книги / Материалы для сооружения газонефтепроводов и хранилищ
..pdfПоставляют также калиброванную сталь углеродистую качествен ную конструкционную и серебрянку (со специальной обработкой повер хности и холоднокатаная шлифованная сталь) всех марок —от 08 до 60. Двузначные цифры в марках стали обозначают среднее содержание угле рода в сотых долях процента, буква „Г” - повышенное содержание мар ганца в среднем 1%.
В зависимости от назначения горячекатаная и кованая сталь подразде ляется на подгруппы: а —для горячей обработки давлением; б —для хо лодной механической обработки (токарная обработка, фрезеровка, строжка и др.); в - для холодного волочения (подкат).
По состоянию металла сталь поставляют без термической обработки (горячекатаная), в виде термически обработанной —Т и нагартованиой
-Н (для калиброванной стали и серебрянки).
Взависимости от гарантируемых механических свойств сталь подраз деляется на пять категорий: 1 —поставляется без испытания механичес ких свойств на растяжение и ударную вязкость для горячекатаной, кова ной, калиброванной, серебрянки; 2 — с испытанием механических свойств (табл. 7) на растяжение на образцах, изготовленных из нормали
зованных заготовок размером 25 мм для тех же всех видов стали; 3 — с испытанием механических свойств на растяжение на образцах, изготов ленных из нормализованных заготовок размером не более 100 мм для горячекатаной, кованой, калиброванной стали; 4 —с испытанием меха нических свойств на растяжение и ударную вязкость на образцах, изго товленных из термически обработанных (закалка + отпуск) заготовок размером не более 100 мм для тех же видов стали; 5 - с испытанием механических свойств на растяжение (табл. 8) на образцах, изготовлен ных из сталей в нагартованном или термически обработанном состоянии (отожженной или высокоотпущенной) для калиброванной стали.
Кроме того, сталь всех категорий поставляют с гарантированным химическим составом (табл. 9). К марке стали добавляют индексы, обозначающие подгруппу (а, б, в ) , состояние металла (Т или Н ), кате горию (1. 2, 3 и т.д.). Например, сталь марки 20-2-а поставляют спо койной по подгруппе ,,а” в горячекатаном состоянии по категории 2. Она имеет химический состав: 0,17-0.24% С; 0,17-0,37 % <Si; 0,35-0,45 % Mn;Cr < 0,25%; S < 0,40 %; Р < 0,035 %и механические свойства: ав > > 420 МПа, от > 250 МПа, 5S > 25 %, ф > 55 %.
Сталь марок 10, 15, 20 и 25 применяют для бесшовных горячека таных труб диаметром менее 500 мм, используемых на строительстве газонефтепроводов. Но основное использование сталь углеродистая качественная конструкционная имеет для изготовления различных деталей машин. Для деталей строительно-монтажных машин наибольшее применение нашли среднеуглеродистые стали, упрочняемые термической обработкой (закалка в сочетании с высоким отпуском, термомеханичес кая обработка, закалка током высокой частоты ТВЧ, изотермическая
81
Т а б л и ц а |
8. |
|
|
|
|
|
Минимальные механические свойства стали, поставляемой |
|
|
||||
по категории 5 |
|
|
|
|
|
|
Марка |
Временное Относитель Относитель Временное Относитель |
Относи |
||||
стали |
сопротив |
ное удлине ное сужение сопротив |
ное удлине |
тельное |
||
|
ление раз ние 65, % |
% % |
ление раз ние б5, % |
сужение |
||
|
рыву (7В, |
|
|
рыву ав , |
|
Ф. % |
|
МПа |
|
|
МПа |
|
|
|
Нагартованная |
|
Отожженная, или высокоотпущен- |
|||
|
|
|
|
ная |
|
|
10 |
420 |
8 |
50 |
300 |
26 |
55 |
15 |
450 |
8 |
45 |
350 |
23 |
55 |
20 |
500 |
7 |
40 |
400 |
21 |
50 |
25 |
550 |
7 |
40 |
420 |
19 |
50 |
30 |
570 |
7 |
35 |
450 |
17 |
45 |
35 |
600 |
6 |
35 |
480 |
15 |
45 |
40 |
620 |
6 |
35 |
520 |
14 |
40 |
45 |
650 |
6 |
30 |
550 |
13 |
40 |
50 |
670 |
6 |
30 |
570 |
12 |
40 |
закалка). Наряду с ними используют также низкоуглеродистые стали, упрочняемые химико-термической обработкой (цементацией, азотирова нием и т. д.) с последующей закалкой и низким отпуском.
