Главная  >  Справочник  >  Сталь конструкционная низколегированная 14Г2

Сталь конструкционная низколегированная марки 14Г2: описание, свойства и применение

 

Сталь 14Г2 – это конструкционная низколегированная сталь, широко используемая в различных отраслях промышленности благодаря сочетанию высокой прочности, хорошей свариваемости и относительно низкой стоимости. Ее сбалансированный химический состав и технологичность обработки делают ее востребованной при изготовлении ответственных металлоконструкций, деталей машин и механизмов, работающих в условиях статических и динамических нагрузок.

 

Свойства стали 14Г2

 

Сталь 14Г2 обладает рядом свойств, которые делают ее привлекательной для инженеров и конструкторов:

• Высокая прочность: Обеспечивается легированием марганцем, что повышает предел текучести и предел прочности.
• Хорошая свариваемость: Низкое содержание углерода и легирующих элементов обеспечивает хорошую свариваемость различными способами, что упрощает изготовление сварных конструкций.
• Хладостойкость: Подходит для эксплуатации в условиях низких температур, сохраняя свои механические свойства.
• Удовлетворительная обрабатываемость резанием: Сталь 14Г2 хорошо поддается механической обработке, что упрощает изготовление деталей сложной формы.
• Стойкость к отпускной хрупкости: Легирование марганцем снижает склонность к отпускной хрупкости после сварки или термической обработки.
• Износостойкость: При определенных условиях эксплуатации, сталь 14Г2 может успешно применяться в условиях трения и износа.

 

Химический состав стали 14Г2 (ГОСТ 4543-2016)

 

Химический состав стали 14Г2 строго регламентирован ГОСТ 4543-2016 "Сталь легированная конструкционная. Марки и общие технические условия." Приведенные ниже значения являются процентным содержанием по массе:

Элемент	Содержание (%)
Углерод (C)	0.10 - 0.18
Марганец (Mn)	1.30 - 1.70
Кремний (Si)	≤ 0.37
Хром (Cr)	≤ 0.30
Никель (Ni)	≤ 0.30
Медь (Cu)	≤ 0.30
Сера (S)	≤ 0.040
Фосфор (P)	≤ 0.035
Мышьяк (As)	≤ 0.08
Азот (N)	≤ 0.012
Кислород (O)	≤ 0.012
Железо (Fe)	Остальное

 

Расшифровка обозначения:

• 14: Указывает на среднее содержание углерода в сотых долях процента (0,14%).
• Г2: Указывает на наличие марганца (Г) и его примерное содержание в процентах (2%). Масштабный коэффициент для марганца равен 1.

 

Механические свойства стали 14Г2

 

Механические свойства стали 14Г2 зависят от способа обработки (горячекатаная, нормализованная, закаленная с отпуском) и толщины проката. Приведем примерные значения для стали после нормализации:

Свойство	Значение	Единица измерения
Предел прочности (временное сопротивление), σв	490 - 640	МПа
Предел текучести, σт	≥ 295	МПа
Относительное удлинение, δ5	≥ 21	%
Ударная вязкость, KCU	≥ 294	Дж/см2
Твердость по Бринеллю, HB	143 - 197

 

Расшифровка обозначений:

• σ_в (Предел прочности): Максимальное напряжение, которое выдерживает материал до начала разрушения.
• σ_т (Предел текучести): Напряжение, при котором материал начинает деформироваться пластически, без заметного увеличения нагрузки.
• δ₅ (Относительное удлинение): Процентное увеличение длины образца после разрыва по отношению к его первоначальной длине. Характеризует пластичность материала.
• KCU (Ударная вязкость): Способность материала сопротивляться хрупкому разрушению при ударных нагрузках. Измеряется энергией, необходимой для разрушения образца с надрезом.
• HB (Твердость по Бринеллю): Мера сопротивления материала вдавливанию индентора (стального шарика).

