В производстве стальных труб, фитингов, запорной арматуры и различных металлоконструкций марки сталей 09Г2С и Ст20 являются наиболее популярными. Химические составы и эксплуатационные показатели обоих вариантов сталей оказывают значительное влияние на итоговые свойства трубопрокатных изделий. Рассмотрим подробно обе марки сплавов.
Сталь 09Г2С
Конструкционный низколегированный сплав, который имеет небольшое количество легирующих элементов — специальных добавок для улучшения необходимых физико-механических характеристик стали.Не имеет ограничений по свариваемости, устойчив к перепадам температур, морозостойкий, износостойкий и прочный, с пониженной склонностью к механическому старению, без склонности к образованию микропор в сварных швах или отпускной хрупкости в процессе изготовления изделий.
Низколегированная сталь 09Г2С используется в производстве сварных конструкций ответственного назначения, работающих под давлением при температуре от -70 до +425 °C и при ударных нагрузках. Стоимость выше в сравнении с углеродистыми нелегированными сплавами.
Химический состав и маркировка
В составе сплава преобладает железо — до 97%, а доля никеля и меди, замедляющих окисление, находится на уровне 0,3%, что говорит о низкой степени легирования и, соответственно, склонности к образованию коррозии. По этой причине для защиты труб и других металлоизделий рекомендуется покрывать их антикоррозионными составами или цинковать.
Сама маркировка 09Г2С содержит сведения о самых значимых элементах сплава — так, «09» говорит о минимальном проценте углерода (не менее 0,9%) для придания твердости и прочности стали, «Г2» сообщает процентное содержание марганца (2%) для увеличения прочности и прокаливаемости, литера «С» без числового указания показывает, что количество кремния в составе менее 1% (0,8%), что в такой пропорции позволяет увеличить прочность сплава без вреда для пластичности.
Остальные элементы, имеющиеся в составе стали, в маркировке не отображаются, так как их процентное соотношение не превышает 1%.
Следует отметить, что количество вредоносных компонентов невелико — серы не более 0,04%, фосфора не более 0,03%, также это означает и отсутствие склонности к трещинам и высокую пластичность.
Нормативная документация
Химический состав сплава 09Г2С регламентирует ГОСТ 19281-89.Трубы из стали 09Г2С производятся по ГОСТ 10705-80 (э/с), ГОСТ 10706-76, ГОСТ 10704-91 (э/с прямошовные), ГОСТ 20295-85 (сварные для магистральных газонефтепроводов), ГОСТ 8731-74 и и ГОСТ 8732-78 (бесшовные горячедеформированные), ГОСТ 8733-74 (бесшовные холодно- и теплодеформированные), ГОСТ 8734-75 (холоднодеформированные) и пр.
Ст20
Конструкционный качественный сплав углеродистого типа, т.е. без легирующих добавок. Получил широкое распространение ввиду своей доступности, пластичности, прочности, стойкости к истиранию, устойчивости к воздействию температур от -40 до +450 °C. Равномерно распределяет тепло в процессе нагрева, не имеет ограничений по свариваемости, устойчив к появлению внутренних трещин.К недостаткам можно отнести уязвимость к коррозии и воздействию химических соединений, поэтому поверхности изделий из данной стали требуют дополнительной защиты.
Химический состав и маркировка
Основным компонентом сплава является железо — около 98%. Количество углерода находится в пределах от 0,17 до 0,24%, кремния — до 0,37%, никеля, меди и хрома — 0,25%. Как следствие, снижается коррозионная стойкость и пластичность заготовок.Доля серы и фосфора не превышает 0,04% для каждого элемента, что приводит к незначительному снижению вязкости и пластичности.
Маркировка Ст20 указывает на среднее содержание углерода в процентном соотношении, то есть около 20%, «Ст» обозначает «сталь».
Прочие элементы химического состава не указываются в маркировке, однако их содержание регламентируется государственным стандартом.
Нормативная документация
Химический состав сплава Ст20 регулирует ГОСТ 1050-88. Трубы из сплава Ст20 производятся по тем же нормативам, что и стальной трубопрокат марки стали 09Г2С.
Заключение
Несмотря на схожие области применения, данные марки сталей не являются взаимозаменяемыми, они отличаются составом, характеристиками и имеют свои задачи — выбор зависит от назначения, условий эксплуатации изделий и предъявляемых к ним требований.Ст 09Г2С легирована, имеет меньшее содержание вредоносных компонентов, не изменяет первоначальные свойства, более износостойкая, поэтому применяется в производстве стальных изделий с повышенными требованиями к стойкости и воздействию высоких температур и их перепадам — перечисленные качества говорят о повышенных эксплуатационных свойствах продукции, позволяя работать с более агрессивными средами и под высоким давлением.
Ст20 при повышенных температурах расширяется, становится пластичной, а при низких приобретает хрупкость. В сравнении с 09г2с экономически более доступна. Подходит для щадящих условий.
Оба варианта сталей не имеют ограничений по свариваемости, гарантируя комфортный и быстрый монтаж изделий на их основе.
Наглядная разница между сплавами приведена в сравнительной таблице.
| Параметр | Ст20 | 09Г2С |
|---|---|---|
| Относительное удлинение при разрыве для труб , % | до 21 | до 20 |
| Содержание углерода, % | 0,17 – 0,24 | 0,9-1,2 |
| Содержание марганца, % | 0,35 – 0,65 | до 2 |
| Содержание кремния, % | до 0,37 | до 0,8 |
| Стойкость к коррозии | низкая | |
| Свариваемость | без ограничений | |
| Пластичность | высокая | |
| Прочность | средняя | высокая |
| Область применения | металлоконструкции, инженерные сети | |
| Рабочая температура | от -40 до +450 градусов | от -70 до +450 градусов |
