Главная  >  Справочник  >  Сталь конструкционная низколегированная 10Г2Б

Сталь конструкционная низколегированная марки 10Г2Б: описание, свойства и применение

Сталь 10Г2Б – это конструкционная низколегированная сталь, предназначенная для изготовления сварных конструкций, работающих в условиях знакопеременных нагрузок и низких температур. Она обладает повышенной прочностью, хорошей свариваемостью и устойчивостью к хладноломкости. Благодаря своему сбалансированному химическому составу и технологии производства, сталь 10Г2Б обеспечивает надежность и долговечность конструкций, эксплуатируемых в различных климатических условиях.

Расшифровка обозначения:

• 10 – указывает на среднее содержание углерода в сотых долях процента (0,10%).
• Г2 – указывает на содержание марганца, около 2%. Буква "Г" означает "марганец", цифра "2" – ориентировочное содержание этого элемента в процентах.
• Б – указывает на то, что сталь легирована ниобием.

 

Химический состав стали 10Г2Б (ГОСТ 19281-2014):

Элемент	Содержание, %
Углерод (C)	0,07 - 0,14
Кремний (Si)	до 0,60
Марганец (Mn)	1,70 - 2,00
Никель (Ni)	до 0,30
Сера (S)	до 0,025
Фосфор (P)	до 0,025
Хром (Cr)	до 0,30
Титан (Ti)	до 0,03
Медь (Cu)	до 0,30
Ниобий (Nb)	0,02 - 0,06
Азот (N)	до 0,012
Мышьяк (As)	до 0,08
Ванадий (V)	до 0,10
Железо (Fe)	Остальное

 

Влияние элементов:

• Углерод (C): Основной элемент, повышающий прочность и твердость стали. Однако, высокое содержание углерода ухудшает свариваемость и пластичность.
• Марганец (Mn): Раскислитель, повышает прочность, твердость и износостойкость стали. Улучшает свариваемость и снижает вредное влияние серы.
• Кремний (Si): Раскислитель, повышает прочность и упругость стали. Улучшает свариваемость.
• Ниобий (Nb): Измельчает зерно, повышает прочность и улучшает свариваемость стали, а также повышает сопротивление хрупкому разрушению.
• Сера (S): Вредная примесь, ухудшает механические свойства и свариваемость стали.
• Фосфор (P): Вредная примесь, повышает хладноломкость стали.

 

Механические свойства стали 10Г2Б (ГОСТ 19281-2014, для проката толщиной до 20 мм):

Свойство	Значение	Единица измерения
Предел текучести (σт)	не менее 345	МПа
Временное сопротивление (σв)	490 - 630	МПа
Относительное удлинение (δ5)	не менее 21	%
Относительное сужение (ψ)	не менее 50	%
Ударная вязкость (KCU)	не менее 294	Дж/см2
Температура перехода в хрупкое состояние (Tкр)	-70°С и ниже	°С

Расшифровка обозначений:

• σт (Предел текучести): Напряжение, при котором материал начинает деформироваться без заметного увеличения нагрузки.
• σв (Временное сопротивление): Максимальное напряжение, которое материал выдерживает до разрушения.
• δ5 (Относительное удлинение): Процентное увеличение длины образца после разрыва по сравнению с первоначальной длиной.
• ψ (Относительное сужение): Процентное уменьшение площади поперечного сечения образца в месте разрыва по сравнению с первоначальной площадью.
• KCU (Ударная вязкость): Характеризует сопротивление материала хрупкому разрушению при ударных нагрузках.
• Tкр (Температура перехода в хрупкое состояние): Температура, при которой сталь становится склонной к хрупкому разрушению.

 

Физические свойства стали 10Г2Б:

Свойство	Значение	Единица измерения
Плотность	7850	кг/м3
Модуль упругости первого рода (E)	2,06 x 10^5	МПа
Коэффициент линейного теплового расширения (α)	11,7 x 10^-6	1/°С
Теплопроводность (λ)	44	Вт/(м·°С)
Удельная теплоемкость (c)	480	Дж/(кг·°С)
Электрическое сопротивление (ρ)	0,24 x 10^-6	Ом·м

 

Свариваемость:

Сталь 10Г2Б обладает хорошей свариваемостью. Для обеспечения оптимальных свойств сварного соединения рекомендуется использовать следующие методы сварки:

• Ручная дуговая сварка (РДС): Наиболее распространенный метод сварки. Требует применения качественных электродов, предназначенных для низколегированных сталей.
• Автоматическая сварка под флюсом (АСФ): Обеспечивает высокую производительность и качество сварного соединения.
• Полуавтоматическая сварка в защитных газах (MIG/MAG): Позволяет сваривать сталь в различных пространственных положениях.

 

Рекомендации по сварке:

• Предварительный подогрев металла может потребоваться при сварке толстостенных конструкций или при низких температурах окружающей среды.
• После сварки рекомендуется проводить термическую обработку (отпуск) для снятия остаточных напряжений.
• Необходимо строго соблюдать технологию сварки, чтобы избежать образования дефектов в сварном шве.

