Главная  >  Справочник  >  Сталь конструкционная низколегированная 17Г1С

Сталь конструкционная низколегированная марки 17Г1С: описание, свойства и применение

Сталь 17Г1С – это конструкционная низколегированная сталь, широко применяемая в различных отраслях промышленности благодаря своим оптимальным сочетаниям прочности, свариваемости и хладостойкости. Эта сталь относится к классу сталей, предназначенных для изготовления сварных конструкций, работающих в условиях статических и динамических нагрузок, а также при низких температурах.

 

Свойства стали 17Г1С:

• Высокая прочность: Обеспечивает надежность и долговечность конструкций, работающих под нагрузкой.
• Хорошая свариваемость: Позволяет изготавливать сложные конструкции методом сварки без предварительного подогрева и последующей термообработки.
• Хладостойкость: Обеспечивает работоспособность конструкций в условиях низких температур, предотвращая хрупкое разрушение.
• Умеренная коррозионная стойкость: Позволяет использовать сталь 17Г1С в условиях умеренно агрессивных сред.
• Удовлетворительная обрабатываемость: Сталь хорошо поддается механической обработке, что облегчает изготовление деталей сложной формы.

 

Химический состав стали 17Г1С (ГОСТ 19281-2014):

Элемент	Массовая доля, %
Углерод (C)	0.14 - 0.19
Кремний (Si)	0.40 - 0.70
Марганец (Mn)	1.30 - 1.70
Хром (Cr)	до 0.30
Никель (Ni)	до 0.30
Медь (Cu)	до 0.30
Ванадий (V)	до 0.10
Титан (Ti)	до 0.03
Азот (N)	до 0.008
Сера (S)	до 0.040
Фосфор (P)	до 0.035
Мышьяк (As)	до 0.08
Железо (Fe)	Остальное

 

Расшифровка обозначения:

• 17 - указывает на среднее содержание углерода в сотых долях процента (0.17%).
• Г1 - указывает на наличие марганца (Mn) как легирующего элемента, с содержанием около 1%. (Цифра 1 говорит о том, что содержание марганца находится в пределах 1-1.5%)
• С - указывает на наличие кремния (Si) как легирующего элемента.

 

Механические свойства стали 17Г1С (ГОСТ 19281-2014):

Механические свойства стали 17Г1С зависят от толщины проката и способа обработки. Приведены типичные значения для проката толщиной до 20 мм после нормализации.

Характеристика	Значение	Единица измерения
Предел текучести (σт)	≥ 345	МПа
Временное сопротивление (σв)	490 - 630	МПа
Относительное удлинение (δ5)	≥ 21	%
Ударная вязкость KCU при +20°С	≥ 78	Дж/см²
Ударная вязкость KCU при -40°С	≥ 29	Дж/см²
Холодостойкость (Tкр)	-40 °С	°С

 

 

• Предел текучести (σ_т): Напряжение, при котором материал начинает деформироваться пластически.
• Временное сопротивление (σ_в): Максимальное напряжение, которое материал выдерживает до разрушения.
• Относительное удлинение (δ₅): Процентное увеличение длины образца после разрыва по отношению к его первоначальной длине. Характеризует пластичность материала.
• Ударная вязкость (KCU): Способность материала сопротивляться хрупкому разрушению при ударных нагрузках. Измеряется в Дж/см². Определяется при различных температурах, что позволяет оценить хладостойкость стали.
• Холодостойкость (T_кр): Температура, при которой ударная вязкость снижается до определенного критического значения.

 

Физические свойства стали 17Г1С:

Характеристика	Значение	Единица измерения
Плотность (ρ)	7850	кг/м³
Модуль упругости (E)	2.06 x 105	МПа
Коэффициент линейного расширения (α)	12 x 10-6	1/°С
Теплопроводность (λ)	43	Вт/(м·°С)
Удельная теплоемкость (c)	480	Дж/(кг·°С)
Электрическое сопротивление (ρэл)	0.21 x 10-6	Ом·м

 

Расшифровка обозначений:

• ρ (плотность): Масса вещества в единице объема.
• E (модуль упругости): Мера сопротивления материала упругой деформации.
• α (коэффициент линейного расширения): Относительное изменение размера материала при изменении температуры на 1 градус.
• λ (теплопроводность): Способность материала проводить тепло.
• c (удельная теплоемкость): Количество тепла, необходимое для нагрева 1 кг вещества на 1 градус.
• ρ_эл (электрическое сопротивление): Способность материала сопротивляться прохождению электрического тока.

