Главная  >  Справочник  >  Сталь конструкционная низколегированная 16Г2АФД

Сталь конструкционная низколегированная марки 16Г2АФД: описание, свойства и применение

Сталь 16Г2АФД – это конструкционная низколегированная сталь, широко применяемая в различных отраслях промышленности благодаря сочетанию высокой прочности, хорошей свариваемости и устойчивости к хрупкому разрушению. Эта марка стали легирована марганцем, кремнием, алюминием, ванадием и азотом, что обеспечивает ей улучшенные механические свойства по сравнению с углеродистыми сталями.

 

Свойства стали 16Г2АФД:

• Высокая прочность: Сталь 16Г2АФД обладает повышенной прочностью, что позволяет использовать ее в конструкциях, подвергающихся значительным нагрузкам.
• Хорошая свариваемость: Низкое содержание углерода и легирующие элементы обеспечивают хорошую свариваемость стали 16Г2АФД различными способами сварки без предварительного подогрева и последующей термообработки.
• Устойчивость к хрупкому разрушению: Легирование ванадием и азотом способствует измельчению зерна и повышению сопротивляемости стали к хрупкому разрушению при низких температурах.
• Повышенная коррозионная стойкость: Наличие легирующих элементов, таких как хром, улучшает коррозионную стойкость стали 16Г2АФД в атмосферных условиях.
• Улучшенная обрабатываемость: Сталь 16Г2АФД хорошо поддается механической обработке, что упрощает изготовление деталей сложной формы.
• Хладостойкость: Сталь сохраняет свои механические свойства при низких температурах.

 

Химический состав стали 16Г2АФД (ГОСТ 19281-2014):

Элемент	Содержание, %
Углерод (C)	0.12 - 0.18
Марганец (Mn)	1.30 - 1.70
Кремний (Si)	0.40 - 0.70
Хром (Cr)	≤ 0.30
Никель (Ni)	≤ 0.30
Медь (Cu)	≤ 0.30
Ванадий (V)	0.05 - 0.12
Алюминий (Al)	0.02 - 0.08
Азот (N)	≤ 0.012
Сера (S)	≤ 0.035
Фосфор (P)	≤ 0.035
Мышьяк (As)	≤ 0.08
Железо (Fe)	Остальное

 

Расшифровка обозначения стали 16Г2АФД:

• 16: Среднее содержание углерода в сотых долях процента (0.16%).
• Г2: Наличие марганца, цифра 2 указывает на содержание марганца около 1.5% (фактическое содержание в диапазоне 1.30-1.70%).
• А: Указывает на легирование стали алюминием.
• Ф: Указывает на легирование стали ванадием.
• Д: Указывает на наличие азота в стали, применяемого для измельчения зерна и повышения прочности.

 

Механические свойства стали 16Г2АФД (ГОСТ 19281-2014):

Механические свойства могут варьироваться в зависимости от толщины проката, способа термообработки и других факторов. Приведены типичные значения для толстолистового проката.

 

Характеристика	Значение, не менее	Единица измерения
Предел текучести (σт)	355 (для толщины до 20 мм), 345 (для толщины свыше 20 мм)	МПа
Временное сопротивление (σв)	490 - 630	МПа
Относительное удлинение (δ5)	21	%
Ударная вязкость (KCV при -40°C)	294 (30)	Дж/см2 (кгс·м/см2)
Изгиб в холодном состоянии (угол 180°, d=1.5a)	Выдерживает	-

 

Физические свойства стали 16Г2АФД (типовые значения):

 

Характеристика	Значение	Единица измерения
Плотность	7850	кг/м3
Модуль упругости	2.06 x 105	МПа
Коэффициент линейного расширения	12 x 10-6	1/°C
Теплопроводность	44	Вт/(м·°C)
Удельная теплоемкость	480	Дж/(кг·°C)

 

Сферы применения стали 16Г2АФД:

 

Сталь 16Г2АФД широко используется в различных отраслях промышленности благодаря своим высоким прочностным характеристикам и хорошей свариваемости. Основные области применения:

• Строительство:
  • Несущие конструкции зданий и сооружений (фермы, балки, колонны).
  • Мостостроение (элементы пролетных строений, опоры).
  • Изготовление сварных труб большого диаметра для газо- и нефтепроводов.
• Машиностроение:
  • Детали и узлы тяжелого машиностроения (корпуса редукторов, станины станков).
  • Элементы горно-шахтного оборудования.
  • Сельскохозяйственная техника (рамы, корпуса, детали рабочих органов).
  • Транспортное машиностроение (элементы вагонов, полувагонов, цистерн).
• Судостроение:
  • Корпусные конструкции судов.
  • Детали механизмов и оборудования.
• Производство металлоконструкций:
  • Опоры линий электропередач.
  • Резервуары для хранения нефти и газа.
  • Газопроводы и нефтепроводы.
• Другие отрасли:
  • Изготовление деталей, работающих при повышенных нагрузках и низких температурах.
  • Производство сварных конструкций, требующих высокой прочности и надежности.

