Особенности сталей 10Г2

Сталь используется при изготовлении самых разных металлических деталей и конструкций. В настоящее время существует огромное разнообразие такого материала. Сегодня речь пойдет об особенностях, свойствах и характеристиках стали марки 10Г2.

Сталь 10Г2 включает в свой состав следующие элементы:

• железо;

• марганец;

• кремний;

• хром;

• углерод;

• медь;

• никель;

• фосфор;

• сера.

Основой состава является железо. Его содержание составляет от 97%. Добавление хрома позволит защитить металл от образования коррозии. Фосфор и сера считаются вредными примесями, но их содержание в материале минимальное (до 0,035%).

Эта сталь имеет следующую расшифровку: число 10 говорит о том, что средняя масса углерода в ней составляет примерно 0,10%. Буква «Г» указывает, что в металле содержится марганец, число 2 указывает на его процентное содержание (около 2%).

Основные свойства и характеристики этой стали можно найти в ГОСТах. Этот цементируемый марганцевый металл обладает твердостью в 300 НВ при температуре отпуска в 300 градусов. Плотность материала равна 7790 кг/см3 при температуре испытаний в 20 градусов.

Сталь 10Г2 флокеночувствительная, она не склонна к отпускной хрупкости. Металл отличается повышенным уровнем пластичности. Он легко деформируется при сильном охлаждении и нагревании. Сталь относится к классу относительно низкой прочности.

Металл этого типа обладает повышенной вязкостью, высоким сопротивлением различным ударным нагрузкам.

Материал этой марки может поставляться в следующих формах:

• прокат сортовой (включая и фасонный);

• пруток калиброванный;

• серебрянка и пруток шлифованный;

• толстый лист;

• полоса;

• кованые изделия, поковки;

• трубы.

Далее перечислим, какие существуют аналоги стали 10Г2:

• 12Mn6;

• 12Mn2A4;

• 1513;

• S10Mn15;

• ЭИ 738;

• CE 11 Mn.

Сталь марки 10Г2 чаще всего используется при изготовлении различных крепежных деталей, которые эксплуатируются при температуре от -70 градусов. А также она сможет подойти для изготовления элементов, которые в процессе использования подвергаются высокому давлению.

Эта сталь хорошо поддается сварке. Чаще всего используется специальная электрошлаковая сварка. Тепло, которое плавит металл, формируется в среде расплавленного шлака. При этом в шлак помещают электрод, пропуская при этом электрический ток. В итоге происходит генерация тепла.

Чаще всего при такой технологии заготовки располагают в вертикальном положении. Шов при этом должен идти снизу вверх. Перед проведением такой процедуры не нужно будет подготавливать кромки металла.

Кроме того, эта сталь подвергается специальной термической обработке. Преимущественно используется нормализация. В ходе такой процедуры металлические заготовки нагревают до заданного температурного режима, затем их выдерживают и охлаждают на воздухе.

В результате этой обработки образуется нормализованная структура. При нормализации нагрев материала должен происходить при температуре, которая немного превышает верхние критические точки.

Нормализация способствует повышению твердости и прочности металла. Кроме того, она позволяет изменять ударную вязкость стали. Ее нередко применяют в целях уменьшения остаточных напряжений, для улучшения обрабатываемости материала различными способами. Иногда такую обработку используют для измельчения крупнозернистой структуры.

Для этой стали может применяться и отжиг. Он позволяет формировать однородную внутреннюю структуру. В ходе этой обработки стальные заготовки нагревают до температуры, которая превышает верхние критические точки. Далее их выдерживают, поддерживая температурный режим.

После этого металл медленно охлаждают. Как правило, охлаждение происходит в специальном печном оборудовании. Для стали может использоваться и особый диффузионный отжиг, он нужен для того, чтобы восстанавливать неоднородную структуру отливок. При таком отжиге нагрев происходит при температуре от 1000 до 1150 градусов. Затем материал выдерживается в течение 7-15 часов и охлаждается в печи (иногда охлаждение выполняется на воздухе).

Эту сталь можно подвергать и изотермическому отжигу. Он способствует распаду аустенита. Сталь нагревают до температуры, которая на 25-30 градусов превышает критические точки. Затем ее выдерживают, и отправляют остывать (охлаждение может быть как медленным, так и быстрым).

В целях уменьшения силы внутренних напряжений, которые проявляются в процессе закалки, используют отпуск. Эта процедура позволяет увеличивать ударную вязкость, снижать хрупкость и жесткость материала.

Отпуск может быть нескольких видов: низкий, средний, высокий. В первом случае металл сначала нагревают до температуры в 150-250 градусов, далее его выдерживают в течение 1-1,5 часа и отправляют остывать. Охлаждение может проводиться либо на воздухе, либо в масляной среде.

При среднем отпуске нагрев происходит до температуры в 350-500 градусов, после этого изделия охлаждают на воздухе. Такая обработка сможет подойти для тех деталей, которые в дальнейшем будут эксплуатироваться при значительных упругих нагрузках.

При высоком отпуске материал нагревают до температуры в 450-650 градусов. В процессе обработки кристаллизуется сорбит, он позволяет ликвидировать напряжения, имеющиеся в кристаллической решетке. Детали, сделанные из такого металла, получаются максимально прочными, но при этом пластичными.

Для того чтобы получить максимально прочные и износостойкие детали, проводят закалку. После разогрева металл подвергается резкому охлаждению. После закалки значительно снижается уровень пластичности, предел на сжатие.

Чтобы сделать процесс охлаждения наиболее быстрым, используются различные среды, в том числе и вода, соляные растворы, специальное техническое масло и инертные газы. На воздухе детали при такой обработке не охлаждают.