 

Сферы применения стали 17Г1С:

Благодаря своим свойствам, сталь 17Г1С находит широкое применение в различных отраслях:

• Строительство: Изготовление сварных металлоконструкций зданий, мостов, эстакад, опор линий электропередач.
• Машиностроение: Производство корпусов, рам, опор, кронштейнов и других деталей машин и оборудования.
• Судостроение: Изготовление корпусов судов, элементов судовых конструкций.
• Нефтегазовая промышленность: Производство труб, резервуаров, емкостей и других конструкций для транспортировки и хранения нефти и газа.
• Вагоностроение: Изготовление несущих элементов вагонов, рам тележек.
• Сельскохозяйственное машиностроение: Производство деталей сельскохозяйственной техники, работающей в различных климатических условиях.
• Производство труб: Изготовление сварных труб различного назначения.
• Мостостроение: Используется в конструкциях мостов, особенно в северных регионах, где важна хладостойкость.

 

Виды металлопроката из стали 17Г1С:

Сталь 17Г1С поставляется в различных видах металлопроката:

• Лист: Используется для изготовления сварных конструкций, корпусов, обшивки.
• Сортовой прокат (круг, квадрат, полоса, уголок, швеллер, двутавр): Используется для изготовления различных деталей и элементов конструкций.
• Трубы: Используются для транспортировки жидкостей и газов.
• Поковки и штамповки: Используются для изготовления деталей сложной формы.

 

ГОСТы, регламентирующие сталь 17Г1С и металлопрокат из нее:

• ГОСТ 19281-2014: Прокат толстый и широкополосный из конструкционной низколегированной стали. Общие технические условия. (Основной ГОСТ, определяющий химический состав, механические свойства и общие требования к прокату из стали 17Г1С).
• ГОСТ 14637-89: Прокат толстолистовой из углеродистой стали обыкновенного качества. Технические условия. (В части сортамента и геометрических размеров).
• ГОСТ 27772-2015: Прокат для строительных стальных конструкций. Общие технические условия. (Если сталь 17Г1С используется в строительных конструкциях, то необходимо руководствоваться этим ГОСТом).
• 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 и геометрических размеров).
• ГОСТ 8732-78: Трубы стальные бесшовные горячедеформированные. Сортамент. (Если используются бесшовные трубы из стали 17Г1С).
• ГОСТ 10705-80: Трубы стальные электросварные. Технические условия. (Если используются электросварные трубы из стали 17Г1С).
• ГОСТ 20295-85: Трубы стальные сварные для магистральных газонефтепроводов. Технические условия. (Если трубы из стали 17Г1С используются в магистральных трубопроводах).
• ГОСТ 380-2005: Сталь углеродистая обыкновенного качества. Марки. (В части общих требований).
• ГОСТ 9454-78: Металлы. Метод испытания на ударный изгиб при пониженных, комнатной и повышенных температурах. (Метод определения ударной вязкости).
• ГОСТ 7566-2018: Металлопродукция. Приемка, маркировка, упаковка, транспортирование и хранение.

