Rezistenta de proiectare a otelului 09g2s pentru tevi. Video despre oțelurile slab aliate

Descrierea oțelului 09G2S: Cel mai adesea, oțelul laminat din acest grad de oțel este utilizat pentru o varietate de structuri de construcție datorită rezistenței sale mecanice ridicate, care permite utilizarea unor elemente mai subțiri decât atunci când se folosesc alte oțeluri. Stabilitatea proprietăților într-un interval larg de temperatură permite utilizarea pieselor din acest grad în intervalul de temperatură de la -70 la +450 C. De asemenea, sudarea ușoară permite producerea de structuri complexe din tablă de acest grad pentru chimicale, uleiuri. , construcții, construcții navale și alte industrii. Folosind călirea și revenirea, sunt produse fitinguri de conducte de înaltă calitate. Rezistența mecanică ridicată la temperaturi scăzute face posibilă și utilizarea cu succes a țevilor de la 09G2S în nordul țării.

De asemenea, marca este utilizată pe scară largă pentru structurile sudate. Sudarea poate fi efectuată atât fără încălzire, cât și cu preîncălzire la 100-120 C. Deoarece există puțin carbon în oțel, sudarea acestuia este destul de simplă, iar oțelul nu este întărit sau supraîncălzit în timpul procesului de sudare, datorită căruia nu există scăderea proprietăților plastice sau creșterea granularității acesteia. Avantajele utilizării acestui oțel includ și faptul că nu este predispus la fragilitate la temperare și duritatea sa nu scade după revenire. Proprietățile de mai sus explică ușurința utilizării 09G2S față de alte oțeluri cu conținut ridicat de carbon sau aditivi care gătesc mai puțin bine și își schimbă proprietățile după tratamentul termic. Pentru sudarea 09G2S, puteți utiliza orice electrozi proiectați pentru oțeluri slab aliate și cu conținut scăzut de carbon, de exemplu E42A și E50A. Dacă sunt sudate foi de până la 40 mm grosime, atunci sudarea se efectuează fără tăierea marginilor. Când se utilizează sudarea multistrat, sudarea în cascadă este utilizată cu un curent de 40-50 Amperi per 1 mm de electrod pentru a preveni supraîncălzirea locului de sudare. După sudare, se recomandă încălzirea produsului la 650 C, apoi menținerea acestuia la aceeași temperatură timp de 1 oră pentru fiecare 25 mm de grosime a produsului laminat, după care produsul este răcit în aer sau în apa fierbinte- datorită acestui fapt, duritatea cusăturii din produsul sudat crește și zonele de tensiune sunt eliminate.

Proprietățile oțelului 09G2S: s Tal 09G2 după tratament pentru o structură în două faze are o limită de rezistență crescută; în același timp, numărul de cicluri până la defecțiune în regiunea de oboseală cu ciclu scăzut crește de aproximativ 3-3,5 ori.

Călirea DFMS (oțeluri feritic-martensitice bifazice) creează zone de martensite: fiecare 1% din componenta martensitică din structură crește rezistența la tracțiune cu aproximativ 10 MPa, indiferent de rezistența și geometria fazei martensitei. Izolarea unor zone mici de martensite și plasticitatea ridicată a feritei facilitează semnificativ deformarea plastică inițială. Semn caracteristic oteluri feritic-martensitice - absenta unei zone de curgere pe diagrama de tractiune. Cu aceeași valoare a totalului ( δ total) și uniform ( δ p) Extensiile DFMS au o rezistență mai mare și un raport mai mic σ 0,2 /σ în (0,4-0,6) decât oţelurile slab aliate convenţionale. În același timp, rezistența la mici deformații plastice ( σ 0,2) pentru DFMS este mai mic decât pentru oțelurile cu structură ferită-perlită.

La toate nivelurile de rezistență, toți indicatorii plasticității tehnologice a DFMS ( σ 0,2 /σ V, δ R, δ în general, capota Erichsen, deformarea, înălțimea cupei etc.), pe lângă distribuția găurilor, depășesc indicatori similari ai oțelurilor convenționale.