Кипящую низкоуглеродистую сталь марок 05кп, 08кп, Юкп приме няют для производства листов, лент, труб, проволоки и неответственных конструкций. Из спокойной низкоуглеродистой стали марок 05, 08, 10 с высокими пластическими свойствами изделия можно изготовлять прокаткой, холодной штамповкой, высадкой, волочением, а также и сваркой. Для повышения прочности и улучшения обрабатываемости резанием низкоуглеродистую сталь после обработки давлением под вергают нормализации с температурой нагрева 930-950°.
Сталь марок 15, 20, 25 применяют для деталей, требующих большой вязкости и не подвергающихся при эксплуатации высоким напряже ниям, - муфт, поршней насосов и т. п. Для повышения прочности и твердости эти детали часто подвергают цементации или цианированию с последующей термической обработкой —закалкой и низким отпуском. Сталь с повышенным содержанием марганца (15Г, 20Г, 25Г) при той же пластичности обладает большей прочностью.
Из стали марок 30 и 35 изготовляют стропы, вертлюги, крюки, оси, талевые блоки, а из стали марок 45 и 40 —муфты, валы насосов, шесте рен, цепных колес лебедок и др. При сравнительно небольших рабочих напряжениях, возникающих в изделиях, сталь марок 30, 35, 40, 45, 50, 55 применяют в нормализованном состоянии, при значительных напря жениях - после закалки и высокого отпуска.
82
Таблица 9.
Химический состав (в %) стали углеродистой качественной конструкционной
Марка стали |
С |
|
Si |
Мп |
Сг |
|
|
|
|
|
(не более) |
05кп |
< 0,06 |
< 0,03 |
< 0 ,4 |
од |
|
08кп |
0,05-0,11 |
< 0,03 |
0,25-0,5 |
0,1 |
|
08пс |
0,05-0,11 |
0,05-0,17 |
0,35-0,65 |
0,1 |
|
08 |
0,05-0,12 |
0,17-0,37 |
0,35-0,65 |
0,1 |
|
Юкп |
0,07-0,14 |
< 0,07 |
0,25-0,5 |
0,15 |
|
Юпс |
0,07-0,14 |
0,05-0,17 |
0,35-0,65 |
0,15 |
|
10 |
0,07-0,14 |
0,17-0,37 |
0,35-0,65 |
0,15 |
|
1 1 кп |
0,05-0,12 |
< 0,06 |
0,3-0,5 |
0,15 |
|
15кп |
0,12-0,19 |
< 0,07 |
0,25-0,5 |
0,25 |
|
15пс |
0,12-0,19 |
0,05-0,17 |
0,35-0,65 |
0,25 |
|
15 |
0,12-0,19 |
0,17-0,37 |
0,35-0,65 |
0,25 |
|
18кп |
0,12 -0,2 |
< 0,06 |
0,3-0,5 |
0,15 |
|
20кп |
0,17 |
-0,24 |
< 0,07 |
0,25-0,5 |
0,25 |
20пс |
0,17-0,24 |
0,05-0,17 |
0,35-0,65 |
0,25 |
|
20 |
0,17 |
-0,24 |
0,17-0,37 |
0,35-0,65 |
0,25 |
25 |
0,22-0,3 |
0,17-0,37 |
0,5-0,8 |
0,25 |
|
30 |
0,27 |
-0,35 |
0,17-0,37 |
0,5-0,8 |
0,25 |
35 |
0,32 |
-0,4 |
0,17-0,37 |
0,5-0,8 |
0,25 |
40 |
0,37-0,45 |
0,17-0,37 |
0,5-0,8 |
0,25 |
|
45 |
0,42-0,5 |
0,17-0,37 |
0,5-0,8 |
0,25 |
|
50 |
0,47-0,55 |
0,17-0,37 |
0,5-0,8 |
0,25 |
|
55 |
0,52 |
-0,6 |
0,17-0,37 |
0,5-0,8 |
0,25 |
58 (55пп) |
0,55-0,63 |
0,1-0,3 |
< 0,2 |
0,15 |
|
60 |
0,57-0,65 |
0,17-0,37 |
0,5-0,8 |
0,25 |
|
65 |
0,62-0,7 |
0,17-0,37 |
0,5 -0,8 |
0,25 |
|
70 |
0,67-0,75 |
0,17-0,37 |
0,5-0,8 |
0,25 |
|
75 |
0,72-0,8 |
0,17-0,37 |
0,5-0,8 |
0,25 |
|
80 |
0,77-0,85 |
0,17-0,37 |
0,5-0,8 |
0,25 |
|
85 |
0,82-0,9 |
0,17-0,37 |
0,5-0,8 |
0,25 |
|
60Г |
0,57-0,65 |
0,17-0,37 |
0,7-1 |
0,25 |
|
65Г |
0,62-0,7 |
0,17-0,37 |
0,9-1,2 |
0,25 |
|
70Г |
0,67-0,75 |
0,17-0,37 |
0,9-1,2 |
0,25 |
14. ЛЕГИРОВАННЫЕ СТАЛИ
Строительная сталь
Низколегированную конструкционную сталь изготовляют в виде листов, полос, рулонов, сортового и фасонного проката. Предназначается она главным образом для строительных конструкций (резервуаров, газ гольдеров, газонефтепроводов и т. д .).
