Главная  >  Справочник  >  Сталь конструкционная низколегированная 12Г2Б

Сталь конструкционная низколегированная марки 12Г2Б: описание, свойства и применение

Сталь 12Г2Б – это конструкционная низколегированная сталь, разработанная для использования в сварных конструкциях, работающих под воздействием статических и динамических нагрузок в условиях умеренного и холодного климата. Эта марка стали отличается повышенной прочностью, хорошей свариваемостью и устойчивостью к хрупкому разрушению. Она широко применяется в различных отраслях промышленности, где требуется сочетание высоких прочностных характеристик и надежности соединений.

 

Основные свойства и характеристики

• Высокая прочность: Сталь 12Г2Б обладает повышенным пределом текучести и пределом прочности по сравнению с углеродистыми сталями, что позволяет уменьшить металлоемкость конструкций.
• Хорошая свариваемость: Низкое содержание углерода и легирующих элементов обеспечивает хорошую свариваемость стали 12Г2Б без ограничений по режимам сварки и типам сварочных материалов.
• Устойчивость к хрупкому разрушению: Легирование марганцем и ванадием повышает вязкость разрушения и сопротивление распространению трещин, что особенно важно для конструкций, эксплуатируемых при низких температурах.
• Умеренная коррозионная стойкость: Сталь 12Г2Б не относится к коррозионностойким сталям, поэтому в агрессивных средах требуется применение защитных покрытий.
• Обрабатываемость: Сталь хорошо поддается механической обработке, как резанием, так и давлением.

Благодаря своим свойствам, сталь 12Г2Б является оптимальным выбором для производства ответственных конструкций, от которых требуется гарантированная надежность и долговечность.

 

Химический состав стали 12Г2Б (ГОСТ 19281-2014)

Химический состав стали 12Г2Б строго регламентируется ГОСТ 19281-2014 "Прокат повышенной прочности. Общие технические условия". Точные значения содержания элементов определяют свойства готового проката.

Элемент	Содержание, %
Углерод (C)	0.10 - 0.16
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
Азот (N)	≤ 0.012
Фосфор (P)	≤ 0.035
Сера (S)	≤ 0.040
Мышьяк (As)	≤ 0.08
Титан (Ti)	≤ 0.03

Расшифровка обозначения марки стали 12Г2Б:

• 12 – указывает на среднее содержание углерода в сотых долях процента, то есть примерно 0,12%.
• Г2 – указывает на содержание марганца около 2%. Цифра после буквы указывает приблизительное процентное содержание элемента. В данном случае, содержание марганца находится в диапазоне 1,30 - 1,70%.
• Б – указывает на повышенные требования к качеству отделки поверхности и механическим свойствам проката.

 

Механические свойства стали 12Г2Б (ГОСТ 19281-2014)

Механические свойства стали 12Г2Б зависят от толщины проката и способа его обработки. Приведенные значения являются минимальными гарантированными значениями в соответствии с ГОСТ 19281-2014.

Свойство	Значение для толщины ≤ 20 мм	Значение для толщины > 20 мм ≤ 40 мм	Единица измерения
Предел текучести (σт)	≥ 345	≥ 325	МПа
Предел прочности (σв)	490 - 630	470 - 610	МПа
Относительное удлинение (δ5)	≥ 21	≥ 21	%
Ударная вязкость KCU при -40°С	≥ 29	≥ 29	Дж/см2
Холодный изгиб (угол 180°, d=2a)	Выдерживает	Выдерживает	-

 

Условные обозначения:

• σ_т – предел текучести, минимальное напряжение, при котором начинается пластическая деформация материала.
• σ_в – предел прочности, максимальное напряжение, выдерживаемое материалом до разрушения.
• δ₅ – относительное удлинение, процентное увеличение длины образца после разрыва по отношению к его первоначальной длине.
• KCU – ударная вязкость, характеризует способность материала сопротивляться хрупкому разрушению под ударной нагрузкой. Измеряется в Дж/см². Испытания проводятся на образцах с острым надрезом (U-образным концентратором напряжения).
• d - диаметр оправки при испытании на изгиб.
• a - толщина образца.

 

Физические свойства стали 12Г2Б

Физические свойства стали 12Г2Б являются важными параметрами при проектировании и расчете конструкций.

