Сталь 20(СТ20): характеристики, свойства
Сталь 20 по видам обработки подразделяется на калиброванную, кованую, горячекатаную, серебрянку. Под первую категорию попадают все марки, которые не подвергаются испытаниям на растяжение и ударную вязкость. Ко второй категории относится сталь, образцы которой подвергаются испытаниям на ударную вязкость и растяжение. Образцы для исследований берутся размером не более 25 мм. К третьей категории относится материал, который испытывается на образце размером 26-100 мм. К четвертой категории относится материал, который испытывается на образцах размером 100 мм.
| Механические свойства стали 20 при Т=20oС | |||||
| ГОСТ | Состояние поставки |
σВ (МПа) | δ 5 (%) | ψ (%) |
HB (не более) |
| Сталь калиброванная: горячекатаная, кованая и серебрянка 2-й категории после нормализации 5-й категории после нагартовки 5-й категории после отжига или высокого отпуска |
410 490 390 |
25 7 21 |
55 40 50 |
||
| 10702-78 | Сталь калиброванная и калиброванная со специальной отделкой: после отпуска или отжига после сфероидизирующего отжига нагартованная без термообработки |
390-490 340-440 490 |
|
50 50 40 |
163 163 207 |
| 1577-81 | Полосы нормализованные или горячекатанные |
410 | 25 | 55 | |
| 4041-71 | Лист термообработанный 1-2й категории |
340-490 | 28 | 127 | |
| Механические свойства поковок из стали 20 | ||||||||
| Термообработка | КП | Сечение, мм | σ0,2, МПа | σВ, МПа | δ5, % | ψ, % | KCU, Дж/м 2 | HB, не более |
| Нормализация | 175 | <100 | 175 | 350 | 28 | 55 | 64 | 101-143 |
| 175 | 100-300 | 175 | 350 | 24 | 50 | 59 | 101-143 | |
| 175 | 300-500 | 175 | 350 | 22 | 45 | 54 | 101-143 | |
| 175 | 500-800 | 175 | 350 | 20 | 40 | 49 | 101-143 | |
| 195 | <100 | 195 | 390 | 26 | 55 | 59 | 111-156 | |
| 195 | 100-300 | 195 | 390 | 23 | 50 | 54 | 111-156 | |
| 215 | <100 | 215 | 430 | 24 | 53 | 54 | 123-167 | |
| 215 | 100-300 | 215 | 430 | 20 | 48 | 49 | 123-167 | |
Закалка. Отпуск |
245 | 100-300 | 245 | 470 | 19 | 42 | 39 | 143-179 |
| Механические свойства стали 20 после ХТО | ||||||||||||||
| Сечение, мм | σ0,2, МПа | σВ, МПа | δ5, % | y , % | KCU, Дж/м 2 | HB | HRC | |||||||
| Цементация 920-950 °С, воздух. Закалка 800-820 °С, вода. Отпуск 180-200 °С, воздух. | ||||||||||||||
| 50 | 290-340 | 490-590 | 18 | 45 | 54 | 156 | 55-63 | |||||||
| Предел выносливости стали 20 |
||||||||
| σ-1, МПа | J-1, МПа | n | δ5, МПа | σ0,2,МПа | Термообработка, состояние стали | |||
| 206 | 1Е+7 | 500 | 320 | |||||
| 245 | 520 | 310 | ||||||
| 225 | 490 | 280 | ||||||
| 205 | 127 | Нормализация 910 С, отпуск 620 С. |
||||||
| 193 | 420 | 280 | ||||||
| 255 | 451 | Цементация 930 С, закалка 810 С, отпуск 190 С. | ||||||
| Механические свойства марки 20 при повышенных температурах | |||||
| Температура испытания, °С |
σ0,2, МПа |
σВ, МПа |
δ5, % |
ψ, % |
KCU, Дж/см2 |
| 20 | 280 | 430 | 34 | 67 | 218 |
| 200 | 230 | 405 | 28 | 67 | 186 |
| 300 | 170 | 415 | 29 | 64 | 188 |
| 400 | 150 | 340 | 39 | 81 | 100 |
| 500 | 140 | 245 | 40 | 86 | 88 |
| 700 | 130 | 39 | 94 | ||
| 800 | 89 | 51 | 96 | ||
| 900 | 75 | 55 | 100 | ||
| 1000 | 47 | 63 | 100 | ||
| 1100 | 30 | 59 | 100 | ||
| 1200 | 20 | 64 | 100 | ||
| Ударная вязкость KCU (Дж/см3) при низких температурах °С | |||||
| ГОСТ | Состояние поставки | Сечение, мм | KCU при +20 | KCU при -40 | KCU при -60 |
