Сталь марки 16ГС
| Марка: 16ГС (заменители: 17ГС, 15ГС, 20Г2ГС, 20ГС, 18Г2ГС). Класс: Сталь конструкционная низколегированная для сварных конструкций Вид поставки: лист толстый ГОСТ 19282-73, ГОСТ 5520-79 , ГОСТ 19903-74. Лист тонкий ГОСТ 17066-94 , ГОСТ 19903-74, ГОСТ 19904-90. Полоса ГОСТ 82-70. Использование в промышленности: детали и части паровых котлов и сосудов, работающих под давлением. Корпуса аппаратов, днища, фланцы и др. детали, работающие при температурах от-40 до +475 град. под давлением. Элементы сварных металлоконструкций, работающие при температуре -70 °С. |
| Химический состав в % стали 16ГС | ||
| C | 0,12 - 0,18 | |
| Si | 0,4 - 0,7 | |
| Mn | 0,9 - 1,2 | |
| Ni | до 0,3 | |
| S | до 0,04 | |
| P | до 0,035 | |
| Cr | до 0,3 | |
| N | до 0,008 | |
| Cu | до 0,3 | |
| As | до 0,08 | |
| Fe | ~97 | |
| Зарубежные аналоги марки стали 16ГС | |
| США | Gr.F, K01803 |
| Германия | 1.0445, H4, P295GH, StE315, TStE255 |
| Япония | SLA325A |
| Франция | A48CP |
| Англия | 223-490 |
| Евросоюз | P295NH |
| Италия | Fe460-1KG |
| Болгария | 16GS |
| Польша | 15GA |
| Румыния | 16SiMn4 |
| Чехия | 11474 |
| Дополнительная информация и свойства |
| Температура критических точек: Ac1 = 736 - 745 , Ac3(Acm) = 920 - 927 , Ar3(Arcm) = 791 - 820 , Ar1 = 641 - 735 Температура ковки, 20o: начала 1200, конца 850. Свариваемость материала: без ограничений. Способы сварки: РДС и АДС под флюсом и газовой защитой. Флокеночувствительность: не чувствительна. Склонность к отпускной хрупкости: не склонна. |
| Механические свойства стали 16ГС | |||||
| ГОСТ | Состояние поставки, режим термообработки | Сечение, мм | σ0,2 (МПа) | σв(МПа) | δ5 (%) |
| 19282-73 | Листы и полосы (образцы поперечные) | До 5 От 5 до 10 От 10 до 20 вкл. Св. 20 до 32 вкл. Св. 32 до 60 вкл. Св. 60 до 100 вкл. | 325 325 315 295 285 275 | 490 490 480 470 460 450 | 21 |
| 17066-80 | Листы горячекатаные | 2-3,9 | - | 400 | 17 |
| Ударная вязкость стали 16ГС KCU, (Дж/см2) | ||||
| Состояние поставки | Толщина листа. мм. | Т=+20 °С | Т= -40 °С | Т= -70 °С |
| Листы и полосы (образцы поперечные) | От 5 до 10. От 10 до 100 вкл. | 59 59 | 39 29 | 29 24 |
| Механические свойства стали 16ГС при повышенных температурах | |||||
| Температура испытаний, °С | σ0,2 (МПа) | σв(МПа) | δ5 (%) | ψ % | KCU (кДж / м2) |
| Листы толщиной 26 мм прокатанные (образцы поперечные) | |||||
| 20 200 300 400 500 550 | - 230 225 215 175 135 | 490 420 450 410 305 255 | 27 - 29 - 31 37 | 51 52 48 64 68 68 | - |
| Листы толщиной 4-160 мм. Нормализация 950 °С, охлаждение со скоростью 80-100 град/ч. Отпуск 600-750 °С, выдержка 5 ч., охлаждение со скоростью 50 град/ч. (образцы поперечные) | |||||
| 20 200 250 300 350 400 500 550 600 | 245-295 175-225 - 195-225 175-225 175-215 145-195 135 110-125 | 470-500 420-450 - 390-480 450-480 400-430 255-345 255 155-175 | 27-38 24-31 - 22-29 25-31 27-34 31-38 37 38-46 | 51-72 52-74 - 48-70 66-71 64-73 68-85 68 82-90 | 59-196 206-343 245-304 225-314 206-314 127-235 118-157 - 118-157 |
| Физические свойства стали 16ГС | ||||||
| T (Град) | E 10- 5 (МПа) | a 10 6 (1/Град) | l (Вт/(м·град)) | r (кг/м3) | C (Дж/(кг·град)) | R 10 9 (Ом·м) |
| 20 | 7850 | |||||
| 100 | 13 | 470 | ||||
| 200 | 14 | |||||
| 300 | 1.81 | 15.3 | ||||
| 400 | 1.72 | 16.2 | ||||
| 500 | 1.62 | 16.1 | ||||
| 600 | 16.2 | |||||