Свойство	Значение	Единица измерения
Плотность	7850	кг/м3
Модуль упругости первого рода (E)	2.06 x 105	МПа
Коэффициент линейного расширения (α)	12 x 10-6	1/°C
Теплопроводность (λ)	44	Вт/(м·°С)
Удельная теплоемкость (c)	480	Дж/(кг·°С)
Электрическое сопротивление (ρ)	0.24	Ом·мм2/м

 

Сферы применения стали 12Г2Б

Сталь 12Г2Б широко используется в различных отраслях промышленности благодаря своим высоким механическим свойствам, хорошей свариваемости и устойчивости к хрупкому разрушению. Основные области применения:

• Строительство:
  • Металлоконструкции мостов
  • Каркасы зданий и сооружений
  • Опоры линий электропередач (ЛЭП)
  • Газо- и нефтепроводы
  • Емкости и резервуары для хранения различных веществ
• Машиностроение:
  • Рамы и кузова автомобилей, вагонов и другой техники
  • Детали подъемно-транспортного оборудования (краны, тельферы)
  • Компоненты сельскохозяйственной техники
  • Элементы буровых установок
  • Корпуса и детали судов
• Нефтегазовая промышленность:
  • Трубопроводы для транспортировки нефти и газа
  • Элементы нефтегазового оборудования, работающего под давлением
  • Морские платформы
• Энергетика:
  • Металлоконструкции опор линий электропередач
  • Элементы котельного оборудования
  • Трубопроводы тепловых сетей
• Горнодобывающая промышленность:
  • Элементы оборудования для горнодобывающих машин
  • Крепежные элементы горных выработок

Благодаря универсальности своих свойств, сталь 12Г2Б находит применение в широком спектре инженерных задач, где требуется надежность и долговечность конструкций.

 

Виды металлопроката из стали 12Г2Б

Сталь 12Г2Б поставляется в различных видах металлопроката, что позволяет использовать ее для изготовления деталей и конструкций различной конфигурации:

• Листовой прокат:
  • Листы горячекатаные (ГОСТ 19903-2015, ГОСТ 14637-89) – наиболее распространенный вид проката, используемый для изготовления сварных конструкций, корпусов, емкостей и других деталей.
  • Листы холоднокатаные (ГОСТ 19904-90) – обладают более высокой точностью размеров и качеством поверхности, используются для изготовления деталей, требующих высокой точности.
• Сортовой прокат:
  • Круг (ГОСТ 2590-2006) – используется для изготовления валов, осей, крепежных элементов.
  • Квадрат (ГОСТ 2591-2006) – используется для изготовления деталей квадратной формы, крепежных элементов.
  • Полоса (ГОСТ 103-2006) – используется для изготовления различных деталей и конструкций, в том числе гнутых профилей.
  • Уголок (ГОСТ 8509-93, ГОСТ 8510-86) – используется для изготовления каркасов, рам, опорных конструкций. Двутавр (ГОСТ 8239-89), швеллер (ГОСТ 8240-97) - используются в качестве несущих элементов в строительных конструкциях и машиностроении.
• Трубы:
  • Бесшовные трубы (ГОСТ 8732-78, ГОСТ 8734-75) – используются в трубопроводах, работающих под давлением, а также для изготовления деталей машин и механизмов.
  • Сварные трубы (ГОСТ 10704-91, ГОСТ 10705-80) – используются в трубопроводах и конструкциях, не требующих высокой герметичности.
• Фасонный прокат:
  • Швеллеры, двутавры, уголки (ГОСТ 535-2005) – используются в строительстве и машиностроении для создания несущих конструкций.

Выбор вида металлопроката зависит от конкретных требований к изготавливаемой детали или конструкции.

 

ГОСТы, регламентирующие применение стали 12Г2Б и металлопроката из нее:

Сталь 12Г2Б и металлопрокат из неё регламентируются множеством нормативных документов, определяющих требования к качеству, свойствам и областям применения. Основные ГОСТы:

• ГОСТ 19281-2014 Прокат повышенной прочности. Общие технические условия. (Основной стандарт, определяющий требования к химическому составу, механическим свойствам и качеству проката из стали 12Г2Б и других низколегированных сталей).
• ГОСТ 14637-89 Прокат толстолистовой из углеродистой стали обыкновенного качества. Технические условия. (Распространяется на толстолистовой прокат из стали 12Г2Б при поставке по данному стандарту).
• ГОСТ 19903-2015 Прокат листовой горячекатаный. Сортамент.
• ГОСТ 19904-90 Прокат листовой холоднокатаный. Сортамент.
• ГОСТ 27772-2015 Прокат для строительных стальных конструкций. Общие технические условия. (Этот ГОСТ может применяться к прокату из стали 12Г2Б, предназначенному для строительных конструкций, в части дополнительных требований).
• ГОСТ 5264-80 Швы сварные угловые, тавровые и нахлесточные, выполняемые дуговой сваркой под флюсом. Основные типы, конструктивные элементы и размеры. (Применяется при сварке конструкций из стали 12Г2Б).
• ГОСТ 8732-78 Трубы стальные бесшовные горячедеформированные. Сортамент.
• ГОСТ 8734-75 Трубы стальные бесшовные холоднодеформированные. Сортамент.
• ГОСТ 10704-91 Трубы стальные электросварные прямошовные. Сортамент.
• ГОСТ 10705-80 Трубы стальные электросварные. 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 8509-93 Уголки стальные горячекатаные равнополочные. Сортамент.
• ГОСТ 8510-86 Уголки cтальные горячекатаные неравнополочные. Сортамент.
• ГОСТ 8239-89 Двутавры стальные горячекатаные. Сортамент.
• ГОСТ 8240-97 Швеллеры стальные горячекатаные. Сортамент.
• ГОСТ 535-2005 Прокат сортовой и фасонный из углеродистых сталей обыкновенного качества. Общие технические условия.

