Главная  >  Справочник  >  Сталь конструкционная легированная 12Г2

Сталь конструкционная легированная 12Г2: описание, свойства, применение

Сталь 12Г2 – конструкционная легированная сталь, широко применяемая в различных отраслях промышленности благодаря своим оптимальным механическим свойствам, хорошей свариваемости и относительно невысокой стоимости. Эта марка стали относится к классу низколегированных сталей, где легирующие элементы введены в небольших количествах для улучшения ее характеристик.

Свойства стали 12Г2

Сталь 12Г2 обладает следующими свойствами:

• Высокая прочность: Обеспечивает надежность и долговечность конструкций и деталей, работающих под нагрузкой.
• Хорошая свариваемость: Позволяет создавать сварные конструкции сложной формы без потери прочности в зоне сварного шва.
• Удовлетворительная хладностойкость: Дает возможность использовать сталь в условиях низких температур без риска хрупкого разрушения.
• Повышенная износостойкость: Обеспечивает длительный срок службы деталей, подверженных трению и абразивному износу.
• Относительно невысокая стоимость: Делает сталь 12Г2 экономически выгодным материалом для широкого спектра применений.
• Поддается термической обработке: Позволяет улучшить механические свойства стали путем закалки и отпуска.

Химический состав стали 12Г2

Химический состав стали 12Г2 регламентируется ГОСТ 4543-2016 и представлен в следующей таблице:

Элемент	Массовая доля, %
Углерод (C)	0.09 - 0.15
Кремний (Si)	0.17 - 0.37
Марганец (Mn)	1.30 - 1.70
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

Расшифровка обозначения:

• 12: Указывает на содержание углерода в сотых долях процента (0,12%).
• Г2: Указывает на содержание марганца (Г) около 2% (цифра 2).

Механические свойства стали 12Г2

Механические свойства стали 12Г2 зависят от состояния поставки (горячекатаная, нормализованная, закаленная и отпущенная) и толщины проката. Приблизительные значения механических свойств при комнатной температуре для нормализованной стали:

Характеристика	Значение
Предел прочности (временное сопротивление), σв, МПа	470-590
Предел текучести, σт, МПа	275-345
Относительное удлинение, δ5, %	22-25
Относительное сужение, ψ, %	50-55
Ударная вязкость, KCU, Дж/см2	78-98
Твердость по Бринеллю, HB	143-179

Обозначения:

• σ_в – Предел прочности (временное сопротивление) - напряжение, которое выдерживает материал до начала разрушения.
• σ_т – Предел текучести – напряжение, при котором материал начинает деформироваться без заметного увеличения нагрузки.
• δ₅ – Относительное удлинение – процентное увеличение длины образца после разрыва по отношению к его первоначальной длине. Отражает пластичность материала.
• ψ – Относительное сужение – процентное уменьшение площади поперечного сечения образца после разрыва по отношению к его первоначальной площади. Также характеризует пластичность.
• KCU – Ударная вязкость – способность материала сопротивляться хрупкому разрушению при ударных нагрузках. Измеряется в Дж/см².
• HB – Твердость по Бринеллю – показатель сопротивления материала вдавливанию индентора (стального шарика).

Физические свойства стали 12Г2

Характеристика	Значение
Плотность, ρ, кг/м3	7850
Модуль упругости первого рода, E, ГПа	200-210
Коэффициент линейного расширения, α, 10-6/°C	11.7 (20-100°C)
Теплопроводность, λ, Вт/(м·°C)	44-50
Удельная теплоемкость, c, Дж/(кг·°C)	480-500
Электрическое сопротивление, ρ, мкОм·м	0.17-0.20

Расшифровка обозначений:

• ρ – Плотность – масса вещества в единице объема.
• E – Модуль упругости – характеризует способность материала сопротивляться упругой деформации.
• α – Коэффициент линейного расширения – изменение длины материала при изменении температуры на 1 градус Цельсия.
• λ – Теплопроводность – способность материала проводить тепло.
• c – Удельная теплоемкость – количество тепла, необходимое для нагрева 1 кг вещества на 1 градус Цельсия.
• ρ – Электрическое сопротивление – способность материала препятствовать прохождению электрического тока.

Области применения стали 12Г2

Сталь 12Г2 широко используется в различных отраслях промышленности благодаря сочетанию прочности, свариваемости и доступности. Основные области применения:

• Машиностроение: Изготовление деталей, работающих под высокими нагрузками, таких как валы, оси, шестерни, крепежные элементы, элементы трансмиссий и подвесок.
• Строительство: Производство строительных металлоконструкций, ферм, балок, опор, элементов мостов и эстакад.
• Транспортное машиностроение: Используется в производстве вагонов, полувагонов, элементов железнодорожного транспорта, а также в автомобилестроении для изготовления рам, кузовных деталей и других элементов.
• Судостроение: Применяется для изготовления корпусных конструкций судов, деталей механизмов и оборудования.
• Сельскохозяйственное машиностроение: Изготовление деталей сельскохозяйственной техники, таких как плуги, бороны, культиваторы и другие.
• Нефтегазовая промышленность: Производство деталей оборудования для бурения, добычи и транспортировки нефти и газа.
• Производство труб: Используется для изготовления сварных труб различного назначения.

