Сталь 10ХСНД конструкционная низколегированная для сварных конструкций


Фазы

Итак, все стали — это сплав железа с углеродом, однако, даже стали общего назначения имеют некоторые количества марганца и кремния, а также фосфора и серы. Углерод в таких сталях присутствует на уровне от 0,05 до 1,0%.

Железо легируют углеродом по особому сценарию, механизм данной системы сплавов является двухступенчатым. Первый этап характеризуется соединением железа с 6,67% углерода, при этом образуется карбид железа, чаще называемый цементитом.

Поэтому обычная сталь при комнатной температуре состоит из цементита и феррита. Это фазы. Если сталь нагреть до 725 градусов, то произойдет растворение цементита в железе и образуется следующая фаза — аустенит. Любая сталь подвергается только трем изменениям, в то время как структур и их смесей может быть много.

Сталь 10ХСНД конструкционная низколегированная для сварных конструкций

Заменитель

Сталь 16Г2АФ

Вид поставки

  • Сортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 19281-89, ГОСТ 2590-88, ГОСТ 2591-88, ГОСТ 8239-89, ГОСТ 8240-89, ГОСТ 6713-91, ГОСТ 535-88, ГОСТ 5521-93, ГОСТ 8509-93, ГОСТ 8510-86.
  • Лист толстый ГОСТ 19281-89, ГОСТ 19903-74, ГОСТ 5521-93, ГОСТ 6713-91.
  • Лист тонкий ГОСТ 17066-94, ГОСТ 19903-74, ГОСТ 19904-90, ГОСТ 5521-93.
  • Полоса ГОСТ 19281-89, ГОСТ 5521-93
  • Поковки и кованые заготовки ГОСТ 1133-71
  • Труба ОСТ 14-21-77

Расшифровка

  • Цифра 10 указывает приблизительное содержание углерода в сотых долях процента, т.е. в стали 10ХСНД среднее содержание углерода 0,10%.
  • Буква Х указывает, что сталь легирована хромом (Cr).
  • Буква С указывает, что сталь легирована кремнием (Si).
  • Буква Н указывает, что сталь легирована никелем (Ni).
  • Буква Д указывает, что сталь легирована медью (Cu).
  • Отсутствие цифр за буквенным обозначением указывает на то, что среднее содержание легирующего элемента до 1,5%.

Характеристики и применение

Сталь 10ХСНД является низколегированной конструкционной сталью и относится к группе хромокремненикеливых с медью сталей для металлических конструкций, структурный класс стали — перлитный, хорошо сваривающаяся. Применяется для изготовления элементов сварных металлоконструкций и различных деталей, к которым предъявляются требования повышенной прочности и коррозионной стойкости с ограничением массы и работающие при температуре от -70 до 450°С.

Химический состав, % (ГОСТ 19281-89)

C, не болееSiMnCrNiCuPSNAs
не более
0,120,8-1,10,5-0,80,6-0,90,5-0,80,4-0,60,0350,0400,0080,08

Химический состав, % (ГОСТ 19281-2014)

C, не болееSiMnPSCrNiCuVдругих элементов
не более
не более 0,120,8-1,10,5-0,80,030,0350,6-0,90,5-0,80,4-0,6не более 0,12

ПРИМЕЧАНИЯ:

  1. Массовая доля As (мышьяк) в стали не должна превышать 0,08%.
  2. Допускается массовая доля N в стали, не легированной N, более 0,012%. если массовая доля N не превышает величину азотного эквивалента (Nэкв).
  3. Сталь 10ХСНД должна быть раскислена алюминием в пределах 0,02-0,06%.
  4. Допускается микролегировамие стали Al, Ti и Nb из расчета получения в стали массовой доли Al не более 0,05%, Ti не более 0.04 %, Nb не более 0,05%.

