Главная  >  Справочник  >  Сталь конструкционная легированная 10Х2М

Сталь конструкционная легированная 10Х2М: описание, свойства, применение

Сталь 10Х2М – это конструкционная легированная сталь, обладающая высокой прочностью, жаропрочностью и устойчивостью к коррозии в определенных средах. Благодаря своему сбалансированному химическому составу и комплексу механических и физических свойств, она находит широкое применение в различных отраслях промышленности, где требуется надежность и долговечность при эксплуатации в условиях повышенных температур и нагрузок.

Химический Состав:

Химический состав стали 10Х2М строго регламентируется стандартами и определяет ее основные свойства. Процентное содержание элементов приведено в таблице:

Элемент	Содержание (%)
Углерод (C)	0.07 - 0.14
Кремний (Si)	0.17 - 0.37
Марганец (Mn)	0.4 - 0.7
Хром (Cr)	1.4 - 1.8
Молибден (Mo)	0.4 - 0.6
Никель (Ni)	до 0.3
Сера (S)	до 0.025
Фосфор (P)	до 0.025
Медь (Cu)	до 0.3
Мышьяк (As)	до 0.08

Расшифровка обозначения:

• 10 – указывает на содержание углерода в сотых долях процента, то есть примерно 0.10%.
• Х – указывает на наличие хрома в составе стали.
• 2 – указывает на примерное содержание хрома в процентах (около 2%).
• М – указывает на наличие молибдена в составе стали.

Механические Свойства:

Механические свойства стали 10Х2М зависят от термической обработки и формы проката. Приведем типичные значения для различных состояний поставки:

Свойство	Значение (закалка + отпуск)
Предел прочности (временное сопротивление), σв, МПа	540 - 740
Предел текучести, σт, МПа	345 - 490
Относительное удлинение при разрыве, δ5, %	18 - 25
Относительное сужение, ψ, %	45 - 60
Ударная вязкость, KCU, Дж/см2	60 - 120
Твердость по Бринеллю, HB	163 - 229

Расшифровка обозначений:

• σ_в – предел прочности (временное сопротивление) – максимальное напряжение, которое материал может выдержать до начала разрушения.
• σ_т – предел текучести – напряжение, при котором материал начинает пластически деформироваться без заметного увеличения нагрузки.
• δ₅ – относительное удлинение при разрыве – процентное увеличение длины образца после разрыва по отношению к его первоначальной длине. Характеризует пластичность материала.
• ψ – относительное сужение – процентное уменьшение площади поперечного сечения образца в месте разрыва по отношению к его первоначальной площади. Также характеризует пластичность материала.
• KCU – ударная вязкость – способность материала сопротивляться разрушению под воздействием ударных нагрузок. Измеряется в Джоулях на квадратный сантиметр (Дж/см²).
• HB – твердость по Бринеллю – показатель твердости материала, определяемый по глубине вдавливания шарика из закаленной стали под определенной нагрузкой.

Физические Свойства:

Физические свойства стали 10Х2М также важны для определения ее пригодности к конкретным условиям эксплуатации:

Свойство	Значение
Плотность, ρ, кг/м3	7750 - 7850
Модуль упругости первого рода, E, ГПа	200 - 210
Коэффициент линейного термического расширения, α, 10-6/°C (20-100°C)	11.5 - 12.5
Теплопроводность, λ, Вт/(м·°C)	30 - 40
Удельная теплоемкость, c, Дж/(кг·°C)	460 - 500
Электрическое сопротивление, R, Ом·мм2/м	0.25 - 0.35

Расшифровка обозначений:

• ρ – плотность – масса вещества в единице объема.
• E – модуль упругости первого рода (модуль Юнга) – характеризует способность материала сопротивляться упругой деформации при растяжении или сжатии.
• α – коэффициент линейного термического расширения – показывает, на сколько изменяется линейный размер материала при изменении температуры на 1 градус Цельсия.
• λ – теплопроводность – способность материала проводить тепло.
• c – удельная теплоемкость – количество теплоты, необходимое для нагревания 1 кг вещества на 1 градус Цельсия.
• R – электрическое сопротивление – способность материала оказывать сопротивление прохождению электрического тока.