 

Области применения стали 10Г2Б:

Сталь 10Г2Б широко используется в различных отраслях промышленности, благодаря сочетанию прочности, свариваемости и устойчивости к низким температурам. Основные области применения:

• Строительство мостов и металлоконструкций: Для изготовления несущих элементов мостов, эстакад, опор линий электропередач и других конструкций, требующих высокой прочности и надежности.
• Машиностроение: Для производства рам, корпусов, валов, шестерен и других деталей машин и оборудования, работающих в условиях высоких нагрузок и низких температур.
• Судостроение: Для изготовления корпусов судов, морских платформ и другого морского оборудования.
• Нефтегазовая промышленность: Для производства труб, емкостей и другого оборудования, используемого для добычи, транспортировки и переработки нефти и газа.
• Производство труб большого диаметра: Для магистральных газопроводов и нефтепроводов, работающих в сложных климатических условиях.
• Производство сельскохозяйственной техники: Для изготовления рам и других несущих элементов комбайнов, тракторов и другой сельхозтехники.
• Производство железнодорожного транспорта: Для изготовления вагонов, локомотивов и других элементов железнодорожного транспорта.

 

Виды металлопроката из стали 10Г2Б:

Сталь 10Г2Б поставляется в виде различных видов металлопроката:

• Лист: Используется для изготовления сварных конструкций, корпусов, емкостей и других деталей.
• Сортовой прокат (круг, квадрат, полоса, уголок, швеллер, двутавр): Используется для изготовления различных деталей машин и оборудования, а также для строительных конструкций.
• Трубы: Используются для транспортировки жидкостей и газов, а также для изготовления несущих элементов конструкций.
• Поковки и штамповки: Используются для изготовления деталей сложной формы.

 

Нормативные документы (ГОСТы и другие стандарты):

Следующие ГОСТы и другие стандарты регламентируют требования к стали 10Г2Б и металлопрокату из нее:

• ГОСТ 19281-2014: Прокат толстый и широкополосный из конструкционной низколегированной стали. Общие технические условия. (Основной ГОСТ, определяющий требования к химическому составу, механическим свойствам и другим характеристикам стали 10Г2Б).
• ГОСТ 14637-89: Прокат толстолистовой из углеродистой стали обыкновенного качества. Технические условия. (Может применяться для листового проката).
• ГОСТ 27772-2015: Прокат для строительных стальных конструкций. Общие технические условия. (Определяет требования к прокату, используемому в строительных конструкциях).
• ГОСТ 8731-74: Трубы стальные бесшовные горячедеформированные. Технические требования. (Если труба изготовлена из стали 10Г2Б)
• ГОСТ 8732-78: Трубы стальные бесшовные горячедеформированные. Сортамент. (Если труба изготовлена из стали 10Г2Б)
• ГОСТ 10705-80: Трубы стальные электросварные. Технические условия. (Если труба изготовлена из стали 10Г2Б)
• СТО Газпром 2-2.2-138-2007: Инструкция по сварке при строительстве и ремонте промысловых и магистральных газопроводов. (Регламентирует требования к сварке труб из стали 10Г2Б, используемых в газопроводной отрасли).
• Другие отраслевые стандарты и технические условия, в зависимости от конкретной области применения.

 

Операции в цехах, использующие сталь 10Г2Б:

Сталь 10Г2Б применяется на различных этапах производства в разных цехах, в зависимости от готовой продукции. Вот примеры операций, выполняемых при изготовлении металлоконструкций:

• Заготовительный цех:
  • Резка: Листовой и сортовой прокат режутся на заготовки требуемых размеров с использованием газовой, плазменной или лазерной резки.
  • Гибка: Листовой прокат подвергается гибке для придания требуемой формы с использованием листогибочных прессов.
  • Правка: Устранение деформаций и неровностей проката с использованием правильных машин.
• Сварочный цех:
  • Сборка: Заготовки собираются в пространственные конструкции с использованием сборочных приспособлений и сварочных полуавтоматов.
  • Сварка: Выполнение сварных соединений между деталями конструкции с использованием различных методов сварки (РДС, АСФ, MIG/MAG).
  • Зачистка сварных швов: Удаление шлака, брызг металла и других дефектов с поверхности сварных швов.
• Механический цех (при необходимости):
  • Механическая обработка: Обработка деталей на токарных, фрезерных, сверлильных и других станках для достижения требуемых размеров и формы.
  • Резьбонарезание: Нарезание резьбы на деталях для соединения.
• Цех термической обработки (при необходимости):
  • Термическая обработка: Проведение термической обработки (отпуск) для снятия остаточных напряжений после сварки или механической обработки.
• Лакокрасочный цех:
  • Подготовка поверхности: Очистка поверхности от ржавчины, окалины и других загрязнений (дробеструйная или пескоструйная обработка).
  • Грунтование: Нанесение грунтовки для защиты от коррозии и улучшения адгезии лакокрасочного покрытия.
  • Покраска: Нанесение лакокрасочного покрытия для защиты от коррозии и придания эстетичного внешнего вида.
• Контроль качества (ОТК):
  • Визуальный контроль: Проверка готовой продукции на соответствие чертежам, требованиям технических условий.
  • Измерительный контроль: Проверка размеров и геометрических параметров.
  • Неразрушающий контроль: Проверка качества сварных швов (ультразвуковой контроль, рентгеновский контроль).