83
Низколегированная сталь обладает рядом преимуществ по сравнению с углеродистой сталью обыкновенного качества. Ее предел текучести может превышать на 50 % и. более предел текучести, например, стали марки ВСтЗ. У низколегированной стали пластичность 65 > 18 -г 23 %; ударная вязкость при температуре -4 0 °С превышает 0,3 МДж/м2. У стали марки ВСтЗ при температуре —20 °С ударная вязкость больше 0,3 МДж/м2. Кроме того, низколегированная сталь обладает меньшей чувствительностью к старению и меньшей склонностью к хладнолом кости. Ударная вязкость низколегированной стали у большей части марок после искусственного старения более 0,4 МДж/м2
Низколегированная сталь хорошо сваривается. Для сварных соедине ний не требуется обычно ни предварительного подогрева, ни последу ющей термической обработки для снятия напряжений. Коррозионная стойкость в атмосферных условиях и других средах в 1,5 раза выше, чем у стали марки ВСтЗ.
Изготовляют ее следующих марок: марганцовистая — 09Г2, 14Г2; марганцовистая с медью — 09Г2Д; кремнемарганцовистая - 09Г2С, 10Г2С1, 12ГС, 16ГС, 17ГС, 17Г1С; кремнемарганцовистая с медью - 09Г2СД; 10Г2С1Д; марганцово-ванадиевая - 15ГФ, 15Г2СФ; марган цово-ванадиевая с медью - 15ГФД, 15Г2СФД; марганцово-ванадиевая с азотом — 14Г2АФ, 16Г2АФ, 18Г2АФпс; марганцово-ванадиевая с азотом
и медью - |
14Г2АФД, 16Г2АФД, 15Г2АФДпс,18Г2АФДпс; марганцово- |
||
ниобиевая - |
10Г2Б; |
маргапцово-ииобиевая с медью — 10Г2БД; хромо- |
|
кремнемарганцовая |
- 14ХГС; хромокремненикелевая с |
медью — |
|
10ХСНД, 15ХСНД; хромоникелевофосфористая с медью —10ХНДП. |
|||
В марке |
стали двузначные цифры обозначают содержание |
углерода |
в сотых долях процента. Буквы, стоящие после двузначной цифры, обоз начают химические элементы, входящие в сталь: Г - марганец, X — хром, Н - никель, Д - медь, Ц - цирконий, Ф - ванадий, Р - бор, Т - титан, А - азот, Б - ниобий, М —молибден, В —вольфрам, Ю —алюми ний, П - фосфор, К —кобальт, С - кремний, Ч —редкоземельные метал лы (РЗМ). Цифры, стоящие после букв Г, Н, С, X, обозначают среднее содержание данного элемента в стали в целых единицах процентов. Отсутствие цифр после этих букв указывает на содержание данного элемента в среднем 1%, за исключением случаев, когда в марке стоят: буквы Т, Ю, Ц, Ф, Ч и II, обозначающие содержание соответственно титана, алюминия, циркония, ванадия, РЗМ и фосфора в стали в десятых
долях процента (до 0,2%); |
буквы Д, М, обозначающие содержание меди |
и молибдена (до 0,60 %); |
буквы А и Б, обозначающие содержание в |
стали азота и ниобия в сотых долях процента (азота до 0,015 %, ниобия до 0,05 %); буква Р, обозначающая содержание бора в тысячных долях процента (до 0,006 %).