Ductilitatea tehnologică crescută a DFMS le permite să fie utilizate pentru ștanțarea tablei pieselor cu configurații destul de complexe, ceea ce reprezintă un avantaj al acestor oțeluri față de alte oțeluri de înaltă rezistență.

Rezistența la coroziune a DFMS este la nivelul rezistenței la coroziune a oțelurilor de ambutisare adâncă.

DFMS sunt sudate satisfăcător prin sudare în puncte. Limita de anduranță pentru îndoirea alternativă este pentru sudură și metalul de bază ( σ в = 550 MPa) respectiv 317 și 350 MPa, adică 50 și 60% о în metalul de bază.

În cazul utilizării DFMS pentru piese cu secțiuni masive, când este necesar să se asigure o călibilitate suficientă, se recomandă utilizarea compozițiilor cu conținut ridicat de mangan sau cu adaos de crom, bor etc.

Eficiența economică a utilizării DFMS, care este mai scumpă decât oțelurile cu conținut scăzut de carbon, este determinată de economiile în masa pieselor (cu 20-25%). Utilizarea DFMS în unele cazuri face posibilă eliminarea întăririi tratament termic piese, cum ar fi elementele de fixare de înaltă rezistență produse prin captare la rece.

Denumiri adoptate în tabel. 50*:

a) oțel profilat cu o grosime de până la 11 mm, și în acord cu producătorul – până la 20 mm; foaie – toate grosimile;

b) cerința de a limita echivalentul de carbon pentru grosimi de peste 20 mm;

c) cerința de a limita echivalentul de carbon pentru toate grosimile;

d) pentru regiunea II 4, pentru clădirile neîncălzite și structurile operate la temperaturi exterioare, utilizați produse laminate cu o grosime de cel mult 10 mm;

e) cu o grosime a produsului laminat de cel mult 11 mm, se poate folosi oțel de categoria 3;

f) cu excepția suporturilor liniilor aeriene, aparatelor de distribuție exterioare și KS;

g) produse laminate cu grosimea de până la 10 mm și ținând cont de cerințele secțiunii. 10;

i) cu excepția regiunii II 4 pentru clădirile neîncălzite și structurile operate la temperatura aerului exterior.

Semnul „+” înseamnă că acest oțel trebuie utilizat; semn " – „ înseamnă că acest oțel nu trebuie utilizat în regiunea climatică specificată.

Note: 1. Cerințele acestui tabel nu se aplică structurilor din oțel ale structurilor speciale: conducte principale și de proces, rezervoare motiv special, carcasele furnalelor și încălzitoarelor de aer etc. Oțelurile pentru aceste structuri sunt stabilite prin SNiP relevante sau alte documente de reglementare.

2. Cerințele acestui tabel se aplică tablelor cu grosimea de 2 mm și oțelului modelat cu grosimea de 4 mm, produse lungi (rotunde, pătrate, bandă) conform TU 14-1-3023 – 80, GOST 380 – 71** (din 1990 GOST 535 – 88) și GOST 19281 – 73*. Categoriile de oțel specificate se referă la produse laminate cu o grosime de cel puțin 5 mm. Pentru grosimi mai mici de 5 mm, oțelurile enumerate în tabel sunt utilizate fără cerințe pentru rezistența la impact.

Pentru structurile din toate grupele, cu excepția grupei 1 și a suporturilor liniilor aeriene și a aparatelor de distribuție exterioare, în toate regiunile climatice, cu excepția I 1, este permisă utilizarea produselor laminate cu grosimea mai mică de 5 mm din oțel C235.

3. Regiunile climatice de construcție sunt stabilite în conformitate cu „Clima URSS. Zonarea și parametrii statistici factorii climaticiîn scopuri tehnice." Temperaturile calculate indicate în capul tabelului între paranteze corespund temperaturii aerului exterior din zona corespunzătoare, care este considerată temperatura medie a celei mai reci perioade de cinci zile, în conformitate cu instrucțiunile SNiP. pentru climatologia constructiilor si geofizica.

4. Structurile care sunt direct expuse la sarcini dinamice, vibrații sau în mișcare includ structuri sau elemente ale acestora care sunt supuse calculelor de rezistență sau calculate luând în considerare coeficienții dinamici.