 

Операции в цехах, производящих продукцию из стали 17Г1С:

Использование стали 17Г1С в производстве предполагает выполнение различных технологических операций в цехах металлургических, машиностроительных и строительных предприятий:

1. Металлургический цех (Производство проката):
   • Плавка: Сталь 17Г1С выплавляется в электропечах или конвертерах с соблюдением химического состава, определенного ГОСТ 19281-2014. Контролируется содержание углерода, марганца, кремния и других элементов.
   • Разливка: Жидкая сталь разливается в слитки или подвергается непрерывной разливке для получения заготовок.
   • Прокатка: Заготовки прокатываются на станах горячей прокатки для получения листового проката, сортового проката (круг, квадрат, полоса, уголок, швеллер, двутавр) и трубных заготовок.
   • Термическая обработка: Прокат подвергается нормализации для улучшения механических свойств и снятия внутренних напряжений.
   • Контроль качества: Проводится контроль химического состава, механических свойств, размеров и качества поверхности проката.
2. Заготовительный цех (Подготовка к дальнейшей обработке):
   • Резка: Металлопрокат (лист, сортовой прокат, трубы) разрезается на заготовки необходимого размера с использованием газовой резки, плазменной резки, ленточнопильных станков или гильотинных ножниц.
   • Правка: Листовой и сортовой прокат правится на вальцах или прессах для устранения деформаций.
   • Очистка: Заготовки очищаются от окалины и загрязнений с использованием дробеструйной или пескоструйной обработки, травления в кислотных растворах.
   • Маркировка: Заготовки маркируются для идентификации марки стали, номера плавки и размеров.
3. Механический цех (Изготовление деталей):
   • Токарная обработка: На токарных станках выполняются операции по обработке тел вращения: обточка, расточка, нарезание резьбы, сверление отверстий.
   • Фрезерная обработка: На фрезерных станках обрабатываются плоские и фасонные поверхности, изготавливаются пазы, канавки, карманы.
   • Сверление: На сверлильных станках выполняются отверстия различного диаметра и глубины.
   • Шлифование: На шлифовальных станках производится финишная обработка поверхностей для достижения высокой точности размеров и шероховатости.
   • Термическая обработка (улучшение): Детали могут подвергаться закалке с отпуском (улучшению) для повышения прочности и износостойкости.
4. Сварочный цех (Соединение деталей в конструкции):
   • Сборка: Детали собираются в конструкцию в соответствии с чертежами.
   • Сварка: Сварка деталей производится различными способами: ручная дуговая сварка (РДС), полуавтоматическая сварка в защитных газах (MIG/MAG), автоматическая сварка под флюсом (SAW). При сварке стали 17Г1С обычно не требуется предварительный подогрев.
   • Контроль сварных швов: Сварные швы контролируются визуально, с использованием ультразвукового контроля (УЗК), радиографического контроля (РГК) или магнитопорошкового контроля (МПК) для выявления дефектов.
   • Термическая обработка (снятие напряжений): Сварные конструкции могут подвергаться отжигу для снятия остаточных напряжений.
5. Кузнечный цех (Изготовление поковок и штамповок):
   • Нагрев: Металл нагревается в печах до температуры ковки.
   • Ковка/Штамповка: Заготовке придается необходимая форма с использованием кузнечных молотов, прессов или штампов.
   • Термическая обработка: Поковки и штамповки подвергаются нормализации или отжигу для снятия напряжений и улучшения структуры металла.
   • Механическая обработка: Поковки и штамповки подвергаются механической обработке для получения окончательных размеров и формы.
6. Трубный цех (Производство сварных труб):
   • Формовка: Листовая сталь 17Г1С формуется в трубную заготовку на формовочных станах.
   • Сварка: Края трубной заготовки свариваются автоматической сваркой под флюсом или в защитных газах.
   • Калибровка: Трубы калибруются для получения точных размеров и формы.
   • Испытания: Трубы испытываются на прочность, герметичность и геометрические размеры.
7. Цех металлоконструкций (Изготовление строительных конструкций):
   • Резка и гибка: Листовой и сортовой прокат разрезается и гнется для получения элементов строительных конструкций (балки, колонны, фермы).
   • Сборка и сварка: Элементы собираются и свариваются в соответствии с проектом.
   • Защита от коррозии: Металлоконструкции подвергаются антикоррозионной обработке: грунтованию, окраске или цинкованию.

 

В каждом из этих цехов, сталь 17Г1С подвергается различным видам обработки, чтобы получить готовые изделия, соответствующие требованиям качества и назначения. Контроль качества на каждом этапе производства является важным условием для обеспечения надежности и долговечности конструкций и изделий из стали 17Г1С.