Низколегированную конструкционную сталь поставляют с гаранти рованным химическим составом (табл. 10) и механическими свойствами
8 4
Таблица 10.
Химический состав низколегированной стали, %
Марка стали |
С |
Si |
Мп |
09Г2 |
< 0,12 |
0,17-0,37 |
1,4-1,8 |
09Г2Д |
< 0,12 |
0,17-0,37 |
1,4- ’ ,8 |
14Г2 |
0,12-0,18 |
0,17-0,37 |
1 ,2-1,6 |
12ГС |
0,09-0,15 |
0,5-0,8 |
0,8-1,2 |
16ГС |
0,12-0,18 |
0,4-0,7 |
0,9-1,2 |
17ГС |
0,14-0,2 |
0,4-0,6 |
1-1,4 |
17Г1С |
0,15-0,2 |
0,4-0,6 |
1,15-1,6 |
09Г2С |
< 0,12 |
0,5-0,8 |
1,3-1,7 |
09Г2СД |
< 0,12 |
0,5-0,8 |
1,3-1,7 |
10Г2С1 |
< 0,12 |
0,8-1,1 |
1,3-1,65 |
10Г2С1Д |
< 0,12 |
0,8-1,1 |
1,3-1,65 |
15ГФ |
0,12-0,18 |
0,17-0,37 |
0,9-1,2 |
15ГФД |
0,12-0,18 |
0,17-0,37 |
0,9-1,2 |
15Г2СФ |
0,12-0,18 |
0,4-0,7 |
1,3-1,7 |
15Г2СФД |
0,12-0,18 |
0,4-0,7 |
1,3-1,7 |
14Г2АФ |
0,12-0,18 |
0,3-0,6 |
1,2-1,5 |
14Г2АФД |
0,12-0,18 |
0,3-0,6 |
1 ,2-1,6 |
16Г2АФ |
0,14-0,2 |
0,3-0,6 |
1,3-1,7 |
16Г2АФД |
0,14-0,2 |
0,3-0,6 |
1,3-1,7 |
18Г2АФпс |
0,14-0,22 |
До 0,17 |
1,3-1,7 |
18Г2АФДпс |
0,14-0,22 |
До 0,17 |
1,3-1,7 |
ЮГ2Б |
< 0,12 |
0,17-0,37 |
1 ,2-1,6 |
10Г2БД |
< 0,12 |
0,17-0,37 |
1 ,2-1,6 |
14ХГС |
0,11-0,16 |
0,4-0,7 |
0,9-1,3 |
10ХСНД |
< 0,12 |
0,8-1,1 |
0,5-0,8 |
15ХСНД |
0,12-0,18 |
0,4-0,7 |
0,4-0,7 |
Сг |
Ni |
< 0 ,3 |
< 0 ,3 |
< 0 ,3 |
< 0 ,3 |
< 0 ,3 |
< 0 ,3 |
< 0 ,3 |
< 0 ,3 |
< 0 ,3 |
< 0 ,3 |
< 0 ,3 |
< 0 ,3 |
< 0 ,3 |
< 0 ,3 |
< 0 ,3 |
< 0 ,3 |
< 0 ,3 |
< 0 ,3 |
< 0 ,3 |
< 0 ,3 |
< 0 ,3 |
< 0 ,3 |
< 0 ,3 |
< 0 ,3 |
< 0,3 |
< 0 ,3 |
< 0 ,3 |
< 0 ,3 |
< 0 ,3 |
< 9 . 3 |
< 0 ,4 |
< 0 ,3 |
< 0 ,4 |
< 0 ,3 |
< 0 ,4 |
< 0 ,3 |
< 0 ,4 |
< 0 ,3 |
< 0 ,3 |
< 0 ,3 |
< 0 ,3 |
< 0 ,3 |
< 0 ,3 |
< 0,3 |
< 0 ,3 |
< 0 ,3 |
0,5-0,8 |
< 0 ,3 |
0,6-0,9 |
0,5-0,8 |
0,6-0,9 |
0,3-0,6 |
Си |
V |
Другие элемент |
< 0,3 |
- |
- |
0,15-0,3 |
||
< 0 ,3 |
- |
- |
< 0 ,3 |
