Главная  >  Справочник  >  Сталь конструкционная низколегированная 10Г2БД

Сталь конструкционная низколегированная марки 10Г2БД: описание, свойства и применение

Сталь 10Г2БД – это конструкционная низколегированная сталь, обладающая повышенной прочностью, хорошей свариваемостью и устойчивостью к хладноломкости. Благодаря комплексу своих характеристик, она нашла широкое применение в различных отраслях промышленности, особенно там, где требуется сочетание высокой прочности и надежности в условиях низких температур.

 

Основные свойства и характеристики стали 10Г2БД

 

Сталь 10Г2БД сочетает в себе несколько ключевых свойств, которые определяют ее популярность в качестве конструкционного материала:

• Высокая прочность: Легирование марганцем (Г), ванадием (Б) и ниобием (Д) обеспечивает стали повышенную прочность и предел текучести, что позволяет использовать ее для изготовления ответственных деталей и конструкций, работающих под нагрузкой.
• Хорошая свариваемость: Низкое содержание углерода и легирующих элементов способствует хорошей свариваемости стали 10Г2БД различными способами, включая автоматическую и полуавтоматическую сварку. Это позволяет создавать сложные и крупногабаритные конструкции без значительного ухудшения механических свойств в зоне сварки.
• Устойчивость к хладноломкости: Легирование марганцем и ниобием повышает устойчивость стали к хладноломкости, то есть к хрупкому разрушению при низких температурах. Это делает ее пригодной для использования в конструкциях, эксплуатируемых в условиях холодного климата.
• Умеренная стоимость: По сравнению с высоколегированными сталями, 10Г2БД имеет более доступную цену, что делает ее экономически привлекательным выбором для многих проектов.
• Обрабатываемость: Сталь 10Г2БД хорошо поддается механической обработке, что позволяет изготавливать детали сложной формы с высокой точностью.
• Износостойкость: Благодаря легирующим элементам, сталь обладает неплохой износостойкостью, что увеличивает срок службы изделий из нее.

 

Химический состав стали 10Г2БД

 

Химический состав стали 10Г2БД строго регламентируется соответствующими стандартами. Соблюдение процентного содержания элементов гарантирует необходимые механические и технологические свойства стали.

 

Таблица химического состава стали 10Г2БД (по ГОСТ 19281-2014)

Элемент	Содержание, %
Углерод (C)	0.07 - 0.14
Марганец (Mn)	1.30 - 1.70
Кремний (Si)	≤ 0.60
Хром (Cr)	≤ 0.30
Никель (Ni)	≤ 0.30
Медь (Cu)	≤ 0.30
Ванадий (V)	0.05 - 0.12
Ниобий (Nb)	0.02 - 0.08
Азот (N)	≤ 0.012
Фосфор (P)	≤ 0.035
Сера (S)	≤ 0.040
Мышьяк (As)	≤ 0.08
Железо (Fe)	Остальное

 

Расшифровка обозначений символов в марке стали 10Г2БД:

• 10: Указывает на среднее содержание углерода в сотых долях процента (0.10%).
• Г2: Обозначает наличие марганца (Г) в стали, цифра 2 указывает на его примерное содержание в процентах (около 2%).
• Б: Указывает на наличие ванадия (Б) в стали.
• Д: Указывает на наличие ниобия (Д) в стали.

 

Механические свойства стали 10Г2БД

 

Механические свойства стали 10Г2БД зависят от способа производства, термической обработки и толщины проката. Приводятся типичные значения для проката толщиной до 20 мм после нормализации.

Таблица механических свойств стали 10Г2БД (по ГОСТ 19281-2014 для проката до 20 мм)

Свойство	Значение, не менее	Единица измерения
Предел текучести (σт)	345	МПа
Временное сопротивление разрыву (σв)	490	МПа
Относительное удлинение (δ5)	21	%
Относительное сужение (ψ)	50	%
Ударная вязкость KCU при +20°C	78	Дж/см²
Ударная вязкость KCU при -40°C	29	Дж/см²

Расшифровка механических свойств:

• Предел текучести (σт): Напряжение, при котором материал начинает деформироваться пластически, то есть необратимо.
• Временное сопротивление разрыву (σв): Максимальное напряжение, которое материал выдерживает до разрушения.
• Относительное удлинение (δ5): Процентное увеличение длины образца после разрыва по сравнению с первоначальной длиной. Характеризует пластичность материала.
• Относительное сужение (ψ): Процентное уменьшение площади поперечного сечения образца в месте разрыва по сравнению с первоначальной площадью. Также характеризует пластичность материала.
• Ударная вязкость (KCU): Способность материала сопротивляться хрупкому разрушению при ударных нагрузках. Определяется как количество энергии, необходимое для разрушения образца с надрезом. KCU +20°C - ударная вязкость при температуре +20°C, KCU -40°C - при температуре -40°C.

 

Физические свойства стали 10Г2БД

 

Физические свойства стали 10Г2БД также важны для ее применения в различных областях.

Таблица физических свойств стали 10Г2БД (ориентировочные значения)

Свойство	Значение	Единица измерения
Плотность	7850	кг/м³
Модуль упругости первого рода (E)	205 x 10³	МПа
Коэффициент линейного теплового расширения (α)	11.5 x 10⁻⁶	1/°C
Теплопроводность (λ)	44	Вт/(м·°C)
Удельное электросопротивление (ρ)	0.24	Ом·мм²/м

 

Сферы применения стали 10Г2БД

 

Благодаря комплексу своих свойств, сталь 10Г2БД широко применяется в различных отраслях промышленности:

• Строительство: Для изготовления сварных металлоконструкций, работающих в условиях низких температур, таких как мосты, эстакады, каркасы зданий и сооружений в северных регионах.
• Машиностроение: Для производства деталей, требующих высокой прочности и износостойкости, например, валов, шестерен, осей, деталей корпусов редукторов и других элементов машин и механизмов.
• Трубопроводный транспорт: Для изготовления труб большого диаметра, предназначенных для транспортировки нефти и газа, особенно в условиях холодного климата. Благодаря хорошей свариваемости и устойчивости к хладноломкости, сталь 10Г2БД обеспечивает надежность и долговечность трубопроводов.
• Судостроение: Для изготовления корпусных конструкций судов, эксплуатируемых в северных широтах.
• Производство горно-шахтного оборудования: Для изготовления элементов, работающих под большими нагрузками и в условиях низких температур.
• Изготовление емкостей и резервуаров: Для хранения различных жидкостей и газов, в том числе под давлением.
• Сельскохозяйственное машиностроение: Для изготовления рам, кузовов и других несущих элементов сельскохозяйственной техники.
• Автомобилестроение: Для изготовления некоторых деталей подвески и рамы грузовых автомобилей.

 

Виды металлопроката из стали 10Г2БД

 

Сталь 10Г2БД поставляется в различных видах металлопроката:

• Листовой прокат: Наиболее распространенный вид проката из стали 10Г2БД. Листы могут быть различной толщины и размеров, изготавливаются горячекатаным или холоднокатаным способом. Применяются для изготовления сварных конструкций, корпусов, емкостей и других изделий.
• Сортовой прокат: Включает в себя круг, квадрат, полосу, уголок и другие профили. Используется для изготовления деталей машин и механизмов, строительных конструкций и других целей.
• Трубы: Из стали 10Г2БД изготавливаются трубы различного диаметра и толщины стенок. Используются для строительства трубопроводов, в машиностроении и других отраслях.
• Фасонный прокат: Включает в себя двутавры, швеллеры и другие профили. Используется для изготовления несущих элементов строительных конструкций.

Конкретные размеры, толщина и форма проката зависят от требований заказчика и стандартов, действующих на данный вид продукции.