Механические свойства

ГОСТСостояние поставкиСечение, ммпредел текучести условный σ0,2, МПапредел прочности при растяжении σв, МПаотносительное удлинение после разрыва δ5(δ4), %
не менее
ГОСТ 19281-89Сортовой и фасонный прокатДо 15 вкл.39053019
ГОСТ 19282-89Лист и полосаСв.15 до 32 вкл.39053019
Св.32 до 40 вкл.39053019
ГОСТ 17066-94Лист горячекатаныйОт 2 до 3,9 вкл.530(15)

Механические свойства при повышенных температурах

tисп, °Спредел текучести условный σ0,2, МПавременное сопротивление разрыву σв, МПаотносительное удлинение после разрыва δ5, %относительное сужение ψ, %
204105403671
1003605003371
2003304702870
30030548028
400295490
5002653703077
6001952153587
7001401604794
80059787187
90059787095

ПРИМЕЧАНИЕ. Лист толщиной 20 мм после нормализации

Механические свойства при испытании на растяжение сортового и фасонного проката из стали 10ХСНД (ГОСТ 19281-2014)

Класс прочностиРазмеры проката по сечению, ммМарка сталиМеханические свойства, не менее
предел текучести σ0,2, МПавременное сопротивление σв, МПаотносительное удлинение δ5, %
345До 20,0 включ. Св. 20.0 до 140.010ХСНД34548021
375До 20,0 включ. Св. 20.0 до 50.037551021
390До 20,0 включ. Св. 20.0 до 50.039053018

Механические свойства при испытании на растяжение толстолистового, широкополосного универсального проката и гнутых профилей из стали 10ХСНД (ГОСТ 19281-2014)

Класс прочностиТолщина продукции, ммМарка сталиМеханические свойства, не менее
предел текучести σ0,2, МПавременное сопротивление σв, МПаотносительное удлинение δ5, %
375До 50,0 включ.10ХСНД37551021
390До 50,0 включ.39051019

Ударная вязкость сортового и фасонного проката

Класс прочностиРазмеры проката по сечению, ммМарка сталиУдарная вязкость, Дж/см2, не менее, при температуре испытания, °C
-20-30-40-50-60-700-20-40После механического старения +20(-10/+15)
KCUKCVKCU
390От 5,0 до 10,0 включ.10ХСНД494949343434+++29

Ударная вязкость KC при отрицательных температурах

ГОСТСостояние поставкиСечение, ммКСU, Дж/см2 при температуре, °С
-40-70
КСU
ГОСТ 19281-89Сортовой и фасонный прокатОт 5 до 104934
От 10 до 15 вкл.3929
КСV
ГОСТ 19281-89Лист и полосаОт 5 до 104934
От 10 до 15 вкл.3929
Св. 15 до 32 вкл.4929
Св. 32 до 40 вкл.4929

Предел выносливости в горячекатаном состоянии

Толщина, ммσ-1, МПаτ-1, МПа
4-32284167
33-40274167

Технологические свойства

Температура ковки, °Сначала 1200, конца 850.
СвариваемостьСваривается без ограничений. Способ сварки — РДС, АДС под флюсом и газовой защитой, ЭШС.
Обрабатываемость резаниемKv тв.спл. = 1,12 и Kv б.ст = 1,4 в нормализованном и отпущенном состоянии σв=560 МПа
Склонность к отпускной хрупкостималосклонна.
Флокеночувствительностьнечувствительна.

Марки импортных материалов применяемых в сварных соединениях со сталью 10ХСНД (СТО 00220368-011-2007)

Структурный классМарки сталиМарки импортных материалов по зарубежным стандартам
Перлитный10ХСНДASTM SA-455 Gr70, ASTM SA-515 Gr70, ASTM SA-516 Gr70, ASTM SA-537 Gr70, ASTM SA-662 GrA(C), ASTM SA-662 GrB, ASTM SA-737 GrB, ASTM SA-738 GrA, ASTM SA-333 Gr3(6), ASTM SA-350 GrLF2, API 5L X56-65

Примение стали 10ХСНД при изготовлении сварных соединений трубопроводной арматуры (СТ ЦКБА 025-2006)

Марка материалаТемпература рабочей среды (стенки), °С
10ХСНД ГОСТ 19281От -70 до 475