- |
- |
< 0 ,3 |
- |
- |
< 0 ,3 |
- |
- |
< 0 ,3 |
- |
- |
< 0 ,3 |
- |
- |
0,15-0,3 |
- |
- |
< 0 ,3 |
- |
- |
0,15-0,3 |
- |
- |
< 0 ,3 |
0,05-0,12 |
- |
0,15-0,3 |
0,05-0,12 |
- |
< 0,3 |
0,05-0,1 |
- |
0,15-0,3 |
0,05-0,1 |
- |
< 0 ,3 |
0,07-0,12 |
N0,015-0,025 |
0,15-0,3 |
0,07-0,12 |
N0,015-0,025 |
< 0,3 |
0,08-0,14 |
N0,015-0,025 |
0,15-0,3 |
0,08-0,14 |
N 0,015-0,025 |
< 0 ,3 |
0,08-0,15 |
N0,015-0,030 |
0,15-0,3 |
0,08-0,15 |
N0,015-0,030 |
< 0 ,3 |
- |
NB 0,02-0,05 |
0,15-0,3 |
- |
NB 0,02-0,05 |
< 0 ,3 |
— |
|
0,4-0,6 |
- |
|
0,2-0,4 |
|
|
Другие элементы |
N0,015-0,30 |
Р 0,07-0,12 |
А1 0,08-0,15 N0,015-0,030 |
T i0,09-0,15; |
> |
-0,15 |
|
-0,12 |
|
0,08 |
|
0,07 |
|
|
|
|
|
||
|
Tf |
lO |
m m m |
|
i |
<3 Q |
|||
O |
|
|
o ' О |
О |
|
|
|
||
|
0*0* v/v/v/ |
|||
|
|
VO |
m m m |
|
|
m Q |
|||
|
o ’ |
ro |
o o |
o |
2 |
V/o* |
v/v/v/ |
||
|
СЛ |
oo |
(О ГО fO |
|
|
|
|||
|
0 *|J |
o o |
o |
|
U |
v/o* |
v/v/v/ |
||
|
|
|
1,7 |
|
Мп |
1 ,2-1,6 |
0,3-0,6 |
1.3- 1,15-1,45 |
1 ,2-1,6 |
|
i1 |
0,37-0,17 |
,4-,020 0-0,4,6 |
0-0,5,8 |
сЯ |
0,17До |
|||
|
|
|
|
|
и |
0,18-0,12 |
<0,12 |
0,17-0,11 0,15-0,11 |
0,18-0,13 |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
А1 0,1-0,15 N0,015-0,030 |
N0,015-0,030 |
N0,015-0,030 |
0,08-0,12 < 0 ,0 8 |
0,07-0,12 |
0,08-0,12 |
m m cn m
o o * o o
v/v/v/v/
m m m m
o o o o *
v/v/v/v/
fO fO |
fO |
o o |
o o |
v/v/v/v/
1.3-1,6 |
1 ,2-1,6 |
1,25-1,6 |
1.3- 1,6 |
-0,5 |
-0,6 |
-0,5 |
-0,5 |
0,3 |
0,4 |
0,3 |
0,3 |
< 0,2 |
0,15-0,20 |
0,13-0,18 |
0,15-0,20 |
Марка стали |
15Г2АФДпс |
10ХНДП |
13Г2АФ |
13ГС |
15ГСТЮ |
17Г2АФ |
17Г2СФ |
14Г2САФ |
16Г2САФ |
86
Nb 0,005
Nb 0,005
Nb 0,005; Ti 0,03
0,02 |
0,02 |
0,02 |
< |
< |
< |
1 1 1
1 1 1
I 1 1
1,35 |
1 ,4 0 |
1 ,6 0 |
< |
< |
< |
0 ,2 6 |
0,26 |
0,23 |
< < < |
||
X56, X60 |
X65 |
X70 |
Таблица 11.
