Главная  >  Справочник  >  Сталь конструкционная низколегированная 12Г2АФД

Сталь конструкционная низколегированная марки 12Г2АФД: описание, свойства и применение

Сталь 12Г2АФД – это конструкционная низколегированная сталь, разработанная для использования в сварных конструкциях, работающих в условиях низких температур и высоких нагрузок. Она обладает оптимальным сочетанием прочности, пластичности, хладостойкости и свариваемости, что делает ее незаменимой в различных отраслях промышленности.

 

Свойства стали 12Г2АФД

Сталь 12Г2АФД выделяется следующими характеристиками:

• Высокая прочность: Обеспечивает устойчивость конструкций к механическим нагрузкам и деформациям.
• Хорошая свариваемость: Позволяет создавать надежные сварные соединения без предварительного подогрева и последующей термообработки.
• Хладостойкость: Гарантирует сохранение прочностных характеристик при низких температурах, что критически важно для эксплуатации в условиях холодного климата.
• Устойчивость к образованию трещин: Минимизирует риск разрушения конструкций под воздействием циклических нагрузок и коррозионных сред.
• Оптимальный баланс прочности и пластичности: Обеспечивает способность материала к деформации без разрушения, поглощая энергию удара.
• Низкая чувствительность к концентраторам напряжений: Позволяет использовать сталь в конструкциях с отверстиями и другими элементами, вызывающими локальные повышения напряжений.

 

Химический состав стали 12Г2АФД (ГОСТ 19281-2014)

Элемент	Массовая доля, %
Углерод (C)	0.10 - 0.16
Кремний (Si)	0.50 - 0.80
Марганец (Mn)	1.30 - 1.70
Никель (Ni)	до 0.30
Хром (Cr)	до 0.30
Медь (Cu)	до 0.30
Ванадий (V)	0.05 - 0.12
Азот (N)	до 0.008
Алюминий (Al)	0.020 - 0.060
Титан (Ti)	0.01 - 0.03
Сера (S)	до 0.025
Фосфор (P)	до 0.025
Мышьяк (As)	до 0.08

 

Расшифровка обозначения:

• 12: Среднее содержание углерода около 0,12%.
• Г2: Содержание марганца около 2%.
• А: Сталь высококачественная (минимальное содержание серы и фосфора).
• Ф: Присутствие ванадия (V).
• Д: Присутствие меди (Cu).

 

Механические свойства стали 12Г2АФД (ГОСТ 19281-2014)

Механические свойства стали 12Г2АФД зависят от толщины проката и способа термической обработки. Ниже приведены типичные значения для различных видов проката:

Толщина проката, мм	Предел текучести σт, МПа	Предел прочности σв, МПа	Относительное удлинение δ5, %	Ударная вязкость KCU, Дж/см² (-40°С)
До 10	≥ 345	490 - 630	≥ 22	≥ 29
10 - 20	≥ 335	490 - 630	≥ 21	≥ 29
20 - 40	≥ 325	490 - 630	≥ 20	≥ 29
40 - 60	≥ 315	490 - 630	≥ 19	≥ 29
60 - 80	≥ 305	490 - 630	≥ 18	≥ 29
80 - 100	≥ 295	490 - 630	≥ 17	≥ 29

 

Физические свойства стали 12Г2АФД

Свойство	Значение
Плотность, кг/м³	7850
Модуль упругости, ГПа	205 - 210
Коэффициент линейного расширения, 1/°C	11.8 x 10⁻⁶ (20-100°C)
Теплопроводность, Вт/(м·°C)	44 - 50
Удельная теплоемкость, Дж/(кг·°C)	480

 

Применение стали 12Г2АФД

Благодаря своим свойствам, сталь 12Г2АФД широко применяется в различных отраслях промышленности:

• Строительство:
  • Несущие конструкции мостов и эстакад, эксплуатируемых в условиях низких температур.
  • Каркасы зданий и сооружений, расположенных в районах с холодным климатом.
  • Опорные элементы трубопроводов.
  • Детали строительной техники (экскаваторы, краны, бульдозеры).
• Машиностроение:
  • Рамы и кузова грузовых автомобилей, железнодорожных вагонов.
  • Детали сельскохозяйственной техники (плуги, культиваторы, сеялки).
  • Элементы подъемно-транспортного оборудования (краны, лебедки).
  • Компоненты горно-шахтного оборудования (опоры, крепи).
• Судостроение:
  • Корпуса судов ледового класса.
  • Элементы морских платформ и буровых установок.
  • Детали судовых механизмов и оборудования.
• Трубопроводный транспорт:
  • Магистральные трубопроводы для транспортировки нефти и газа, работающие в условиях низких температур и высоких давлений.
  • Фасонные элементы трубопроводов (отводы, переходы, тройники).
• Химическая и нефтехимическая промышленность:
  • Емкости и аппараты для хранения и переработки химических веществ.
  • Элементы оборудования, работающего в условиях коррозионных сред и низких температур.

 

Виды металлопроката из стали 12Г2АФД

Сталь 12Г2АФД поставляется в виде различных видов металлопроката:

• Листовой прокат: Используется для изготовления сварных конструкций, корпусов оборудования, емкостей.
• Сортовой прокат: Круг, квадрат, полоса, уголок, швеллер, двутавр. Применяется для изготовления деталей машин и механизмов, элементов строительных конструкций.
• Трубы: Используются для строительства трубопроводов различного назначения.