Сварочные материалы применяемые при электродуговой сварке стали 10ХСНД (СТ ЦКБА 025-2006)

Марка основного материалаТип электрода по ГОСТ, ТУ, (рекомендуемые марки электродов)Температура применения, °СДополнительные указания
10ХСНД ГОСТ 19281Э50А ГОСТ 9467 (УОНИ-13/55)Не ниже -60
Ниже -60 до -70После сварки термообработка — нормализация плюс отпуск
Э50А ГОСТ 9467 (ВП-4, ВП-6)Ниже -60 до -70

Сварочные материалы применяемые для стали 10ХСНД при сварке в защитных газах (СТ ЦКБА 025-2006)

Марка свариваемой сталиМарка сварочной проволоки по ГОСТ 2246, ТУ, екомендуемая защитный газ или смесь газовТемпература применения, °СДополнительные указания
10ХСНДСв-08Г2С Аргон ГОСТ 10157, углекислый газ ГОСТ 8050 или смесь аргона и углекислого газа ((75-85)% Аr + (15-25)% СО2)Не ниже -40
Ниже -40 до -70При условии нормализации плюс отпуск
Cв-08Г2СНТЮР ТУ 14-1-3648 СО2, Аr, СО2 +Аr,Не ниже -70

Сварочные материалы для сварки стали 10ХСНД под флюсом (СТ ЦКБА 025-2006)

Марка свариваемой сталиМарка проволоки по ГОСТ 2246, ТУ, Рекомендуемая марка флюса по ГОСТ 9087Температура применения, °СДополнительные указания
10ХСНДСв-10НЮ ТУ 14-1-2219 Св-10НМА, Св-08ГА, Св-08Г2С АН-348А, ОСЦ-45, АНЦ-1Не ниже -60
Ниже -60 до -70После сварки термообработка — нормализация плюс отпуск

Сварочные материалы для сварки стали 10ХСНД с разнородными сталями (СТ ЦКБА 025-2006)

Марки свариваемых сталейСварочные материалыДополнительные указания
Электроды, тип по ГОСТ 10052 (рекомендуемые марки)Сварочная проволока, ГОСТ 2246 или ТУ
Группа АГруппа Б
10Х18Н9Л 12Х18Н9ТЛ ГОСТ 977 08Х18Н10Т 12Х18Н9Т 12Х18Н10Т 12Х18Н9 ГОСТ 5632 08Х18Н10Т-ВД ТУ 14-1-3581 10Х18Н9 10Х18Н9-ВД 10Х18Н9-Ш ТУ 108.11.937 15Х18Н12СЧТЮ (ЭИ 654) ГОСТ 5632 10Х17Н13М3Т (ЭИ 432) 10Х17Н13М2Т (ЭИ 448) ГОСТ 563210ХСНДЭ-10Х15Н25М6АГ2 (ЭА-395/9) Э-10Х25Н13Г2 (ОЗЛ-6, ЗИО-8), Э-11Х15Н25М6АГ2 (НИАТ-5, ЦТ-10)Св-07Х23Н13Сварное соединение неравнопрочное
Э-10Х15Н25М6АГ2 (ЭА-395/9) 582/23, 855/51Св-10Х16Н25АМ6 Cв-06Х15Н35Г7М6Б Cв-03Х15Н35Г7М6БСварное соединение неравнопрочное. Сварочные материалы применяются для изделий, подведомственных Ростехнадзор

Температура предварительного и сопутствующего подогрева и отпуска при сварке конструкций из стали 10ХСНД (СТ ЦКБА 025-2006)

Марки свариваемых сталейТолщина свариваемых кромок, ммТемпература предварительного и сопутствующего, °СИнтервал между окончанием сварки и началом отпуска, часТемпература отпуска, °С
сварканаплавка материаламиаустенитного класса
10ХСНДДо 30Не требуетсяНе требуетсяНе ограничиваетсяНе требуется
Свыше 30150150630-660

Применение стали 10ХСНД для изготовления сосудов, работающих под давлением (ПБ 03-576-03)