5. Cu un studiu de fezabilitate adecvat, oțelurile S345, S375, S440, S590, S590K, 16G2AF pot fi comandate ca oțeluri cu rezistență crescută la coroziune (cu cupru) – S345D, S375D, S440D, S590D, S590KD, 16G2AFD.

6. Utilizarea barelor profilate termorezistente din oțel S345T și S375T, furnizate ca oțel S345 și S375, întărite termic prin încălzire prin laminare, nu este permisă în structurile care, în timpul fabricării, sunt supuse metalizării sau deformării plastice la temperaturi peste 700 °C.

7. Țevi fără sudură deformate la cald conform GOST 8731 – 87 poate fi utilizat numai pentru elementele de suporturi speciale ale tranzițiilor mari ale liniilor electrice cu o înălțime mai mare de 60 m, pentru structurile de comunicații cu antene și alte structuri speciale, și trebuie utilizate următoarele clase de oțel:

în toate regiunile climatice, cu excepția I 1, I 2, II 2 și II 3, gradul 20 conform GOST 8731 – 87, dar cu o cerință suplimentară pentru rezistența la impact la o temperatură de minus 20 ° C nu mai puțin de 30 J/cm2 (3 kgf × m/cm2);

în regiunile climatice I 2, II 2 și II 3 – clasa 09G2S conform GOST 8731 – 87, dar cu o cerință suplimentară pentru rezistența la impact la o temperatură de minus 40 ° C nu mai puțin de 40 J/cm2 (4 kgf × m/cm2) cu o grosime a peretelui de până la 9 mm și 35 J/cm2 (3,5 kgf × m/cm 2) cu o grosime a peretelui de 10 mm sau mai mult.

Nu este permisă utilizarea țevilor fără sudură deformate la cald din lingouri marcate cu litera „L” care nu au fost testate prin metode nedistructive.

8. K produse lungi(cerc, pătrat, dungă) conform TU 14-1-3023 – 80, GOST 380 – 71* (din 1990 GOST 535 – 88) și GOST 19281 – 73* se impun aceleași cerințe ca și pentru produsele laminate modelate de aceeași grosime în . Conformitatea claselor de oțel conform TU 14-1-3023 – 80, GOST 380 – 71*, GOST 19281 – Oțelurile 73* și * trebuie determinate conform tabelului. 51, b.

Descrierea oțelului 09G2S: Cel mai adesea, oțelul laminat din acest grad de oțel este utilizat pentru o varietate de structuri de construcție datorită rezistenței sale mecanice ridicate, care permite utilizarea unor elemente mai subțiri decât atunci când se folosesc alte oțeluri. Stabilitatea proprietăților într-un interval larg de temperatură permite utilizarea pieselor din acest grad în intervalul de temperatură de la -70 la +450 C. De asemenea, sudarea ușoară permite producerea de structuri complexe din tablă de acest grad pentru chimicale, uleiuri. , construcții, construcții navale și alte industrii. Folosind călirea și revenirea, sunt produse fitinguri de conducte de înaltă calitate. Rezistența mecanică ridicată la temperaturi scăzute face posibilă și utilizarea cu succes a țevilor de la 09G2S în nordul țării.

De asemenea, marca este utilizată pe scară largă pentru structurile sudate. Sudarea poate fi efectuată atât fără încălzire, cât și cu preîncălzire la 100-120 C. Deoarece există puțin carbon în oțel, sudarea acestuia este destul de simplă, iar oțelul nu este întărit sau supraîncălzit în timpul procesului de sudare, datorită căruia nu există scăderea proprietăților plastice sau creșterea granularității acesteia. Avantajele utilizării acestui oțel includ și faptul că nu este predispus la fragilitate la temperare și duritatea sa nu scade după revenire. Proprietățile de mai sus explică ușurința utilizării 09G2S față de alte oțeluri cu conținut ridicat de carbon sau aditivi care gătesc mai puțin bine și își schimbă proprietățile după tratamentul termic. Pentru sudarea 09G2S, puteți utiliza orice electrozi proiectați pentru oțeluri slab aliate și cu conținut scăzut de carbon, de exemplu E42A și E50A. Dacă sunt sudate foi de până la 40 mm grosime, atunci sudarea se efectuează fără tăierea marginilor. Când se utilizează sudarea multistrat, sudarea în cascadă este utilizată cu un curent de 40-50 Amperi per 1 mm de electrod pentru a preveni supraîncălzirea locului de sudare. După sudare, se recomandă încălzirea produsului la 650 C, apoi menținerea acestuia la aceeași temperatură timp de 1 oră pentru fiecare 25 mm de grosime a produsului laminat, după care produsul este răcit în aer sau în apă fierbinte - datorită acestui fapt, duritatea sudurii în produsul sudat crește și zonele de tensiune sunt eliminate.