 

Виды металлопроката из стали 16Г2АФД:

 

Сталь 16Г2АФД поставляется в виде различных видов металлопроката:

• Листовой прокат:
  • Листы (толстолистовой и тонколистовой).
  • Полосы.
• Сортовой прокат:
  • Круг.
  • Квадрат.
  • Шестигранник.
  • Полоса.
  • Уголок.
  • Швеллер.
  • Двутавр.
• Трубы:
  • Бесшовные трубы.
  • Электросварные трубы.
• Фасонный прокат:
  • Специальные профили.

 

ГОСТы, регламентирующие сталь 16Г2АФД и металлопрокат из нее:

 

• ГОСТ 19281-2014: Прокат толстый и универсальный из сталей повышенной прочности. Общие технические условия. (Основной стандарт на сталь 16Г2АФД).
• ГОСТ 14637-89: Прокат толстолистовой из углеродистой стали обыкновенного качества. Технические условия. (В части сортамента и размеров).
• ГОСТ 27772-2015: Прокат для строительных стальных конструкций. Общие технические условия. (В части требований к прокату для строительных конструкций).
• ГОСТ 82-70: Прокат стальной горячекатаный широкополосный универсальный. Сортамент.
• ГОСТ 535-2005: Прокат сортовой и фасонный из стали углеродистой обыкновенного качества. Общие технические условия. (В части сортамента).
• ГОСТ 8239-89: Двутавры стальные горячекатаные. Сортамент.
• ГОСТ 8240-97: Швеллеры стальные горячекатаные. Сортамент.
• ГОСТ 8509-93: Уголки стальные горячекатаные равнополочные. Сортамент.
• ГОСТ 8510-86: Уголки стальные горячекатаные неравнополочные. Сортамент.
• ГОСТ 10704-91: Трубы стальные электросварные прямошовные. Сортамент.
• ГОСТ 8732-78: Трубы стальные бесшовные горячедеформированные. Сортамент.
• Другие ГОСТы: В зависимости от конкретного вида металлопроката и области применения могут применяться дополнительные стандарты и технические условия.

 

Операции в цехах, производимые с использованием материалов из стали 16Г2АФД:

 

Сталь 16Г2АФД применяется на различных этапах производства в цехах металлургических и машиностроительных предприятий. Наиболее распространенные операции:

• Заготовительный цех:
  • Резка: Разрезание листового и сортового проката на заготовки необходимых размеров с использованием газовой, плазменной или лазерной резки.
  • Рубка: Рубка сортового проката на заготовки с использованием гильотинных ножниц.
  • Гибка: Гибка листового проката для придания необходимой формы (например, при изготовлении гнутых профилей).
• Сварочный цех:
  • Сварка: Соединение заготовок из стали 16Г2АФД различными способами сварки (ручная дуговая сварка, полуавтоматическая сварка в защитных газах, автоматическая сварка под флюсом) при изготовлении сварных металлоконструкций.
  • Контроль качества сварных соединений: Проверка качества сварных швов неразрушающими методами (ультразвуковой контроль, радиографический контроль, магнитопорошковый контроль).
• Механический цех:
  • Токарная обработка: Обработка заготовок на токарных станках для получения деталей вращения (валы, оси, втулки).
  • Фрезерная обработка: Обработка заготовок на фрезерных станках для получения деталей сложной формы (корпуса, кронштейны).
  • Сверление: Создание отверстий в заготовках.
  • Расточка: Увеличение диаметра отверстий.
  • Шлифовка: Финишная обработка деталей для достижения высокой точности и шероховатости поверхности.
• Термический цех:
  • Нормализация: Термическая обработка для снятия внутренних напряжений и улучшения структуры стали.
  • Отпуск: Термическая обработка для повышения пластичности и ударной вязкости стали. (В основном применяется после закалки, которая редко используется для данной марки).
• Цех металлоконструкций:
  • Сборка: Сборка отдельных деталей и узлов в готовые металлоконструкции.
  • Клепка: Соединение деталей с помощью заклепок (применяется реже, чем сварка).
  • Окраска: Нанесение лакокрасочных покрытий для защиты от коррозии и придания эстетичного вида.

 

В заключение, сталь 16Г2АФД – это универсальный конструкционный материал, обладающий оптимальным сочетанием прочности, свариваемости и хладостойкости, что делает ее востребованной в различных отраслях промышленности для изготовления ответственных конструкций и деталей. При выборе стали 16Г2АФД для конкретного применения необходимо учитывать требования нормативной документации и условия эксплуатации.