Механические свойства низколегированной стали в горячекатаном состоянии
Марка |
Толщина |
Временное Предел |
Относитель Ударная вязкость KCU |
||||
стали |
проката, |
сопротив |
текучести |
ное удлине |
(в Дж/см2) при |
||
|
мм |
ление раз ат, МПа |
ние 6 5 , % |
температуре, |
С |
||
|
|
рыву СТВ, |
|
|
20 |
- ш |
- 70 |
|
|
МПа |
|
|
|
|
|
09Г2, |
4 |
450 |
310 |
21 |
|
- |
- |
09Г2Д |
5-9 |
450 |
310 |
21 |
- |
35 |
— |
|
10-20 |
450 |
310 |
21 |
- |
30 |
— |
|
21-32 |
450 |
300 |
21 |
- |
40 |
|
14Г2 |
4 |
470 |
340 |
21 |
- |
- |
— |
|
5-9 |
470 |
340 |
21 |
- |
35 |
— |
|
10-20 |
460 |
330 |
21 |
- |
30 |
— |
|
21-32 |
460 |
330 |
21 |
- |
30 |
— |
12ГС |
4 |
470 |
320 |
26 |
- |
- |
|
|
5-9 |
470 |
320 |
26 |
- |
- |
— |
|
10 |
470 |
320 |
26 |
- |
- |
— |
16ГС |
4 |
500 |
330 |
21 |
- |
- |
— |
|
5-9 |
500 |
330 |
21 |
60 |
40 |
30 |
|
10-20 |
490 |
320 |
21 |
60 |
30 |
25 |
|
21-32 |
480 |
300 |
21 |
60 |
30 |
25 |
|
33-60 |
470 |
290 |
21 |
60 |
30 |
25 |
|
60-160 |
460 |
280 |
21 |
60 |
30 |
25 |
17ГС |
4 |
520 |
350 |
23 |
— |
- |
- |
|
5-9 |
520 |
350 |
23 |
— |
45 |
- |
17ГС |
10-20 |
500 |
340 |
23 |
_ |
35 |
- |
17Г1С |
4 |
520 |
360 |
23 |
— |
- |
- |
|
5-9 |
520 |
360 |
23 |
- |
45 |
- |
|
10-20 |
520 |
350 |
23 |
- |
40 |
- |
09Г2С |
4 |
500 |
350 |
21 |
— |
- |
- |
09Г2СД |
5-9 |
500 |
350 |
21 |
65 |
40 |
35 |
|
10-20 |
480 |
330 |
21 |
60 |
35 |
30 |
|
21-32 |
470 |
310 |
21 |
60 |
35 |
30 |
|
33-60 |
460 |
290 |
21 |
60 |
35 |
30 |
|
61-80 |
450 |
280 |
21 |
60 |
■ 35 |
30 |
|
80-160 |
440 |
270 |
21 |
60 |
35 |
30 |
10Г2С1, |
4 |
500 |
360 |
21 |
_ |
- |
- |
10Г2С1Д |
5-9 |
500 |
350 |
21 |
65 |
40 |
30 |
|
10-20 |
490 |
340 |
21 |
60 |
30 |
25 |
|
21-32 |
480 |
330 |
21 |
60 |
30 |
25 |
|
33-60 |
460 |
330 |
21 |
60 |
30 |
25 |
|
61-80 |
440 |
300 |
21 |
60 |
30 |
25 |
|
81-100 |
440 |
300 |
21 |
60 |
30 |
25 |
15ГФ, |
4 |
520 |
380 |
21 |
- |
- |
- |
15ГФД |
5-9 |
520 |
380 |
21 |
- |
40 |
- |
|
10-20 |
520 |
360 |
21 |
- |
30 |
- |
|
21-32 |
480 |
340 |
21 |
- |
30 |
- |
15Г2СФ, |
5-9 |
560 |
400 |
18 |
— |
40 |
- |
15Г2СФД |
10-20 |
560 |
400 |
18 |
- |
35 |
- |
|
21-32 |
560 |
400 |
18 |
- |
35 |
*“ |
87
П р о д о л ж е н и е т а б л. 11
Марка
стали
Толщина |
Временное |
Предел |
ОтносительУдарная вязкость KCU |
||
проката, |
сопротив- |
текуче- |
ное удлине- |
(в Дж/см2) при |
|
мм |
ление раз- |
сти От, |
ние б5, % |
температуре, °С |
|
|
рыву а„, |
МПа |
|
20 |
- 4 0 - 7 0 |
|
МПа |
|
|
|
|
14Г2АФ, |
4 |
550 |
400 |
20 |
|
45 |
35 |
14Г2АФД |
5-9 |
550 |
400 |
20 |
- |
||
|
10-32 |
550 |
400 |
20 |
- |
40 |
30 |
|
33-50 |
550 |
400 |
20 |
- |
40 |
30 |
16Г2АФ, |
4 |
600 |
450 |
20 |
- |
- |
- |
16Г2АФД |
5-9 |
600 |
450 |