Особенности электрошлаковой сварки стали 16ГС: зачастую низкоуглеродистые стали, содержащие определенное количество никеля, марганца, хрома или молибдена, обладают достаточно высокой стойкостью против хрупкого разрушения в зоне термического влияния. Неблагоприятное влияние крупного зерна в участке перегрева в этих случаях подавляется такими структурными изменениями, как устранение видманштеттовой структуры, частичное или полное подавление выделений избыточного феррита по границам зерен, значительное измельчение внутризеренной структуры. Стали с высокой стойкостью против перегрева отличаются обычно и более узким участком твердо-жидкого состояния в зоне термического влияния. Подобные структурные изменения, могут значительно увеличить стойкость металла вблизи границы сплавления против хрупкого разрушения. При оптимальном легировании сталь, подвергнутая перегреву в процессе электрошлаковой сварки, может сохранять уже в состоянии отпуска высокие значения ударной вязкости при весьма низких температурах, вплоть до 213-203 К (-60 -70° С).
Значительное влияние на свойства перегретого металла оказывает чистота его по примесям и газам, а также состав, форма и распределение неметаллических включений. Для изготовления конструкций особо ответственного назначения весьма эффективно применение сталей, прошедших электрошлаковый переплав и содержащих низкие количества примесей. Целесообразно дополнительно легировать такие стали элементами с высокой акцепторной активностью к сере. Очень низкое содержание серы и неметаллических включений может в ряде случаев приводить к увеличению склонности стали к перегреву, в особенности росту зерна и выделению сульфидов по границам зерен.
Поскольку электрошлаковый переплав увеличивает стоимость сталей, применительно к сталям общего назначения предпочтение следует отдавать более простым методам повышения стойкости их против перегрева при сварке, в частности, вводить в сталь микродобавки, благоприятно влияющие на состав, форму и распределение сульфидов.
| Краткие обозначения: | ||||
| σв | - временное сопротивление разрыву (предел прочности при растяжении), МПа | ε | - относительная осадка при появлении первой трещины, % | |
| σ0,05 | - предел упругости, МПа | Jк | - предел прочности при кручении, максимальное касательное напряжение, МПа | |
| σ0,2 | - предел текучести условный, МПа | σизг | - предел прочности при изгибе, МПа | |
| δ5,δ4,δ10 | - относительное удлинение после разрыва, % | σ-1 | - предел выносливости при испытании на изгиб с симметричным циклом нагружения, МПа | |
| σсж0,05 и σсж | - предел текучести при сжатии, МПа | J-1 | - предел выносливости при испытание на кручение с симметричным циклом нагружения, МПа | |
| ν | - относительный сдвиг, % | n | - количество циклов нагружения | |
| sв | - предел кратковременной прочности, МПа | R и ρ | - удельное электросопротивление, Ом·м | |
| ψ | - относительное сужение, % | E | - модуль упругости нормальный, ГПа | |
| KCU и KCV | - ударная вязкость, определенная на образце с концентраторами соответственно вида U и V, Дж/см2 | T | - температура, при которой получены свойства, Град | |
| sT | - предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), МПа | l и λ | - коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала), Вт/(м·°С) | |
| HB | - твердость по Бринеллю | C | - удельная теплоемкость материала (диапазон 20o - T ), [Дж/(кг·град)] | |
| HV | - твердость по Виккерсу | pn и r | - плотность кг/м3 | |
| HRCэ | - твердость по Роквеллу, шкала С | а | - коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20o - T ), 1/°С | |
| HRB | - твердость по Роквеллу, шкала В | σtТ | - предел длительной прочности, МПа | |
| HSD | - твердость по Шору | G | - модуль упругости при сдвиге кручением, ГПа | |