Proprietățile oțelului 09G2S: s Tal 09G2 după tratament pentru o structură în două faze are o limită de rezistență crescută; în același timp, numărul de cicluri până la defecțiune în regiunea de oboseală cu ciclu scăzut crește de aproximativ 3-3,5 ori.

Călirea DFMS (oțeluri feritic-martensitice bifazice) creează zone de martensite: fiecare 1% din componenta martensitică din structură crește rezistența la tracțiune cu aproximativ 10 MPa, indiferent de rezistența și geometria fazei martensitei. Izolarea unor zone mici de martensite și plasticitatea ridicată a feritei facilitează semnificativ deformarea plastică inițială. O trăsătură caracteristică a oțelurilor feritic-martensitice este absența unei zone de curgere pe diagrama de tracțiune. Cu aceeași valoare a totalului ( δ total) și uniform ( δ p) Extensiile DFMS au o rezistență mai mare și un raport mai mic σ 0,2 /σ în (0,4-0,6) decât oţelurile slab aliate convenţionale. În același timp, rezistența la mici deformații plastice ( σ 0,2) pentru DFMS este mai mic decât pentru oțelurile cu structură ferită-perlită.

La toate nivelurile de rezistență, toți indicatorii plasticității tehnologice a DFMS ( σ 0,2 /σ V, δ R, δ în general, capota Erichsen, deformarea, înălțimea cupei etc.), pe lângă distribuția găurilor, depășesc indicatori similari ai oțelurilor convenționale.

Ductilitatea tehnologică crescută a DFMS le permite să fie utilizate pentru ștanțarea tablei pieselor cu configurații destul de complexe, ceea ce reprezintă un avantaj al acestor oțeluri față de alte oțeluri de înaltă rezistență.

Rezistența la coroziune a DFMS este la nivelul rezistenței la coroziune a oțelurilor de ambutisare adâncă.

DFMS sunt sudate satisfăcător prin sudare în puncte. Limita de anduranță pentru îndoirea alternativă este pentru sudură și metalul de bază ( σ в = 550 MPa) respectiv 317 și 350 MPa, adică 50 și 60% о în metalul de bază.

În cazul utilizării DFMS pentru piese cu secțiuni masive, când este necesar să se asigure o călibilitate suficientă, se recomandă utilizarea compozițiilor cu conținut ridicat de mangan sau cu adaos de crom, bor etc.

Eficiența economică a utilizării DFMS, care este mai scumpă decât oțelurile cu conținut scăzut de carbon, este determinată de economiile în masa pieselor (cu 20-25%). Utilizarea DFMS în unele cazuri face posibilă eliminarea tratamentului termic de întărire a pieselor, de exemplu, elementele de fixare de înaltă rezistență produse prin captare la rece.

Metal, oțel de calitate ST09g2s este durabil și material dur, capabil să reziste la diferite sarcini fără să se prăbușească și să-și mențină forma. Acesta este motivul pentru care este prețuit, motiv pentru care este folosit în design diferit, piese, unelte. Aceasta este o „teză” generală, complet de înțeles. Teoretic, metalul ST09g2 poate „răspunde” la sarcină în două „moduri”. Luați-l asupra dvs. și nu vă schimbați forma sau deveniți ușor deformați, dar după îndepărtarea sarcinii, reveniți la starea anterioară. În cazuri extreme, fără a îndepărta sarcina, forma schimbată a piesei trebuie să rămână constantă, iar piesa de oțel în sine va fi într-o stare „tensionată”. Aceasta indică faptul că metalul se află „în zona” de deformare elastică. Exact așa ar trebui să se întâmple totul în situații normale, ceea ce este valabil pentru orice proiect calculat corect.