Марка стали, обозначение стандарта или технических условийТехнические требованияРабочие условияВиды испытания и требования
Температура стенки, °СДавление среды, МПа (кгс/см2), не более
Листовая сталь
10ХСНД, ГОСТ 19281ГОСТ 19281От -40 до 400Не ограниченоГОСТ 19281

ПРИМЕЧАНИЕ:

  1. Листы по ГОСТ 19281 должны поставляться с обязательным выполнением пп. 2.2.1,2.2.2, 2.2.3, 2.2.7, 2.2.9, 2.2.12 ГОСТ, а также должен проводиться контроль макроструктуры по ГОСТ 5520 от партии листов.
  2. Испытания проводятся полистно при температуре эксплуатации ниже -30 °С, выше 200 °С или при давлении более 5 МПа (50 кгс/см2) при толщине листа 12 мм и более.
  3. ГОСТ 19281 распространяется на прокат из сталей повышенной прочности, применяемых для сосудов, не подвергаемых термической обработке. Возможность применения проката из сталей по ГОСТ 19281 для сосудов, подвергаемых термической обработке, должна согласовываться со специализированной научно-исследовательской организацией.

Коэффициент теплопроводности λ Вт/(м*К)

Марка Сталиλ Вт/(м*К), при температуре испытаний, °С
20100200300400500600700
10ХСНД40393836343129

Модуль Юнга (нормальной упругости) Е, ГПа

Марка СталиПри температуре испытаний, °С
20100200300400500600700800900
10ХСНД197201195188180169156135123

Узнать еще

Сталь 15X5M конструкционная теплоустойчивая…

Сталь С355П

Сталь 30 конструкционная углеродистая качественная…

Сталь 20Х — конструкционная легированная…

Особенности сварки низколегированных сталей

Сварка конструкционных сталей 15ХСНД, 15ГС, 14Г2, 14Г2АФ, 16Г2АФ

Для сварки низколегированных сталей марок 15ХСНД, 15ГС, 14Г2, 14Г2АФ, 16Г2АФ и т.п. хорошо подходит ручная дуговая сварка электродами Э50А или Э44А. Но наиболее качественные сварные соединения получаются при сварке электродами УОНИ-13/55 и ДСК-50. Но, лучшие результаты получаются при сварке постоянным током при обратной полярности. При этом, сварку необходимо проводить при пониженных токах, 40-50 А на миллиметр диаметра электрода.

Автоматическую дуговую сварку данных марок сталей выполняют сварочной проволокой Св-08ГА или Св-10ГА под флюсами АН-348-А или ОСЦ-45.

Металлоконструкции из сталей 15ХСНД, 15ГС, 14Г2, 14Г2АФ, 16 Г2АФ можно сваривать при температуре окружающей среды не ниже -10°C. Если же температура окружающей среды находится в пределах от -10°C до -25°C, то при сварке необходим предварительный подогрев. Ширина подогрева зоны сварки составляет 100-120 мм по обе стороны шва. Температура предварительного подогрева 100-150°C. При температуре окружающей среды ниже, чем -25°C, сварка вышеуказанных сталей не допустима.

Сварка низколегированных сталей 09Г2С, 10Г2С1, 10Г2С1Д

Оценку свариваемости сталей таких марок, как 09Г2С, 10Г2С1, 10Г2С1Д и т.п. можно дать хорошую (см. таблицу свариваемости сталей), и связано это с тем, что они не подвержены закаливанию, не склонны к перегреву и устойчивы к образованию горячих и холодных трещин в сварном шве и зоне термического влияния. Сварку низколегированных конструкционных сталей данных марок можно выполнять как ручной дуговой сваркой, так и автоматической.

При ручной сварке хорошо подходят электроды марок Э50А и Э55А. При автоматической сварке используют сварочную проволоку марок Св-08ГА, Св-10ГА или Св-10Г2. Для защиты зоны сварки применяют флюсы АН-348-А или ОСЦ-45.