20 |
- |
45 |
35 |
|
10-32 |
600 |
450 |
20 |
— |
40 |
30 |
|
33-50 |
580 |
420 |
20 |
- |
40 |
30 |
18Г2АФпс, |
4 |
600 |
450 |
19 |
- |
- |
- |
18Г2АФДпс 5-9 |
600 |
450 |
19 |
- |
45 |
35 |
|
|
10-20 |
600 |
450 |
19 |
- |
40 |
30 |
|
21-32 |
600 |
450 |
19 |
- |
40 |
30 |
10Г2Б, |
4 |
520 |
380 |
21 |
- |
- |
- |
10Г2БД |
5-9 |
520 |
380 |
21 |
- |
40 |
- |
|
10 |
5-20 |
380 |
21 |
- |
30 |
- |
14ХГС |
4 |
500 |
350 |
22 |
- |
- |
- |
|
5-9 |
500 |
350 |
22 |
— |
40 |
- |
|
10 |
500 |
350 |
22 |
- |
35 |
- |
10ХСНД |
4 |
540 |
400 |
19 |
- |
- |
- |
|
5-9 |
540 |
400 |
19 |
- |
50 |
35 |
|
10-15 |
540 |
400 |
19 |
- |
40 |
30 |
|
16-32 |
540 |
400 |
19 |
|
50 |
30 |
|
3340 |
520 |
400 |
19 |
- |
50 |
30 |
15ХСНД |
4 |
500 |
350 |
21 |
- |
- |
- |
|
5-9 |
500 |
350 |
2 1 |
- |
40 |
30 |
|
10-20 |
500 |
350 |
21 |
- |
30 |
30 |
|
21-32 |
500 |
350 |
21 |
- |
30 |
30 |
15Г2АФДпс 4 |
550 |
400 |
19 |
- |
- |
- |
|
|
5-9 |
550 |
400 |
19 |
- |
45 |
35 |
|
10-20 |
550 |
400 |
19 |
- |
40 |
30 |
|
21-32 |
550 |
400 |
19 |
- |
40 |
30 |
10ХНДП |
4 |
480 |
350 |
20 |
- |
- |
- |
|
5-9 |
480 |
350 |
20 |
- |
40 |
- |
Примечание. Значение ударной вязкости при температуре —20 °С должны быть не ниже норм, установленных для температуры —40 °С. Значения ударной вяз кости при температуре —50 и — 60 °С должны быть не ниже норм, установленных для температуры —70 °С.
88
(табл. 11) по 15 категориям в зависимости от числа гарантируемых характеристик.
При поставке стали по категории 1 гарантируется только ее хими ческий состав: по категории 2 дополнительно гарантируются механи ческие свойства при испытании на растяжение и изгиб в холодном со стоянии; по категориям 3, 5. 6, 7, 8 и 9 - то же и ударная вязкость при температуре +20, -20. -40, -50. -60, -70 °С; по категориям 10, 11, 12, 13, 14 и 15 - то же и ударная вязкость после механического старения. Например марка стали 17ГС-14 (14 - номер категории).
Низколегированная сталь по прочности делится на две группы: повы шенная с ох > 330 -г 400 МПа (17ГС, 17Г1С. 09Г2С, 14Г2 и др.) и высо кая прочность с ах > 450 ■+750 МПа (15Г2СФ, 14Г2СФ. 16Г2АФ, 18Г2АФ и др.).
К группе повышенной прочности относятся стали, легированные глав ным образом марганцем и калием. Марганец в этих сталях присутствует в вариантах Г (Мп < 1%). Г1 (Мп в среднем 1%) и Г2 (Мп < 2%). Напри мер, 17ГС, 17Г1С и 09Г2. Кремний присутствует в вариантах С (Si < 1%) и Cl (Si в среднем 1%). Например. 09Г2С и 10Г2С1. Низколегирован ные стали повышенной прочности обычно применяют в горячекатаном состоянии для резервуаров, газгольдеров и других конструкций, а также газонефтепроводов средних размеров. Используют ее также и в терми чески упрочненном состоянии (табл. 12).
