P20 сталь что это

Обновлено: 18.05.2024

Сталь 20 относится к разряду обогащенных углеродом конструкционным сталям высокого уровня качества. На производства поставляется в нескольких вариациях – серебрянка, калиброванная, кованная или горячекатаная. Можно выделить пять типов данной разновидности стали по требованиям к ее механическим свойствам.

Типы стали по требованию к механическим свойствам:

Первый тип представляет собой сталь всех используемых видов обработки, но без проведенных испытаний по растяжению и ударной вязкости.
Второй тип – это образцы нормализованной стали всех типов обработки размеров в двадцать пять миллиметров, которые подвергаются испытаниям на растяжение и ударную вязкость.
Третий тип представляет собой все те же образцы, на которых проводятся вышеупомянутые испытания. Единственное отличие – это их размер. В этом типе он составляет от двадцати шести до ста миллиметров.
Четвертый тип представляет собой образцы из заготовок с размером - до сотни миллиметров, которые были обработаны термическим путем. Они также применяются для проведения испытаний над материалом.
Пятый тип – это также образцы, которые изготовлены из отожженных или выскоопущенных сталей. Еще одно технологическое решение – это образцы из нагартованной стали.

Сталь 20 может быть при необходимости заменена схожими материалами марок 15 и 25.

Технологические свойства стали 20

Для начала процесса ковки достаточно разогреть сталь до +1280 градусов Цельсия, а завершаться процесс должен при температуре -750 градусов Цельсия, при том что охлаждение поковки производится воздушным способом. Сталь марки 20 относится с типу нефлокеночувствительных, а также она не склонна к отпускной способности. Возможность сваривания данного типа стали ничем не ограничена, за исключением тех деталей, которые подвергались химико-термической обработке.

Сталь 20 зачастую используется в процессе производства тех деталей, которые работают со сравнительно небольшим нагружением. Это могут быть оси, пальцы или шестерни, а также и те детали, которые будут подвергаться цементированию для продления срока службы. Помимо всего, такой тип стали может быть использован в процессе изготовления особо тонких деталей, в большинстве своем работающих на истирание. Без термической обработки этот вид стали используется в производстве крюков подъемных кранов, а также прочих деталей, эксплуатация которых производится под некоторым давлением в диапазоне температур от -40 до +450 градусов Цельсия. Химико-термическая обработка наделяет сталь 20 всеми необходимыми свойствами для использования ее в качестве основы для деталей, главной особенностью которых является высокий уровень прочности поверхности.

Химический состав стали 20

Состав марки стали 20 очень разнообразен, ведь в нем представлен углерод, марганец, кремний, медь, мышьяк, никель, фосфор и сера. По сути своей данный тип стали представляет собой очень интересную смесь, в составе которой имеется феррит и перлит. В процессе термической обработки структуру материала можно изменить до пакетного мартенсита. Стоит отметить, что данные преобразования структуры приведут к тому, что прочность стали увеличиться, а ее пластичность, наоборот, уменьшиться. Если сталь 20 подвергнуть термической обработке, после этого она может быть использована в процессе изготовления особой продукции метизного типа.

Форум о полимерах ПластЭксперт

Крупнейшая независимая площадка для обсуждения вопросов производства и переработки пластмасс и эластомеров различными способами. Рекомендации ведущих специалистов.

Материалы пресс-форм, Китай

- Литьевые, пневмовакуумформовочные и выдувные формы, экструзионный инструмент. Материалы, компоненты, конструкции, моделирование, горячеканальные системы и т.п.
- Injection molds, exrtusion dies, molds for thermoforming and blow molding. Materials, components, designs, 3D models, prototypes, hot-runner systems.

Материалы пресс-форм, Китай

Добрый день!
Собираюсь на одном среднеразмерном предприятии заказать порядка 20 пресс форм на хозяйственные изделия (расширяю ассортимент) - тазы ведра и тд.
Решил обратиться в китай.
Предлагают некий материал "718" и "p20". Сталкивался ли кто и что вообще по этому поводу сказать можете?
Российских производителей прошу не предлагать - делал одну форму, трахался год с ними.

Переименовано. Пишите суть темы в заголовке.
Админ

P20 очень много разновидностей, Модификации и тд - но это основная конструкционная марка в китае. Даже 718 сталь - это и есть p20

Эта сталь (P20, 1.2738) схожа с 1.2311 и 1.2312. В качественных формах из подобных сталей делают плиты "пакета", т.е. не сами детали ФОД (пуансон, матрица), а всякие опорные, подкладные плиты и т.п. где не нужна высокая твердость. Для деталей ФОД подобные стали применяют когда нет требований к высокой твердости и есть смысл сэкономить (сталь поставляется предварительно закаленной примерно до 300HB и дальнейшая закалка и финишная обработка после закалки ей не нужна, а детали БОЛЬШИХ форм иногда очень сложно и дорого закаливать).

