Конструкционная сталь 17Г1С: свойства, ГОСТ, цена. Область применения сплава

Сталь 17Г1С относится к конструкционному низколегированному классу и не имеет ограничений для сварки. Поставляется в виде полосного и листового металлопроката, а также в виде изогнутых конструкций (круг, уголок, швеллер и т. п.).

Конструкционная сталь используется для создания разнообразных конструкций, сооружений, деталей машин. Она обладает высокой прочностью и пластичностью, в то же время хорошо поддается обработке, легко режется и сваривается.

Благодаря высоким техническим показателям сплава 17Г1С изделия из этой стали часто применяются в строительстве нефтепроводов, магистралей с высоким давлением, теплосетей, на атомных электростанциях.

Характеристики

Сталь марки 17Г1С предназначена для создания изделий, которые будут эксплуатироваться в экстремальных условиях. Они способны выдерживать без повреждений и деформации высокое давление и широкий диапазон температур от -40 до +475 °С.

Твердость

Этот вид стали обладает высокими показателями твёрдости и хорошей способностью к сопротивлению внешнему воздействию. Твёрдостью называют способность материала оказывать сопротивление деформации или разрушению при внедрении в его верхний слой инородного более твёрдого тела.

Наиболее распространенными способами измерения твёрдости являются измерение по Роквеллу и по Бринеллю.

• Метод твёрдости по Роквеллу (HR) основан на статическом вдавливании в поверхность исследуемого материала закруглённого наконечника конуса под определенной нагрузкой. Метод включает три шкалы для материалов разной твёрдости.
  Для материалов твёрдостью, не превышающей 450 HR, в качестве наконечника используют стальной шарик. В этом случае твёрдость исследуемого предмета обозначают как HRB. Для исследования более прочных материалов используют алмазные конусы, и твёрдость уже обозначается по шкалам HRA и HRC в зависимости от оказываемой нагрузки.
• Метод определения твёрдости по Бринеллю заключается в том, что в плоскую поверхность исследуемого предмета под давлением внедряют стальной шарик (индентор). Показатель твёрдости HB рассчитывается отношением нагрузки к сферической поверхности отпечатка.

Плотность

Плотность стали является одним из важнейших её показателей. Как и у многих низколегированных конструкционных сплавов плотность стали 17Г1С в среднем составляет 7,83 г/см³.

Плотность — это масса вещества в единице объема. Измеряется в граммах на кубический сантиметр или в тоннах на кубометр. В зависимости от температуры окружающей среды плотность материала может изменяться.

Марка

Официальная марка стали 17Г1С означает, что в ней содержится около 0,17 % углерода. Об этом говорит цифра 17 в начале кода. Буква Г — свидетельство присутствия марганца, который занимает примерно 1,1 %, а буква С — это 1,0 % кремния.

В некоторых случаях марка стали дополняется буквой У на конце — 17Г1С-У, что означает сталь повышенной прочности. Буква У расшифровывается как «усиленная».

Химический состав

Помимо железа, углерода, марганца и кремния в составе стали 17Г1С присутствует ещё целый ряд химических элементов. Главными из них являются:

• силициум;
• никель;
• медь;
• сера;
• фосфор;
• хром;
• мышьяк;
• ванадий.

Предел прочности

Предел кратковременной прочности — один из важнейших показателей механических свойств сплава, поскольку позволяет судить о его надёжности и устойчивости к внешним воздействиям.

У стали марки 17Г1С предел прочности составляет 490–510 МПа, полученных при 20 °С.

Предел текучести

Предел текучести металла — это максимальная нагрузка, которую способна выдержать конструкция без последующей деформации и разрушения. Фактически именно предел текучести сплава определяет работоспособность как самого материала, так и созданных из него деталей.

К стали, как самому популярному и распространенному конструкционному материалу, предъявляются особые требования по механическим свойствам, включая и такую характеристику как предел текучести. Поскольку именно он демонстрирует способность конструкции выдерживать оказываемое давление без деформаций и разрушения. Чем лучше этот показатель, тем выше качество стали. Для сплава марки 17Г1С предел текучести составляет 344–355 МПа.

Ударная вязкость

Ударной вязкостью называют способность материала поглощать механическую энергию в процессе внешнего давления и разрушения. Символически её изображают буквами КС. Единицами измерения являются джоуль на квадратный сантиметр (Дж/см²). Именно ударная вязкость показывает степень надёжности сплава, его способности сопротивляться разрушительному воздействию.