 

ГОСТы, регламентирующие сталь 12Г2АФД и металлопрокат из нее

• ГОСТ 19281-2014. Прокат толстый и широкополосный из сталей общего назначения и мелкозернистых. Общие технические условия. (Основной стандарт на сталь 12Г2АФД).
• ГОСТ 14637-89. Прокат толстолистовой из углеродистой стали обыкновенного качества. Технические условия. (Может применяться для листового проката из стали 12Г2АФД).
• ГОСТ 27772-2015. Прокат для строительных стальных конструкций. Общие технические условия. (Может применяться для сортового проката из стали 12Г2АФД).
• ГОСТ 82-70. Прокат стальной горячекатаный широкополосный универсальный. Сортамент.
• ГОСТ 535-2005. Прокат сортовой и фасонный из стали углеродистой обыкновенного качества. Общие технические условия. (Может применяться для сортового проката из стали 12Г2АФД).
• ГОСТ 8509-93. Уголки стальные горячекатаные равнополочные. Сортамент.
• ГОСТ 8510-86. Уголки стальные горячекатаные неравнополочные. Сортамент.
• ГОСТ 8240-97. Швеллеры стальные горячекатаные. Сортамент.
• ГОСТ 26020-83. Двутавры стальные горячекатаные с параллельными гранями полок. Сортамент.

 

Операции в цехах, использующие сталь 12Г2АФД

Сталь 12Г2АФД применяется на различных этапах производства, начиная от металлургического производства и заканчивая изготовлением готовых изделий. Рассмотрим основные операции в цехах:

1. Металлургическое производство (Сталеплавильный цех):
   • Выплавка стали: Сталь 12Г2АФД выплавляется в электропечах или конвертерах с последующим легированием необходимыми элементами (марганец, ванадий, алюминий, титан, медь).
   • Разливка стали: Расплавленная сталь разливается в слитки или заготовки для дальнейшей переработки.
   • Внепечная обработка: Для улучшения качества стали и удаления неметаллических включений может применяться внепечная обработка (например, вакуумирование или обработка синтетическими шлаками).
2. Прокатное производство (Прокатный цех):
   • Нагрев заготовки: Слитки или заготовки нагреваются до температуры прокатки.
   • Прокатка: Заготовки прокатываются на прокатных станах для получения листового, сортового или трубного проката.
   • Термическая обработка: Для улучшения механических свойств прокат может подвергаться термической обработке (нормализации, отпуску).
   • Правка и резка: Готовый прокат правится для устранения деформаций и разрезается на мерные длины.
3. Производство металлоконструкций (Цех металлоконструкций):
   • Разметка и резка: Металлопрокат размечается и разрезается на заготовки нужного размера и формы.
   • Гибка и формовка: Заготовкам придается необходимая форма путем гибки, вальцовки или штамповки.
   • Сборка: Детали собираются в узлы и конструкции с использованием сварки, болтовых или заклепочных соединений.
   • Сварка: Один из основных процессов. Сварка стали 12Г2АФД производится различными способами (ручная дуговая, полуавтоматическая, автоматическая) с использованием специальных сварочных материалов, обеспечивающих прочность и хладостойкость сварного шва.
   • Контроль качества сварных соединений: Сварные швы подвергаются контролю качества (визуальному, ультразвуковому, рентгеновскому) для выявления дефектов.
   • Зачистка и обработка: Сварные швы зачищаются, удаляются заусенцы и неровности.
   • Покраска: Готовые металлоконструкции окрашиваются для защиты от коррозии и придания эстетичного вида.
4. Машиностроение (Механический цех, Сборочный цех):
   • Механическая обработка: Заготовки из стали 12Г2АФД подвергаются механической обработке на станках (токарных, фрезерных, сверлильных, шлифовальных) для получения деталей с заданными размерами и точностью.
   • Термическая обработка (упрочнение): Некоторые детали могут подвергаться дополнительной термической обработке для повышения твердости и износостойкости.
   • Сборка: Механически обработанные детали собираются в узлы и механизмы.
   • Испытания: Собранные механизмы проходят испытания на работоспособность и соответствие требованиям.
5. Трубное производство (Трубный цех):
   • Формовка трубы: Листовой прокат из стали 12Г2АФД формуется в трубу методом сварки или бесшовной прокаткой.
   • Сварка шва (для сварных труб): Края листа свариваются для образования прочного и герметичного шва.
   • Термическая обработка: Трубы подвергаются термической обработке для снятия напряжений и улучшения механических свойств.
   • Калибровка и отделка: Трубы калибруются для получения точного размера и проходят отделку поверхности.
   • Испытания: Трубы проходят испытания на прочность, герметичность и соответствие требованиям стандартов.

 

Сталь 12Г2АФД – это универсальный материал, обладающий превосходными эксплуатационными характеристиками. Ее широкое применение в различных отраслях промышленности обусловлено оптимальным сочетанием прочности, пластичности, хладостойкости и свариваемости. Правильный выбор и применение стали 12Г2АФД позволяет создавать надежные и долговечные конструкции, работающие в сложных условиях эксплуатации.