Виды металлопроката из стали 12Г2

Сталь 12Г2 поставляется в виде различных видов металлопроката:

• Сортовой прокат: Круг, квадрат, шестигранник, полоса.
• Листовой прокат: Листы, полосы.
• Трубы: Бесшовные и сварные трубы различного диаметра и толщины стенки.
• Фасонный прокат: Уголок, швеллер, двутавр.

ГОСТы, регламентирующие сталь 12Г2 и металлопрокат из нее

Сталь 12Г2 и металлопрокат из нее регламентируются следующими ГОСТами:

• ГОСТ 4543-2016: Сталь конструкционная легированная. Марки. (Основной ГОСТ, определяющий химический состав и общие требования к стали 12Г2).
• ГОСТ 19281-2014: Прокат толстый и широкополосный из сталей общего назначения. Технические условия. (Определяет технические условия на толстолистовой прокат).
• ГОСТ 2590-2006: Прокат сортовой стальной горячекатаный круглый. Сортамент. (Определяет сортамент круглого проката).
• ГОСТ 2591-2006: Прокат сортовой стальной горячекатаный квадратный. Сортамент. (Определяет сортамент квадратного проката).
• ГОСТ 103-2006: Прокат сортовой стальной горячекатаный полосовой. Сортамент. (Определяет сортамент полосового проката).
• ГОСТ 8239-89: Двутавры стальные горячекатаные. Сортамент. (Определяет сортамент двутавров).
• ГОСТ 8240-97: Швеллеры стальные горячекатаные. Сортамент. (Определяет сортамент швеллеров).
• ГОСТ 8509-93: Уголки стальные горячекатаные равнополочные. Сортамент. (Определяет сортамент равнополочных уголков).
• ГОСТ 8510-86: Уголки стальные горячекатаные неравнополочные. Сортамент. (Определяет сортамент неравнополочных уголков).
• ГОСТ 10705-80: Трубы стальные электросварные. Технические условия. (Определяет технические условия на электросварные трубы).
• ГОСТ 8732-78: Трубы стальные бесшовные горячедеформированные. Сортамент. (Определяет сортамент бесшовных горячедеформированных труб).
• ГОСТ 8734-75: Трубы стальные бесшовные холоднодеформированные. Сортамент. (Определяет сортамент бесшовных холоднодеформированных труб).
• Другие ГОСТы, в зависимости от конкретного вида металлопроката и области применения.

Операции в цехах, производимые с использованием материалов из стали 12Г2

Сталь 12Г2 широко применяется в различных цехах металлургических и машиностроительных предприятий, где она подвергается различным технологическим операциям:

• Заготовительные цеха:
  • Резка: Резка сортового и листового проката на заготовки требуемой длины и размера с использованием газовой, плазменной или механической резки.
  • Правка: Правка проката для устранения деформаций и придания ему требуемой формы.
• Кузнечные цеха:
  • Ковка: Изготовление поковок различных форм и размеров методом горячей деформации.
  • Штамповка: Изготовление деталей методом штамповки в штампах.
• Механические цеха:
  • Токарная обработка: Обработка деталей на токарных станках для придания им требуемой формы и размеров.
  • Фрезерная обработка: Обработка деталей на фрезерных станках для создания сложных поверхностей.
  • Шлифовальная обработка: Доводка поверхностей деталей до требуемой шероховатости.
  • Сверление: Создание отверстий в деталях.
  • Резьбонарезание: Нарезание резьбы на деталях.
• Сварочные цеха:
  • Сварка: Соединение деталей из стали 12Г2 с использованием различных методов сварки (ручная дуговая сварка, полуавтоматическая сварка, автоматическая сварка). Сталь 12Г2 обладает хорошей свариваемостью, что позволяет создавать прочные и надежные сварные соединения.
• Термические цеха:
  • Термическая обработка: Улучшение механических свойств стали 12Г2 путем закалки и отпуска. Закалка повышает прочность и твердость, а отпуск снижает хрупкость и повышает пластичность.
  • Нормализация: Улучшение структуры стали и снятие внутренних напряжений путем нагрева до определенной температуры и последующего охлаждения на воздухе.
• Инструментальные цеха:
  • Изготовление штампов, пресс-форм и другого инструмента, используемого для обработки стали 12Г2. Хотя сталь 12Г2 не является инструментальной, она может использоваться для изготовления менее ответственных частей инструментальной оснастки.

Таким образом, сталь 12Г2 является универсальным материалом, широко применяемым в различных отраслях промышленности и подвергаемым широкому спектру технологических операций. Ее оптимальные механические свойства, хорошая свариваемость и доступная цена делают ее востребованным материалом для изготовления различных деталей и конструкций.