| 19281-73 | Сортовой и фасонный прокат | от 5 до 10 от 10 до 20 вкл.  от 20 до 100 вкл. |
64 59 59 |
39 34 34 |
34 29 — |
| 19282-73 | Листы и полосы | от 5 до 10 от 10 до 60 вкл. |
64 59 |
39 34 |
34 29 |
| Листы после закалки, отпуска (Образцы поперечные) | от 10 до 60 вкл. | — | 49 | 29 | |
| Физические свойства стали 20 |
||||||||||
| Температура испытания, °С | 20 | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 |
| Модуль нормальной упругости, Е, ГПа | 212 | 208 | 203 | 197 | 189 | 177 | 163 | 140 | ||
| Модуль упругости при сдвиге кручением G, ГПа | 78 | 77 | 76 | 73 | 69 | 66 | 59 | |||
| Плотность, pn, кг/м3 | 7859 | 7834 | 7803 | 7770 | 7736 | 7699 | 7659 | 7917 | 7624 | 7600 |
| Коэффициент теплопроводности λ, Вт/(м ·°С) | 51 | 49 | 44 | 43 | 39 | 36 | 32 | 26 | 26 | |
Уд. электросопротивление, R, (p, НОм · м) |
219 | 292 | 381 | 487 | 601 | 758 | 925 | 1094 | 1135 | |
| Коэффициент линейного расширения, а, (10-6 1/°С) | 13.1 | 13.8 | 14.3 | 14.8 | 15.1 | 15.2 | ||||
| Удельная теплоемкость, С, Дж/(кг · °С) | 486 | 498 | 514 | 533 | 555 | 584 | 636 | 703 | 703 | 695 |
Сталь 20. Области применения и свойства
По классификации сталь марки 20 относится к углеродистым конструкционным качественным соединениям.
Конструкционная.
Означает, что данная сталь отлично подходит для изготовления различных строительных конструкций, деталей и механизмов в машиностроении.
Качественная.Означает, что к химическому составу, технологии и процессу изготовления проката из стали 20 предъявляются жесткие требования, в отличие от марок обычных сталей. В качественной стали – минимум неметаллических примесей, газов, серы и фосфора. Это улучшает ее эксплуатационные характеристики. Например, уменьшение содержания серы снижает риск ломкости стального проката при холодной обработке, а фосфора – риск появления трещин при горячей. Также в марках качественных сталей регламентируется допустимое максимальное отклонение процентного содержания углерода — 0,08% от нормы.
Углеродистая. Означает, что основным легирующим элементом в ней является углерод. Содержание иных добавок в ней минимально (точные значения зависят от марки стали).
Применение
Сталь 20 применяют для изготовления различных изделий и для создания различного рода заготовок.
Рассматривая особенности стали марки 20 и ее области применения, являются следующие моменты:
1)Чаще всего применяется при котлостроении. Примером назовем изготовление труб и нагревательных элементов различного назначения.
2)В промышленность поставляются заготовки в виде прутка или листа.
3)Очень часто сталь улучшается путем цементации. Это позволяет увеличить твердость поверхности, но пластичную сердцевину. Примером можно назвать различные оси, кулачки и валики, пальцы и шпиндели, толкательные клапана, пальцы рессора и другие элементы, получившие широкое распространение в машиностроении.
4)На производственные площадки поставляется прокат с различным диаметром. При этом заготовка может обрабатываться резанием при применении токарного и фрезерного, сверлильного и другого оборудования.
5)Трубы изготавливаются при применении электросварки.
Для этого применяется листовая сталь, которая сваривается в точке соприкосновения. При применении метода горячей деформации получают бесшовные трубы, которые обладают высокими эксплуатационными характеристиками.