Соответственно если Вас устраивает не слишком высокая твердость ФОД - то это приемлемый вариант. И еще: Вы же не будете хим. анализ стали во время приемки формы делать? Так что для Вас, как для заказчика, важнее в договоре указать твердость ФОД (т.к. твердость относительно легко померить) и отделку поверхности (тиснение, шагрень, полировка "как у кота яйца" и т.п. - если Китайцы не ту сталь возьмут, сами себе злобные буратины будут).

P.S.: Твердость ФОД в районе 300HB предполагает некую культуру в эксплуатации формы, ковыряние стальной отверткой ее быстро убьет.
P.P.S.: Эта сталь к нержавеющим не относится, что опять-таки подразумевает некую культуру в эксплуатации.

В общем да, хочу твердомер купить (сказали есть варианты в районе 60-70 тысяч за хороший переносной) и на месте с ними уже время проводить во время заказа. Так же предложили материал 1.2738 или как они назвали его 2738. Сказали мол - типа это для таких хозяйственных форм особо не используют, но если хотите - хозяин барин - касса вас ждет. Там hrc в районе 40ка получается. Есть ли смысл таким образом добраться до hrc в районе 50? В современном рынке я очень сомневаюсь, что подобных изделий в течении ближайших 7 лет я продам миллион, рынок насыщен всем подряд. И соответственно заявленные на 2738 полмиллиона мне хватит слихвой.
Плюс у нас большой опыт работы в литье, отверткой никто ковырять не будет :) Собственно сам завод - zxmold,com/english/index.asp?u=5 Мож кто чего знает плохого про него, али хорошего. Друзья мои в китае называют сие предприятие "нормальным, без шика, но и не гараж". Ценник адекватный, не ульрадешего, но и не супердорого.
В общем, правильно ли я понимаю - беру твердомер, спеца по металлообработке, чешу туда и стою над ними. Металл беру в районе hrc -40. Стоит ли вообще спрашивать про некий H13, в котором твердость заявляют в районе 50-ти?

Фод это деталь формообразующая. Вам выше уже обьяснили, что смыла делать опорные плиты с высокой твердостью нет. Это щик. Вы переплачиваете за марку, но не за эксплуатационную хар-ку. Потому вам и сказали, что если хочется хорошей марки стали и высокой твердости то ее необходимо применять только для Фод. Для остальных частей не имеет особо смысла.

В общем да, хочу твердомер купить (сказали есть варианты в районе 60-70 тысяч за хороший переносной) и на месте с ними уже время проводить во время заказа.

Ну посчитал просто, что при покупке пресс-форм на ~250k$ целесообразно дополнительную тыщенку заплатить за сей прибор. Да и свои хочу проверить, которые сейчас использую, дабы сравнить.

То есть если я правильно понял:

Есть сами плиты
Есть ФОБ.
Фоб целесообразно делать с показателем hrc в районе 40, на плитах можно съэкономить. Олега читал, спасибо, напишу ему, надеюсь, что-нибудь подскажет :)

Если не технолог, то заплатите тыщенку технологу, авось и получится что дельное.
С вашим подходом - вряд ли.

Есть сами плиты
Есть ФОБ.

Тот, кто красиво говорит и обладает привлекательной наружностью, редко бывает истинно человечен. Конфуций

Не ФОБ, а ФОД - от слова Деталь, как уже сказали. ФОД - это все детали, которые контактируют с пластиком изделия, т.е. оформляют его форму в процессе впрыска. ФОД могут быть в виде целых плит (особенно если форма маленькая), или же отдельных деталей или вставок в плиты. Что такое плиты - думаю объяснять не надо если Вы видели хоть одну форму, хотя бы на картинке Если нет, то посмотрите.

Фоб целесообразно делать с показателем hrc в районе 40, на плитах можно съэкономить. Олега читал, спасибо, напишу ему, надеюсь, что-нибудь подскажет :)

В практически любой форме используется много разных марок сталей: на направляющие колонки одни, на литниковую втулку другие и т.д. Но если слегка упростить, то Вам должен быть важен только металл деталей/плит ФОД. Если хотите знать чуть больше, то можно поинтересоваться и сталью для остальных плит.

Далее, чтобы Вы понимали хотя бы примерно:

Для прочих плит в 99% используют два варианта: 1) сталь 40, 45, 1.1730 и т.п. - без закалки подойдет для большинства форм 2) 1.2312, 1.2738, P20, Toloox 33 и т.п. - предварительно закаленные для особых случаев (когда требуется повышенная прочность плит из-за малой толщины, в формах на скоростное тонкостненное литье и т.п.)