Сварка листов из сталей 09Г2С, 10Г2С1, 10Г2С1Д, толщиной менее 40 мм выполняется без разделки кромок. И, при соблюдении технологии и режимов сварки, механические свойства сварочного шва почти не уступают механическим свойствам основного металла. Равнопрочность сварного шва обусловлена переходом легирующих элементов из электродной проволоки в металл сварного шва.

Распространённые марки низколегированных сталей, применяемых при сварке металлоконструкций

Низколегированные стали, из которых сваривают строительные конструкции, содержат в своём составе углерода не более 0,25% и легирующих элементов — не более 3%.

Для изготовления металлоконструкций промышленных и гражданских сооружений больше всего подходят такие марки сталей, как 15ХСНД, 14Г2, 09Г2С, 10Г2С1, 10Г2С1Д, 16ГС, 14Г2АФ, 16Г2АФ и др.

Для изготовления сварных газопроводных труб хорошо подходят такие марки стали как 18Г2С, 25Г2С, 35ГС, 20ХГ2Ц и др. Эти же марки применяют и при изготовлении арматуры для железобетонных плит.

Автоматическая и полуавтоматическая сварка в защитных газах

Углеродистые и низколегированные конструкционные стали сваривают специальными кремнемарганцовистыми и хромомарганцекремнистыми проволоками. Несмотря на разный химический состав и различные механические свойства углеродистых и низколегированных сталей, их можно сваривать одними и теми же кремнемарганцовистыми проволоками Св-08ГС и Св-08Г2С.

Причем кипящие углеродистые и низколегированные стали рекомендуется сваривать проволокой с более высоким содержанием марганца. Если изделия из низколегированных сталей, содержащих хром и никель, должны быть стойкими против коррозии (например, в морской воде), их следует сваривать хромокремнемарганцовистой проволокой (табл.70).

Таблица 70. Рекомендуемые электродные проволоки для сварки в углекислом газе углеродистых и низколегированных сталей.

Сталь Требования, предъявляемые к сварным швам и соединениям Рекомендуемые электродные проволоки
Ст3сп, Ст4, сталь 35, сталь 40 Равнопрочность и высокая пластичность Св-08Г2С Св-08ГС
Сталь 45, 20ХГС Равнопрочность CB-10Xг2C, Св-08Г2С
10ХСНД, 15ХСНД, 10ХГСНД, 14ХГС. 09Г2. 14Г2 и им подобные Равнопрочность и высокая пластичность Св-08Г2С
10ХСНД, 10ГСНД, 15ХСНД Равнопрочность, пластичность и коррозионная стойкость в морской воде Св-10ХГ2С

В табл. 71 и 72 приведены данные, характеризующие механические свойства металла шва на углеродистых и низколегированных сталях.

Таблица 71.Механические свойства металла трехслойных швов, выполненных дуговой сваркой в углекислом газе на углеродистых сталях.

Сталь Проволока Предел текучести кГ/мм2 Предел прочности кГ/мм2 Относительное удлинение, % Относительное сужение, % Ударная вязкость металла шва (кГ-м/см2) при температуре, °С Ударная вязкость металла шва при 20 оС после механического старения кГ*м/см2
+20 -20 —40
Ст3кп Св-08ГС 39 53 25 54 12 10 7 6
Ст3кп Св-08Г2С 43 57 26 58 12 8 6 5
Ст3сп Св-08ГС 40 54 24 54 11 6 5 6
Ст3сп Св-08Г2 44 57 22 51 13 9 5 6
Ст4 Св-08ГС 38 54 24 52 12 8 7 7
Ст4 Св-08Г2С 45 57 26 54 12 8 8 6
Сталь 36 Св-08Г2С 40 60 22 40 8 5
Сталь 40 Св-08Г2С 48 68 24 42 6,5 5 3

Примечание. Стали марок 35 и 40 сваривались двусторонним швом в два прохода проволокой диаметром 3 мм на режиме: сварочный ток 720—740А, напряжение дуги 36—38В; скорость сварки 40 м/ч Остальные стали сваривались в три слоя проволокой диаметром 2 мм на режиме: сварочный ток 300—340А, напряжение дуги 28—30В скорость сварки 20м/ч.