Cu toate acestea, în practică, există un anumit „prag” pentru oțelul ST 09g2s. O situație poate apărea întotdeauna când sarcina aplicată este deja atât de mare încât piesele sau elementele structurale dintr-un aliaj - calitatea metalului ST09g2s - încep să își schimbe forma sub influența sa. Ceea ce se numește apariția deformațiilor plastice în metal, înlocuindu-le pe cele elastice, cu care piesa a făcut față perfect la sarcini mai mici. (Atenție! Nu confundați limita de curgere cu limita elastică a oțelului - acestea sunt valori diferite, deși apropiate în valoare absolută). Deci, începutul apariției deformațiilor plastice în metal este „începutul sfârșitului”. O situație de urgență pentru care o structură de oțel sau o piesă metalică nu mai este „gata”. Din punct de vedere „de zi cu zi”, eșantionul de oțel ST09g2s rămâne încă destul de durabil, dar din punct de vedere tehnologic, nu mai poate îndeplini cerințele și nu poate fi utilizat în scopul pentru care a fost destinat. Rezistența sa este compromisă deoarece forma probei s-a schimbat. De aceea, în orice calcule care iau în considerare rezistența metalului, cunoașterea „pragului” se dovedește a fi mai mult decât importantă. Sarcina la care o piesă metalică „părăsește zona” de deformații elastice și „intră în zona” deformațiilor plastice începe să își schimbe ireversibil forma și curgerea - aceasta este limita de curgere tehnologică a oțelului ST09g2s. Limita de curgere fizică a unui metal este o caracteristică similară, dar ușor diferită. În fizică, ele funcționează de obicei cu mărimea sarcinii situată „la celălalt capăt” al curbei. Nu cea la care începe deformarea plastică, ci cea la care are loc distrugerea completă a probei de metal - ruptura. Aici apar „discrepanțe”, a căror semnificație se rezumă la faptul că același grad de aliaj ST 09g2s este caracterizat de două limite de randament - fizice obiective și tehnologice condiționate. Desigur, ca orice încărcătură, stres mecanic sau forță, limita de curgere a oțelului ST09g2s, precum și rezistența la rupere, se măsoară în același mod, în aceleași unități. Ne amintim - unitățile fizice de măsură a sarcinii sunt kg/mm2 sau - N/m2. Pentru GOST și TU, este utilizată opțiunea de măsurare a sarcinii în MPa; adesea puteți găsi solicitarea mecanică indicată în valori precum KGS/mm2. Nu există „exotic” aici.

Trebuie spus că limita de curgere a oțelului ST 09g2s este destul de „incomodă” caracteristici fizice aliaj De exemplu, masa sau gravitație specifică metalul este, de asemenea, o caracteristică fizică care nu depinde de aproape nimic. Nici din tehnologia de producție a acestui tip de oțel, nici din metodele de influențare a metalului. Putem încălzi o probă, o întări, o procesăm, să-i dăm orice formă, masa va rămâne o caracteristică constantă. Cu limita de curgere a oțelului ST09g2s, totul este mai complicat. Aceasta este o caracteristică fizică a unui anumit grad de metal, care depinde foarte mult de „o grămadă de circumstanțe”. De exemplu, grosimea, precum și forma probei (într-o măsură mai mică), afectează valoarea limitei de curgere. Tratamentul termic, aceeași călire sau sudare, chiar și modul de revenire după încălzire, modifică semnificativ valoarea limitei de curgere a unei piese din oțel ST 09g2s. Prezența impurităților în aliaj, aditivi, aditivi, adică o ușoară modificare a compoziției chimice, va afecta imediat valoarea limitei de curgere. Mai mult, tehnologia de producere a oțelului ST 09g2s, în timpul fabricării acestuia, determină microstructura metalului, tipul rețea cristalină, schimbând simultan valoarea limitei de curgere a probei. Cel mai mult, această caracteristică fizică a unui metal depinde de temperatură. Cu cât temperatura de încălzire a probei este mai mare, cu atât oțelul curge mai ușor și mai ușor - „intră în zona” de deformare plastică.