Для плит/деталей ФОД используют намного больше вариантов в зависимости от желаемой стойкости формы в циклах, перерабатываемого пластика, желаемой отделки поверхности изделия и т.д. Не буду перечислять здесь все варианты, остановлюсь лишь на 2 наиболее распространенных: а) Предварительно закаленные стали (в чем выгода уже писал) 1.2311, 1.2312, 1.2738, P20, 1.2085 (нержавейка) и т.п. они все примерно 32 HRC в состоянии поставки (если китайцы заявляют около 40 это конечно их право ) б) Стали для последующей закалки: 40Х13 и 1.2083 (нержавейки), 4Х5МФС (это примерно 1.2343 и 1.2344 или Ваша H13) 1.2767 и т.д. Эти стали можно закалить минимум до 40 HRC и выше (в некоторых случаях выше 52 единиц) Однако стоимость увеличивается по понятным причинам - у изготовителя формы значительно прибавляется возни.

Что Вам конкретно подойдет лучше всего знать именно Вам, т.к. сами говорите, что:

соответственно сможете сделать вывод удовлетворяет ли Вас стойкость существующих форм Можно лишь сказать, что на хозтовары, особенно на большие формы, в целях экономии берут стали группы а), так как экономия в стоимости формы может достигать чуть ли не 40-50%. Для ведер и ведерок уже не все так просто - серьезные производители используют стали из списка б) да еще и с наворотами (омеднение пуансонов, вставки из бериллиевой бронзы на концах пуансонов и т.д.) Тут все зависит только от Ваших возможностей и рынка сбыта - хотите лить их миллионами с заданным коротким циклом, тогда придется раскошелиться значительно серьезнее. Не хотите - тогда вариант из списка а)

Материал китайских пресс-форм

Хотел бы узнать Ваше мнение по применяемой китайцами инструментальной стали Р20

Характеристики в прикреплённом файле.

Сталь Р20 - это самая недорогая и самая говнистая сталь, которая применяется для изготовления формообразующих деталей в Китае. Максимальная твёрдость - 30 HRC и то редко встречается, потому что подделок Р20 в Китае хоть отбавляй. Если хочется, чтобы форма работала долго, необходимо иметь твёрдость 50. На этой твёрдости хорошо работает сталь 1.2344, но стоит она в разы дороже. Сталь Р20 оправдана на больших формах (тазики всякие, хозяйственные вёдра и т.п) потому что удельная стоимость стали очень хорошо ощутима именно на больших формах. Тут можно здорово сэкономить. На маленьких формах экономия неоправдана. Так же Р20 подходит для форм, которые планируется эксплуатировать не более 200-300 тысяч циклов. Сталь Р20 очень плохо держит полировку, то есть в процессе эксплуатации пресс-формы (даже на мягких пластиках типа пластиков полиолефиновой группы) полированная поверхность быстро становится матовой. В общем случае, Р20 хорошо подходит для того, чтобы получить результат очень быстро и недорого.

Олег, а часто еще встречаю маркировку S50C и 718H/H13.
Из того что нашел сам понял что 718H в основном используют под азотирование, а H13 закалка.
Что о таких сталях скажете хорошего/плохого?

И ещё. О цене стали Р20. Её лигатура содержит хрома около 1,8%, никеля полпроцента и молибдена полпроцента, то есть никеля и молибдена - следы. К примеру, всем известная ходовая нержавейка 40Х13 имеет 13% хрома, но таким уж сверхестественным дефицитом не является. Сталь Х18Н10Т содержит хрома 18%, никеля 10% и титана около 1%. Из этого материала делают нержавеющие кастрюли, вилки, ложки. В Р20 хрома в десять раз меньше, чем в этих сталях, а молибдена и никеля - в следовых количествах. Сколько может стоит Р20? Не очень дорого. В какую сторону и на сколько могут отличаться свойства этой стали от стали, применяемой для изготовления кастрюль? Наверное, в какую-то сторону могут отличаться.

S50C - полный аналог нашей Стали 45. Из этого материала делают пакеты, уменьшать стоимость стали на пакет больше нет смысла, потому что всё, что хуже Стали 45 тупо продавливается прихватами при обработке, а Сталь 45 для пакетов самое то: твёрдость для пакетов хорошая (по факту где-то 200-230 НВ) и цена низкая. Кстати, если хочется иметь суперпакет, то его делают из стали Р20. Суперпакет - это когда плиты слишком тонкие или в целом хочется спать спокойно думая о том, что форма поработает миллион и больше.