Показатель ударной вязкости стали 17Г1С в форме листового и трубного металлопроката составляет 390–440 кДж/м². Это данные, полученные при температуре 20 °С. При заметном охлаждении или нагревании изделия показатели также могут измениться.

Температура эксплуатации

Изделия из стали марки 17Г1С и особенно из усиленной стали по всем характеристикам 17Г1С-У рассчитаны на эксплуатацию в экстремальных условиях. В том числе в широком диапазоне температур от -40 до +475 °С. Сталь более уязвима для низких температур, поскольку при них она становится очень хрупкой и легко поддаётся разрушению.

Механические свойства

К механическим свойствам металлов относят прочность, твёрдость, пластичность и ударную вязкость. Эти характеристики в совокупности определяют, насколько надёжной будет конструкция, изготовленная из данного материала.

Именно сочетание прочности с пластичностью и способностью поглощать энергию оказываемого воздействия и выделяет стальные сплавы среди всех прочих металлов. При этом сталь 17Г1С имеет высокие показатели по всем четырём характеристикам.

Отпускная хрупкость

В процессе термообработки большинства видов стали часто возникает явление отпускной хрупкости. Хотя в большей степени оно характерно для легированных сталей, содержащих большое количество химических примесей, однако и такие низколегированные сплавы, как 17Г1С, могут быть ему подвержены.

В результате отпускной хрупкости снижается ударная вязкость стали при неизменном сохранении всех прочих её механических свойств, что делает изделия более уязвимыми к разрушительным внешним воздействиям.

Считается, что отпускная хрупкость возникает в процессе отпуска стали при температурных интервалах 250–400 °С и 500–550 °С. В первом интервале температур возникает отпускная хрупкость I рода, которая является необратимой. Во втором случае получается хрупкость II рода, обратимая.

Свариваемость

Свариваемость стали — это способность металлических сплавов образовывать неразъемное соединение в процессе технологии варки.

Сталь 17Г1С прекрасно сваривается, она устойчива к перегреву и образованию трещин. Это возможно благодаря низкому содержанию углерода.

Группа

Группа стали определяется её химическим составом, в первую очередь процентным содержанием углерода и наличием примесей. По российской классификации сталь 17Г1С относится к конструкционной низколегированной стали для сварных конструкций.

Гост

Сталь 17Г1С относится к нескольким государственным стандартам в зависимости от вида выпускаемой продукции:

• Лист — ГОСТ 5520-79, ГОСТ 19281-2014, ТУ 14-1-5241-93.
• Полоса — ГОСТ 19281-2014.
• Гнутые профили — ГОСТ 19281-2014.

Цена

Цена на стальную продукцию зависит от вида металлопроката, который из неё сделан. Также имеет значение близость или удаленность региона, удобство логистики и объём поставки (на оптовые партии производители зачастую предоставляют значительные скидки).

Область применения

Поскольку сталь марки 17Г1С рассчитана на использование в экстремальных и неблагоприятных внешних условиях, наиболее часто она применяется для производства:

• нефте- и газопроводов;
• электросварных и бесшовных труб;
• теплообменных аппаратов;
• паровых и водогрейных котлов;
• деталей автомобилей, вагонов и специальной техники;
• деталей трубопроводов.

Расшифровка

В состав стали 17Г1С кроме железа входит:

• 17 — 0,17 % углерода;
• Г1 — 1 % марганца;
• С — кремний.

Свойства

Продукция из этого сплава обладает высокими показателями прочности, пластичности, устойчивости к внешним воздействиям и разрушению.

Технологические

К технологическим свойствам этого вида стали относится:

• ковкость;
• отличная свариваемость;
• обрабатывание резанием;
• жидкотекучесть.

Физические

В качестве физических свойств можно указать:

• высокую электропроводность;
• высокую плотность материала;
• теплопроводность.

Аналоги (заменители)

Среди отечественных сплавов аналогом стали 17Г1С является марка 17ГС, которая также является конструкционной низколегированной для сварных конструкций.

Среди зарубежных аналогов можно выделить такие сплавы, как:

• польская 16G и 18G;
• южнокорейская STKM16;
• китайская 16 MN и HP 345;
• японская SM 490 и SM 520;
• австрийская St52F;
• шведская 2132, 2133, 2134;
• немецкая, французская, английская S355 и P355.