De aceea, limita de curgere a oțelului ST 09g2s este definită nu ca o constantă fizică generală caracteristică a acestui tip de metal în general, ci în fiecare caz specific ca specific. Sunt mai multe dintre ele, deși există un singur oțel. De obicei, limita de curgere a oțelului ST09g2s este indicată pentru variantele de produse metalice laminate lungi, a căror producție necesită standarde GOST stricte (standarde uniforme), inclusiv pentru dimensiune, formă și tehnologie de producție. Dar ca informații de referință, limita de curgere a oțelului ST 09g2s din tabel este dată pentru: temperatură fixă ​​- de obicei 20 de grade Celsius. Dacă temperatura de încălzire a metalului se modifică, atunci valorile limitei de curgere a oțelului ST 09g2s se schimbă imediat.

Cel mai „neplăcut” lucru este că tipul de încărcare sau direcția presiunii aplicate joacă, de asemenea, un rol important. Sarcina pe o probă din oțel 09g2s poate fi diferită: încovoiere, tracțiune, torsiune, compresie și așa mai departe. Pentru fiecare tip specific sarcină, se determină valorile limitei de curgere a oțelului 09g2s. De exemplu: limita de curgere la torsiune, limita de curgere la încovoiere, limita de curgere la compresiune, rezistența la forfecare, rezistența la forfecare, rezistența la tracțiune și așa mai departe. Destul de des, puterea de curgere tehnologică este determinată condiționat, deoarece din punct de vedere fizic, este posibil să nu existe deloc. La anumite rapoarte de sarcină și temperatura de încălzire a metalului, aici despre care vorbim mai ales despre temperaturi scăzute, proba de oțel se rupe (distruge) înainte de a avea loc deformarea plastică. Cu toate acestea, în acest caz, rezistența tehnologică a oțelului ST09g2s la această temperatură este indicată ca valoare teoretică și este utilizată în calcule. Deși, de fapt, practic nu există, deoarece zona de deformare plastică este prea scurtă, rezistența la tracțiune a oțelului ST 09g2s „intră imediat în vigoare”.

Apropo, deformarea plastică în metal nu are loc instantaneu, ci crește treptat odată cu creșterea sarcinii. Prin urmare, în cazul general, a vorbi despre pragul de randament al oțelului ca un „punct de rupere” clar nu este în întregime corect din punct de vedere fizic. Acesta este un segment „încețoșat”, deși destul de scurt, al curbei de pe grafic. Întrebarea care necesită clarificare este ce cantitate de deformare plastică care are loc în metal ar trebui considerată critică și inacceptabilă pentru funcționarea produsului în producție. Pentru astfel de situații tehnologice, limita de curgere condiționată general acceptată a oțelului ST 09g2s este considerată a fi valoarea sarcinii la care proba își schimbă forma cu 0,2%. Este indicat în toate tabelele unde proprietăți mecanice acest aliaj metalic. În exemplul nostru, luăm în considerare astfel de opțiuni ca DIMENSIUNEA SI FORMA METALULUI LAMINAT din otel de calitate 09g2s: GOST 19281-73, GOST 2590-2006, GOST 2591-2006, GOST 8239-89, GOST 8240-97, GOST 19281-89. TIJA CALIBRATA din otel de calitate 09g2s: GOST 7417-75, GOST 8560-78, GOST 10702-78. FORJĂRI ȘI BILETE FORJAȚE din oțel de calitate 09g2s: GOST 1133-71. TABLA METALICA din otel de calitate 09g2s: GOST 5520-79, GOST 19281-89, TU 14-1-5034-91, TU 302.02.009-89. TABLA METALICA groasa din otel de calitate 09g2s: 19282-73, GOST 5520-79, GOST 5521-93, GOST 19903-74. TABLA METALICA subtire din otel de calitate 09g2s: GOST 17066-94, GOST 19904-90. BANĂ METALĂ din oțel de calitate 09g2s: GOST 103-2006, GOST 82-70. Sârmă METALĂ din oțel de calitate 09g2s: GOST 17305-91, GOST 5663-79. Țevi METALICE din oțel de calitate 09g2s: TU 14-3-1128-82. PROFILE METALICE ÎNCORTATE din oțel de calitate 09g2s: GOST 19281, TU 14-1-5035-91.