 

ГОСТы, регламентирующие сталь 10Г2БД и металлопрокат из нее

 

На сталь 10Г2БД и металлопрокат из нее распространяются следующие ГОСТы:

• ГОСТ 19281-2014: Прокат толстый и широкополосный из конструкционной низколегированной стали. Общие технические условия. Основной стандарт, регламентирующий химический состав, механические свойства и другие требования к стали 10Г2БД.
• ГОСТ 19282-73: Пластины широкополосные и универсальные из стали низколегированной и углеродистой качественной сталей. Марки. (Отменен, действует ГОСТ 19281-2014)
• ГОСТ 27772-2021: Прокат для строительных стальных конструкций. Общие технические условия. Может ссылаться на сталь 10Г2БД как на один из материалов, используемых для изготовления строительных конструкций.
• ГОСТ 20295-85: Трубы стальные сварные для магистральных газонефтепроводов. Технические условия. Допускает использование стали 10Г2БД для изготовления труб.
• ГОСТ 10705-80: Трубы стальные электросварные. Технические условия. Может ссылаться на сталь 10Г2БД.
• ГОСТ 8734-75: Трубы стальные бесшовные холоднодеформированные. Сортамент.
• ГОСТ 8732-78: Трубы стальные бесшовные горячедеформированные. Сортамент.
• ГОСТ 14637-89: Прокат толстолистовой из углеродистой стали обыкновенного качества. Технические условия.
• ГОСТ 2590-2006: Прокат сортовой стальной горячекатаный круглый. Сортамент.
• ГОСТ 2591-2006: Прокат сортовой стальной горячекатаный квадратный. Сортамент.
• ГОСТ 103-2006: Прокат сортовой стальной горячекатаный полосовой. Сортамент.
• ГОСТ 8240-97: Швеллеры стальные горячекатаные. Сортамент.
• ГОСТ 8239-89: Двутавры стальные горячекатаные. Сортамент.
• ГОСТ 8509-93: Уголки стальные горячекатаные равнополочные. Сортамент.
• ГОСТ 8510-86: Уголки стальные горячекатаные неравнополочные. Сортамент.

(Этот перечень может быть неполным, необходимо учитывать специфику производимой продукции и требования конкретного проекта.)

Важно отметить, что при выборе стали 10Г2БД для конкретного применения необходимо учитывать требования соответствующих ГОСТов и других нормативных документов, а также результаты испытаний и исследований, подтверждающих соответствие стали заявленным характеристикам.

 

Операции в цехах, производимые с использованием материалов из стали 10Г2БД

Сталь 10Г2БД используется на различных этапах производства в ряде цехов:

• Металлургический цех: Здесь происходит выплавка стали 10Г2БД в электропечах или конвертерах. Осуществляется контроль химического состава и температуры расплава.
• Прокатный цех: В прокатном цехе сталь подвергается горячей прокатке для получения листов, полос, сортового и фасонного проката. Важным этапом является контроль температуры прокатки для обеспечения требуемых механических свойств.
• Трубный цех: Здесь изготавливаются трубы из стали 10Г2БД различных диаметров и толщин. Применяются различные технологии, такие как электросварка, горячая деформация и холодная деформация.
• Сварочный цех: В сварочном цехе происходит соединение деталей и конструкций из стали 10Г2БД с помощью различных видов сварки (ручная дуговая, автоматическая под флюсом, полуавтоматическая в среде защитных газов и др.). Особое внимание уделяется качеству сварных швов и контролю их соответствия требованиям.
• Механический цех: В механическом цехе производится обработка проката и заготовок из стали 10Г2БД с помощью резки, токарной обработки, фрезерования, сверления, шлифования и других операций. Изготавливаются детали машин и механизмов, элементы строительных конструкций и другие изделия.
• Термический цех: В термическом цехе сталь подвергается различным видам термической обработки (нормализация, отпуск, закалка) для улучшения ее механических свойств, таких как прочность, твердость и ударная вязкость. Для стали 10Г2БД часто применяется нормализация для стабилизации структуры и улучшения свариваемости.
• Контрольно-испытательный цех (лаборатория): Здесь проводится контроль качества стали 10Г2БД и металлопроката из нее. Осуществляются химический анализ, испытания на растяжение, ударную вязкость, твердость, а также неразрушающие методы контроля (ультразвуковая дефектоскопия, радиографический контроль) для выявления внутренних дефектов.
• Цех металлоконструкций: Сборка и сварка крупных металлоконструкций из проката стали 10Г2БД (мосты, каркасы зданий, резервуары).

Использование стали 10Г2БД в этих цехах требует соблюдения технологических режимов, правил техники безопасности и контролю качества на каждом этапе производства.