Этот список не является исчерпывающим, и в зависимости от конкретной области применения стали 12Г2Б могут использоваться и другие ГОСТы, СНиПы и ТУ.

 

Операции в цехах, производящих продукцию из стали 12Г2Б

Сталь 12Г2Б широко используется в различных производственных цехах, где из нее изготавливают широкий спектр деталей и конструкций. Основные технологические операции включают:

• Заготовительный цех:
  • Резка металла: Листовой и сортовой прокат режется на заготовки нужного размера с помощью газовой резки, плазменной резки, лазерной резки или механической резки (гильотины, ленточнопильные станки).
  • Рубка металла: Для небольших заготовок вместо резки может применяться рубка на кривошипных или гидравлических ножницах.
  • Маркировка: Заготовки маркируются для идентификации материала и размеров.
• Механический цех:
  • Токарная обработка: Изготовление деталей вращения (валы, оси, втулки, фланцы) на токарных станках.
  • Фрезерная обработка: Изготовление деталей сложной формы (корпуса, кронштейны, шестерни) на фрезерных станках.
  • Сверление и растачивание: Создание отверстий различного диаметра и точности.
  • Шлифовка: Достижение высокой точности размеров и шероховатости поверхности деталей.
  • Резьбонарезание: Нарезание резьбы на деталях (болты, гайки, шпильки).
• Сварочный цех:
  • Сварка: Соединение металлических заготовок в сварные конструкции с помощью различных методов сварки (ручная дуговая сварка, автоматическая сварка под флюсом, полуавтоматическая сварка в защитных газах). Для стали 12Г2Б обычно не требуется предварительный подогрев и последующая термообработка.
  • Зачистка сварных швов: Удаление шлака и грата после сварки.
  • Контроль качества сварных швов: Проверка качества сварных швов с помощью визуального контроля, ультразвукового контроля, рентгенографического контроля.
• Кузнечный цех (при необходимости):
  • Ковка: Изменение формы заготовок путем пластической деформации под воздействием ударов молота или давления пресса. Ковка может применяться для получения деталей сложной формы или для улучшения структуры металла.
  • Штамповка: Изготовление деталей путем деформации заготовок в штампах.
• Термический цех (при необходимости):
  • Отжиг: Снятие внутренних напряжений в металле после сварки или механической обработки.
  • Нормализация: Улучшение структуры стали и повышение ее прочности.
  • Закалка: Повышение твердости и износостойкости стали. (Применяется редко, так как 12Г2Б не относится к закаливаемым сталям).
  • Отпуск: Снятие напряжений и уменьшение хрупкости после закалки.
• Цех металлоконструкций:
  • Сборка: Сборка отдельных деталей и узлов в готовые металлоконструкции.
  • Монтаж: Установка металлоконструкций на месте эксплуатации.
• Малярный цех:
  • Подготовка поверхности: Очистка поверхности металла от ржавчины, окалины и других загрязнений (пескоструйная обработка, дробеструйная обработка, химическая очистка).
  • Грунтовка: Нанесение грунтовочного слоя для защиты от коррозии и улучшения адгезии краски.
  • Покраска: Нанесение лакокрасочного покрытия для защиты от коррозии и придания эстетичного вида.
• Инструментальный цех: Изготовление и ремонт оснастки, штампов, приспособлений и инструментов, используемых в других цехах. Для изготовления инструмента из стали 12Г2Б обычно изготавливают только корпуса и оправки, режущий инструмент изготавливают из инструментальных сталей.

 

Это лишь основные операции, которые могут выполняться в цехах, производящих продукцию из стали 12Г2Б. Конкретный перечень операций зависит от типа изготавливаемой продукции и технологического процесса.