Области Применения:

Сталь 10Х2М широко применяется в различных отраслях промышленности благодаря своим высоким прочностным и жаропрочным характеристикам. Основные области применения:

• Энергетика: Изготовление деталей паровых котлов, турбин, трубопроводов высокого давления, крепежных элементов, работающих при высоких температурах и давлениях.
• Нефтегазовая промышленность: Производство трубопроводной арматуры, деталей насосов, компрессоров и другого оборудования, используемого для транспортировки и переработки нефти и газа.
• Химическая промышленность: Изготовление реакторов, теплообменников, трубопроводов и другого оборудования, работающего в агрессивных средах.
• Машиностроение: Производство ответственных деталей, подверженных высоким нагрузкам и температурам, таких как валы, шестерни, крепежные элементы.
• Авиастроение: Изготовление деталей двигателей и других компонентов, работающих при повышенных температурах.
• Судостроение: Производство деталей судовых двигателей и трубопроводных систем.

Виды Металлопроката:

Сталь 10Х2М поставляется в различных видах металлопроката, что позволяет использовать ее для изготовления деталей различной формы и размеров:

• Сортовой прокат: Круг, квадрат, полоса. Используется для изготовления валов, осей, крепежных элементов.
• Листовой прокат: Листы и плиты. Применяется для изготовления корпусов оборудования, деталей сварных конструкций.
• Трубный прокат: Бесшовные и сварные трубы. Используется для транспортировки жидкостей и газов под высоким давлением.
• Поковки и штамповки: Изготавливаются по индивидуальным чертежам и используются для производства деталей сложной формы.

Соответствующие ГОСТы:

На сталь 10Х2М и металлопрокат из нее распространяются следующие ГОСТы:

• ГОСТ 4543-71 "Сталь легированная конструкционная. Марки." (Определяет химический состав и общие требования к стали 10Х2М).
• 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 8731-74 "Трубы стальные бесшовные горячедеформированные. Технические условия."
• ГОСТ 8733-74 "Трубы стальные бесшовные холоднодеформированные. Технические условия."
• ГОСТ 19281-2014 "Прокат повышенной прочности. Общие технические условия." (Может применяться для проката из стали 10Х2М с улучшенными механическими свойствами).
• ГОСТ 14959-2016 "Прокат круглый со специальной отделкой поверхности из конструкционной качественной и легированной стали. Технические условия."
• ГОСТ 7350-77 "Сталь толстолистовая коррозионно-стойкая, жаростойкая и жаропрочная. Технические условия." (Может применяться для толстолистового проката из стали 10Х2М, используемого в условиях высоких температур).
• ГОСТ 5632-2014 "Стали высоколегированные и сплавы коррозионностойкие, жаростойкие и жаропрочные. Марки." (Хотя сталь 10Х2М не является высоколегированной, данный ГОСТ может содержать информацию о ее аналогах или сталях со схожими свойствами).

Операции в Цехах с Использованием Стали 10Х2М:

Сталь 10Х2М используется в различных производственных процессах в цехах машиностроительных и металлургических предприятий. Вот некоторые примеры:

• Металлургические цеха:
  • Электросталеплавильное производство: Выплавка стали 10Х2М в электропечах с соблюдением точного химического состава.
  • Разливка стали: Формирование слитков или заготовок для дальнейшей переработки.
  • Прокатное производство: Горячая прокатка слитков в сортовой, листовой или трубный прокат.
  • Термическая обработка: Закалка и отпуск для достижения требуемых механических свойств.
• Машиностроительные цеха:
  • Механическая обработка: Резка, токарная обработка, фрезерование, сверление, шлифовка заготовок из стали 10Х2М для получения деталей заданных размеров и формы.
  • Сварочное производство: Сварка деталей из стали 10Х2М с использованием различных методов сварки (дуговая, газовая, контактная). Требуется соблюдение технологии сварки для сохранения свойств металла в зоне сварки.
  • Термическая обработка: Локальная термическая обработка (например, отпуск сварных соединений) для снятия остаточных напряжений.
  • Слесарная обработка: Сборка, подгонка и доводка деталей из стали 10Х2М.
  • Контроль качества: Проведение испытаний на соответствие механических свойств, химического состава и размеров деталей требованиям конструкторской документации. Используются методы неразрушающего контроля (ультразвуковой контроль, рентгенография) для выявления внутренних дефектов.

 

Сталь 10Х2М – это надежный и универсальный конструкционный материал, который находит широкое применение в различных отраслях промышленности. Ее высокие прочностные и жаропрочные характеристики, а также устойчивость к коррозии, делают ее незаменимой для изготовления деталей, работающих в сложных условиях эксплуатации. Правильный выбор режима термической обработки и соблюдение технологических процессов обработки и сварки позволяют в полной мере реализовать потенциал этой стали и обеспечить долговечность и надежность изготавливаемых изделий.