Таблица 72. Механические свойства трехслойных швов, выполненных в углекислом газе проволокой диаметром 2 мм на низколегированных сталях.

Сталь Проволока Предел текучести кГ/мм2 Предел прочности кГ/мм2 Относительное удлинение, % Относительное сужение, % Ударная вязкость металла шва (кГ-м/см2) при температуре, °С Ударная вязкость металла шва при 20оС после механического старения кГ*м/см2
+20 -20 —40
14ХГС Св-08Г2С 39 56 25 56 10 8 7 6
10ХСНД (СХЛ-4) Св-08Г2С 48 65 24 50 10 8 6 7
10ХСНД (СХЛ-4) Св-08ГС 43 60 26 64 12 9 8 7
15ХСНД (СХЛ-1, НЛ-2) Св-08Г2С 41 57 31 62 10 6 5,5 8
09Г2 Св-08Г2С 36 49 34 70 15 11 8 7
10ХСНД Св-08ХГС 41 58 26 64 14 10 7
10ХГСНД Св-10ХГ2С 51 67 23 59 11 7 7 4
14Х2ГМР Св-10ХГСН2МЮ 78 88 17 55 10 9 8

Тонколистовые углеродистые стали и малогабаритные детали из этих сталей могут свариваться также проволокой Св-12ГС диаметром до 1,2 мм.

  • Назад
  • Вперед

Сварка 10ХСНД+18ХГТ

Мы пойдём другим другой дорогой:

Глава ХХ

Технология сварки разнородных металлов

Основные сведения о свариваемости

Комбинированные сварные конструкции из разнородных сталей подразделяются на конструкции из однородной стали, сваренные электродами другого класса; конструкции из разнородных сталей и биметаллические конструкции. Конструкции из разнородных сталей в свою очередь делятся на узлы из сталей одного структурного класса и на узлы из сталей разных структурных классов. Сварные узлы из сталей одного структурного класса могут выполняться из перлитной стали разного легирования; мартенситных; мартенситно-ферритных и ферритных сталей разного легирования и аустенитных сталей разного легирования. Сварные узлы из сталей одного структурного класса могут применяться для работы при нормальной температуре (строительные конструкции, узлы общего машиностроения, узлы гидротурбин); низкой температуре (узлы криогенных установок); высокой температуре (узлы энергетических машин, атомных энергетических установок) и в агрессивных средах при высокой температуре (узлы нефтяного машиностроения и химических аппаратов). Сварные узлы из сталей разных структурных классов выполняются в следующем сочетании: перлитные стали с мартенситными, мартенситно-ферритными и ферритными; перлитные стали с аустенитными; мартенситные, мартенситно-ферритные и ферритные стали с аустенитными. Сварные узлы из сталей разных структурных классов могут также применяться для работы при нормальной, низкой и высокой температурах и для работы в агрессивных средах при высокой температуре. По сочетанию сталей в одном сварном узле можно выделить две основные группы конструкций: со сварными соединениями сталей одного структурного класса, но разного легирования и со сварными соединениями сталей разных структурных классов. Перед сваркой разнородных сталей необходимо учитывать следующее: 1. Имеют ли взаимную растворимость элементы, находящиеся в составе стали; если взаимная растворимость элементов отсутствует, то в этом случае применяют промежуточный металл, элементы которого имеют хорошую взаимную растворимость с обеими свариваемыми сталями. 2. Наличие фазовых и структурных превращений при охлаждении, приводящих к образованию холодных трещин. 3. Наличие разного коэффициента линейного и объемного расширения сталей. Общим решением для исключения последних двух случаев является применение различного рода тепловых воздействий (предварительный и сопутствующий подогрев и последующая термическая обработка сварных соединений), а также применение различных вставок, имеющих близкое линейное и объемное расширение к свариваемым сталям».

Взято с ресурса www.oSvarke.Info

Сообщение отредактировал АВН: 14 Сентябрь 2014 00:39

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 4 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Для любых предложений по сайту: [email protected]