Химический состав стали 20 регламентирован ГОСТ 1050-58. Согласно его требованиям, массовая доля углерода в ковшевой пробе сплава должна составлять от 0,17% до 0,24%. Поэтому сталь 20 относится к низкоуглеродистым.
Нормы содержания в ней других химических элементов по ГОСТу:
- никеля и меди — не более 0,3%
- мышьяка — не выше 0,08%;
- марганца – 0,35% – 0,65%;
- хрома – не выше 0,25%;
- кремния – 0,17% – 0,37%;
- серы и фосфора — соответственно, не более 0,040% и 0,035%.
Свойства
Углеродистая сталь марки 20 отличается низкой хрупкостью. Благодаря невысокому содержанию Carboneum она также:
мало подвержена образованию флокенов (внутренних разрывов) при изготовлении;
пластична, легко поддается штампованию;
отлично сваривается;
обладает повышенной износостойкостью.
Однако ее нельзя отнести к высокопрочным материалам. Для увеличения поверхностной прочности применяют цементирование – насыщают верхние слои деталей из стали 20 углеродом.
Лист сталь 20
Подобные стали применяются на протяжении длительного периода. Стоит учитывать, что температура применения довольно низкая. Другими словами, структура может быстро нагреваться, за счет чего существенно повышается пластичность. Также металл не может выдерживать воздействие низкой температуры, так как она делает структуру более хрупкой. Существенно увеличить область применения стали 20 смогли при правильном проведении термической обработки, а также легировании структуры.
Теги: Листовой прокат
Сталь20: характеристики, свойства, аналоги Сталь
20 — высококачественная нелегированная сталь, применяемая в металлоконструкциях и деталях, работающих при температурах от -40°С до +450°С. Сортовой прокат горячекатаный и кованый из стали 20 соответствует требованиям ДСТУ 7809 и ГОСТ 1050.
Классификация: Высококачественная конструкционная углеродистая сталь.
Продукция: Стальной лист, сортовой прокат.
Химический состав стали 20 по ДСТУ 7809%
С | Си | Мн | Р | С | Кр | Медь | Никель |
0,17-0,24 | 0,17-0,37 | 0,35-0,65 | ≤0,035 | ≤0,040 | ≤0,25 | ≤0,30 | ≤0,30 |
Механические свойства стали 20 после нормализации
Предел текучести минимальный, Н/мм2, не менее | Предел прочности при растяжении, Н/мм2, не менее | Коэффициент минимального удлинения, %, не менее | Коэффициент сжатия, %, не менее |
245 | 410 | 25 | 55 |
Аналоги стали 20
США | 1020, 1023, 1024, G10200, G10230, h20200, M1020, M1023 |
Япония | С20К, С20КК, С22К, СТБ410, СТКМ12А, СТКМ12А-С, СТКМ13Б, СТКМ13Б-В |
ЕС | 1. |
Китай | 20, 20Г, 20Р, 20З |
Швеция | 1450 |
Австралия | 1020, М1020 |
Швейцария | Ск22 |
Южная Корея | СМ20К, СМ20СК, СМ22К |
1151, 2C22, C20E2C, C22, C22E
Применение
20 сталь используется в строительстве; машиностроение; производство котлов и резервуаров; и нагревательные элементы различных спецификаций. Высококачественная нелегированная конструкционная сталь 20 в виде плоского и прокатного проката используется при изготовлении деталей сварно-сборных конструкций, трубопроводов, аккумуляторов, подшипниковых вкладышей, стропов и других изделий. Термохимическая обработка (цементация, азотирование, нитроцементация и т.
д.) придает осям, шестерням, червячным винтам, фрикционным дискам, валам, шпинделям, болтам, зубьям, штифтам и другим стальным деталям высокую поверхностную твердость и долговечность, несмотря на низкую прочность сердцевины. .
Сварка
Применим любой вид сварки, за исключением компонентов, прошедших термохимическую обработку. Стандартными способами сварки являются ручная дуговая, автоматическая дуговая, автоматическая дуговая сварка под флюсом в среде защитных газов и контактная стыковая сварка.
190
330
000
000
500
250
000