Для строительных конструкций больших размеров применяют низко легированную сталь высокой прочности обычно в термоупрочненном состоянии (нормализация или закалка с высоким отпуском). Строитель-
Таблица 12
Механические свойства некоторых марок низколегированной стали после терми ческой обработки ( закалка и высокий отпуск)
Марка стали |
Толщина |
Временное |
Предел |
Относитель |
Ударная вяз |
|
|
проката, |
сопротивле |
текучести |
ное удлине |
кость |
KCU |
|
мм |
ние разрыву |
От, МПа |
ние 65, % |
(в Дж/см ) |
|
|
|
Цв, МПа |
|
|
при |
темпера |
|
|
|
|
|
туре, °С |
|
|
|
|
|
|
-4 0 |
-7 0 |
14Г2 |
10-32 |
540 |
400 |
18 |
40 |
30 |
10Г2С1 |
|
|
|
|
|
|
10Г2С1Д |
10-40 |
540 |
400 |
19 |
50 |
30 |
09Г2С, |
10-32 |
500 |
370 |
19 |
50 |
30 |
09Г2СД |
33-60 |
460 |
320 |
21 |
50 |
30 |
15Г2СФ, |
10-32 |
600 |
450 |
|
|
|
15Г2СФД |
17 |
40 |
30 |
89
ная сталь высокой прочности характеризуется присутствием, кроме обычных легирующих элементов (Mn, Si и др.), дефицитных легиру ющих элементов в очень незначительном количестве (микролегирова ние). Микролегирование заключается, как указывалось выше, во введе нии в сталь карбидообразующих элементов (ванадий, ниобий и др.), нитридообразующих элементов (азот и ванадий). которые образуют в стали в тонкодисперсном виде мельчайшие частицы химических соеди нений (карбиды, нитриды, карбонитридные фазы и др.) Это приводит к повышению прочности (дисперсионное твердение), измельчению микро структуры и повышению в связи с этим вязкости и пластичности стали. Такие стали называются дисперсионно-твердеющими.
Например, |
сталь |
марки 15Г2СФ, толщиной 10 — 32 мм, имеющая |
|||
химический |
состав: |
0,12 —0,18 % С; |
0,4 —0,7 % Si; |
1,3 —1,7 %Мп; |
|
0,05 — 0,10 |
% V, после закалки |
и высокого отпуска получает после |
|||
дующие механические свойства: |
ав > |
600 МПа; ат > |
450 МПа; 65 |
||
> 17 %, KCU_7 о |
0,3 МДж/м2 |
испытание на изгиб на угол 180° при |
d — 2а. Эти свойства типичны для низколегированной стали высокой прочности. Низколегированная сталь повышенной прочности марки 14ХГС, толщиной 10 мм, имеющая химический состав: 0,11 —0,16% С;
0,4 - 0,7 % |
Si; |
0,9 - |
1,3 % M n ; 0,5 - 0,8 % Сг, в горячекатаном со |
|
стоянии |
обладает |
следующими механическими свойствами: ав > 500 |
||
МПа; |
стт > |
350 МПа; |
б5 > 22 %; КССЦо ^0,35 МДж/м2 Эти свойства |
типичны для низколегированной стали повышенной прочности в горяче катаном состоянии.
Сталь для резервуаров и газгольдеров. Развитие нефтяной и газовой промышленности вызывает необходимость строительства большого числа резервуаров, газгольдеров и других хранилищ газа, нефти и полу чаемых из нее продуктов. По расположению над уровнем земли резер вуары подразделяются на наземные, полуподземные и подземные. По роду материала, применяемого для их изготовления, резервуары могут быть металлическими, неметаллическими и комбинированными. По конструкции наземные металлические резервуары делятся на верти
кальные, цилиндрические, каплевидные, шаровые |
(сферические), |
сфероцилиндрические и др. |
|
Наземные вертикальные цилиндрические стальные резервуары — основной вид хранилищ нефти и нефтепродуктов, так как впервые разработанная в СССР современная технология их изготовления методом рулонирования с применением автоматической сварки позволяет соору жать их в наиболее короткие сроки. На монтажные площадки в рулонированном виде поставляют корпус, днище, а иногда и кровлю резер вуаров (плавающую крышу).
Газгольдеры представляют собой сложные конструкции, предназна ченные для храпения газов и выравнивания их давления. Применение газгольдеров позволяет обеспечить непрерывное поступление газа к потребителю. В зависимости от давления находящихся в них газов они
90