 

Физические свойства стали 14Г2

 

Физические свойства также важны для определения пригодности стали 14Г2 для конкретных применений:

Свойство	Значение	Единица измерения
Плотность, ρ	7850	кг/м3
Модуль упругости первого рода, E	206 x 103	МПа
Коэффициент линейного термического расширения, α	11.7 x 10-6	1/°C
Теплопроводность, λ	44	Вт/(м·°C)
Удельная теплоемкость, C	480	Дж/(кг·°C)
Электрическое сопротивление, R	0.215 x 10-6	Ом·м

 

Расшифровка обозначений:

• ρ (Плотность): Масса вещества в единице объема.
• E (Модуль упругости): Характеризует способность материала сопротивляться упругой деформации.
• α (Коэффициент линейного термического расширения): Относительное изменение длины материала при изменении температуры на один градус.
• λ (Теплопроводность): Способность материала проводить тепло.
• C (Удельная теплоемкость): Количество тепла, необходимое для нагрева единицы массы материала на один градус.
• R (Электрическое сопротивление): Способность материала сопротивляться прохождению электрического тока.

 

Сферы применения стали 14Г2

 

Благодаря своим свойствам, сталь 14Г2 находит широкое применение в различных отраслях промышленности:

• Строительство: Изготовление сварных строительных конструкций (фермы, балки, колонны), работающих при статических и динамических нагрузках, в том числе в условиях низких температур.
• Машиностроение: Производство деталей машин и механизмов (валы, оси, шестерни, корпусные детали), требующих высокой прочности и износостойкости.
• Транспортное машиностроение: Изготовление рам вагонов, элементов кузовов, деталей подвески и других компонентов железнодорожного и автомобильного транспорта.
• Судостроение: Применяется для изготовления корпусных конструкций судов, надстроек и других элементов.
• Нефтегазовая промышленность: Используется для производства труб, резервуаров и других конструкций, работающих под давлением и в условиях агрессивных сред.
• Сельскохозяйственное машиностроение: Детали сельскохозяйственной техники
• Горнодобывающая промышленность: Элементы оборудования для добычной промышленности

 

Виды металлопроката из стали 14Г2

 

Сталь 14Г2 поставляется в различных видах металлопроката:

• Листовой прокат: Тонколистовой (толщиной до 3,9 мм) и толстолистовой (толщиной свыше 4 мм) прокат. Используется для изготовления сварных конструкций, корпусов, обшивок и других элементов.
• Сортовой прокат: Круг, квадрат, полоса, уголок, швеллер, двутавр. Используется для изготовления деталей машин и механизмов, элементов строительных конструкций.
• Трубы: Бесшовные и сварные трубы различных диаметров и толщин стенок. Используются для транспортировки жидкостей и газов, а также в качестве конструкционных элементов.
• Поковки и штамповки: Заготовки деталей, полученные методом ковки или штамповки. Используются для изготовления ответственных деталей, требующих высокой прочности и надежности.

 

ГОСТы, регламентирующие сталь 14Г2 и металлопрокат из нее

 

Сталь 14Г2 и металлопрокат из нее регламентируются следующими ГОСТами:

• ГОСТ 4543-2016 Сталь легированная конструкционная. Марки и общие технические условия. Определяет химический состав, механические свойства и общие технические требования к стали 14Г2.
• ГОСТ 19281-2014 Прокат повышенной прочности. Общие технические условия. Распространяется на горячекатаный, кованый и калиброванный прокат из стали 14Г2, предназначенный для изготовления сварных и несварных конструкций и деталей. определяет требования к качеству поверхности, форме и размерам проката.
• ГОСТ 14637-89 (ISO 630-95) Прокат толстолистовой из углеродистой стали обыкновенного качества. Технические условия. Регламентирует производство толстолистового проката из стали 14Г2.
• ГОСТ 16523-97 Прокат тонколистовой из углеродистой стали качественной и обыкновенного качества общего назначения. Технические условия. Регламентирует производство тонколистового проката из стали 14Г2.
• ГОСТ 2590-2006 Прокат сортовой стальной горячекатаный круглый. Сортамент. Определяет размеры и предельные отклонения для круглого проката из стали 14Г2.
• ГОСТ 2591-2006 Прокат сортовой стальной горячекатаный квадратный. Сортамент. Определяет размеры и предельные отклонения для квадратного проката из стали 14Г2.
• ГОСТ 8239-89 Двутавры стальные горячекатаные. Сортамент. Определяет размеры и предельные отклонения для двутавров из стали 14Г2.
• ГОСТ 8240-97 Швеллеры стальные горячекатаные. Сортамент. Определяет размеры и предельные отклонения для швеллеров из стали 14Г2.
• ГОСТ 8509-93 Уголки стальные горячекатаные равнополочные. Сортамент. Определяет размеры и предельные отклонения для равнополочных уголков из стали 14Г2.
• ГОСТ 8510-86 Уголки стальные горячекатаные неравнополочные. Сортамент. Определяет размеры и предельные отклонения для неравнополочных уголков из стали 14Г2.
• ГОСТ 10705-80 Трубы стальные электросварные. Технические условия. Регламентирует производство электросварных труб из стали 14Г2.
• ГОСТ 8731-74 Трубы стальные бесшовные горячедеформированные. Технические условия. Регламентирует производство бесшовных горячедеформированных труб из стали 14Г2.
• ГОСТ 19903-2015 Прокат листовой горячекатаный. Сортамент.

Этот список не является исчерпывающим и может быть дополнен другими ГОСТами, в зависимости от конкретного вида металлопроката и области его применения.

 

Операции в цехах, использующие материалы из стали 14Г2

 

Сталь 14Г2, благодаря своей универсальности, используется на различных этапах производства в цехах:

• Металлургическое производство:
  • Плавка и литье: Сталь 14Г2 выплавляется в электропечах или конвертерах. Расплавленная сталь разливается в слитки или подвергается непрерывной разливке для получения заготовок.
  • Прокатное производство: Заготовки стали 14Г2 проходят через прокатные станы для получения листового, сортового и трубного проката различных размеров и форм.
  • Термическая обработка: Для улучшения механических свойств прокат подвергается различным видам термической обработки: нормализация, закалка с отпуском.
• Механообрабатывающие цеха:
  • Резка: Листовой и сортовой прокат из стали 14Г2 режется на заготовки требуемых размеров с помощью механических пил, гильотинных ножниц, плазменной или лазерной резки.
  • Токарная обработка: Из заготовок на токарных станках изготавливаются детали вращения (валы, оси, шестерни).
  • Фрезерная обработка: На фрезерных станках изготавливаются детали сложной формы с плоскими и криволинейными поверхностями.
  • Сверление и расточка: В деталях просверливаются отверстия и растачиваются внутренние поверхности.
  • Шлифование: Для достижения высокой точности размеров и шероховатости поверхности детали подвергаются шлифованию.
  • Термическая обработка: Готовые детали могут подвергаться дополнительной термической обработке (закалка, отпуск, цементация) для повышения их твердости, износостойкости и других свойств.
• Сварочные цеха:
  • Сборка и сварка: Из заготовок и деталей собираются сварные конструкции, такие как фермы, балки, колонны, корпуса и т.д. Сварка производится различными способами (дуговая, полуавтоматическая, автоматическая).
  • Контроль качества сварных соединений: Сварные соединения подвергаются контролю качества (визуальный осмотр, ультразвуковой контроль, рентгенография) для выявления дефектов.
• Цеха металлоконструкций:
  • Изготовление строительных металлоконструкций: В цехах металлоконструкций изготавливаются различные элементы зданий и сооружений (колонны, балки, фермы, связи).
  • Изготовление нестандартного оборудования: В цехах металлоконструкций также может изготавливаться нестандартное оборудование для различных отраслей промышленности.
• Кузнечные цеха:
  • Ковка и штамповка: Из заготовок стали 14Г2 изготавливаются поковки и штамповки деталей сложной формы.

 

 

Применение стали 14Г2 позволяет создавать прочные, надежные и долговечные конструкции и изделия, способные выдерживать высокие нагрузки и сложные условия эксплуатации. Выбор оптимального сортамента и режима обработки стали 14Г2 позволяет эффективно решать задачи, стоящие перед современным машиностроением и строительством.