обработки для снятия остаточных напряжений и улучшения свойств.
  • Кузнечный цех (Кузнечно-прессовый цех): Изготовление поковок и штамповок из стали 10Г2 методом горячей деформации.
  • Инструментальный цех: Изготовление приспособлений и инструмента из стали 10Г2 для использования в других цехах.
• Строительные площадки:
  • Сварочные работы: Сварка металлоконструкций из стального проката 10Г2 (фермы, балки, колонны).
  • Монтажные работы: Монтаж металлоконструкций из стали 10Г2 на строительном объекте.
  • Арматурные работы: Изготовление и установка арматурных каркасов из арматурной стали 10Г2 для железобетонных конструкций.

Рекомендации по выбору и применению стали 10Г2:

• При выборе стали 10Г2 необходимо учитывать условия эксплуатации детали или конструкции: нагрузки, температурный режим, агрессивность окружающей среды.
• При проектировании сварных конструкций из стали 10Г2 необходимо учитывать ее свариваемость и выбирать оптимальные режимы сварки.
• При термической обработке стали 10Г2 необходимо избегать отпуска в интервале температур, вызывающем отпускную хрупкость.
• Для повышения коррозионной стойкости стали 10Г2 рекомендуется использовать защитные покрытия (окраска, цинкование, хромирование).
• Необходимо строго соблюдать требования нормативных документов (ГОСТов) при изготовлении и использовании деталей и конструкций из стали 10Г2.

В заключение, сталь 10Г2 – это универсальный конструкционный материал, сочетающий в себе высокую прочность, хорошую свариваемость и устойчивость к хрупкому разрушению. Правильный выбор марки стали, соблюдение технологии обработки и требований нормативных документов позволяют эффективно использовать ее в различных отраслях промышленности.