718Н - это в некотором роде аналог Р20, только лигатуры побольше и твёрдость повыше (до 35 HRC). Эту сталь не надо путать с 718НН. 718НН - это аналог NAK80. Твёрдость уже 40HRC. В общем, 718Н в общем случае работает где-то до 300-400 тыс. циклов.

Н13 поставляется в незакалённом виде (в отличие от вышеназванных) и калится уже до 50HRC. Н13 - это уже переход к более серьёзному разговору. Н13 - это аналог моей любимой 1.2344, только стоит дешевле и вредных примесей в ней поболее. Работает Н13 в общем случае до 800 тыс циклов.

Понятно, что до сколько проработает такая-то сталь - это вещь очень условная, ориентировочная и этот параметр зависит от множества факторов.

Теперь про азотирование. Китайское азотирование формообразующих деталей - это обычно профанация. Дело в том, что хорошо азотируются стали с высоким содержанием алюминия. После азотирования в неглубоком поверхностном слое стали образуется нитрид алюминия, то есть весьма твёрдое химическое соединение. Если у нас в лигатуре стали нет алюминия или есть, но в крайне малом количестве, то твёрдым химическим соединениям взяться особо неоткуда. Например, хорошо азотируется сталь 38Х2МЮА. Из этой стали делают шнеки-цилиндры и азотирование этих деталей - вещь обыденная. Как известно, работают шнеки-цилиндры очень даже не плохо и долго даже на вторичке. При работе на вторичке твёрдые частицы трутся о поверхность шнека-цилиндра, а при литье под давлением материал не скользит внутри пресс-формы, а как бы накладывается на стенку, то есть поток полимера выворачивается на стенку формообразующей детали как рукав, который выворачивают. Истирающая нагрузка возникает при съёме изделия и то далеко не каждая абразивная частица у нас выскочила на поверхность изделия. А в шнеке-цилиндре материал целенаправленно трётся о стенки этих деталей. То есть имеются стали, которые хорошо азотируются, а есть стали, которые азотируются не очень здорово. При работе со стеклонаполненными пластиками имеет смысл азотировать изначально мягкую пресс-форму, потому что стекло в материале здорово обдирает оформляющие, но вот от скорого наступления облоя азотирование не шибко спасёт.

Общий комментарий по сталям. Если вы заказываете форму в Китае, ориентируйтесь на объявленную твёрдость формообразующих деталей, а не на материал. Проблема в том, что вас всё равно китайцы обманут. "Аналогов" фирменных сталей в Китае хоть пруд пруди, иногда разница в цене у одного и того же продавца стали на одну и ту же марку стали составляет 50%. Химанализ этой стали может показать наличие правильной лигатуры в приемлемых количествах, но вот свойства и цена этой стали будут различными. Поэтому ориентироваться нужно на твёрдость, а не на марку. В конце концов, твёрдость вы сможете легко и просто померить самостоятельно и без лаборатории.

Верить всяким сертификатам на сталь, которые дают китайцы - просто глупо. Подделка государственных документов в любой стране является уголовным преступлением. Тем не менее, диплом ВУЗа вы можете заказать в переходе московского метро. Само метро обклеено объявлением о продаже больничных листов, регистрации и прочего. Это почему-то никого не удивляет и вряд ли сейчас кто-то до конца верит предъявленному диплому. Зато, блин, китайцам и документам выданным частной лавочкой, то есть негосударственным документам, кто-то верит. А на одном таком документе можно сэкономить поболее, чем кто-то зарабатывает на продаже одного левого диплома. Диплом стоит около 8000 рублей, а на форму стали идёт порою на несколько тысяч и десятков тысяч долларов. За такие деньги вам покажут любую бумажку подписанную самим Мао Цзедуном в его мавзолее. Лохи хавают, конечно нужно показывать такие бумажки. Тут одни ребята даже на этом форуме написали: "Чем подтверждается качество стали, из которой сделаны ФОД пресс-форм, которые вы продаёте?" "Как чем? Сертификатами китайских изготовителей пресс-форм, у которых мы эти самые пресс-формы покупаем."

Сталь 20: качества, характеристики, сортамент, сферы применения и условия эксплуатации

Сплав, который характеризуется простотой эксплуатации, легкостью в обработке, хорошими показателями прочности, твердости, а также невысокой стоимостью, можно с уверенностью назвать универсальным, применимым в любых условиях. Сталь 20 не является специализированной сталью, напротив, возможности ее применения настолько широки, что ей нашлось место практически в каждой промышленной отрасли.

Подробную информацию о поставках листовой стали и калькулятор цен можно посмотреть на нашем сайте.

Общие данные

Сталь 20 - это конструкционная углеродистая качественная сталь, широко применяемая в промышленности. Ее популярность не уступает стали 09Г2С, хотя по техническим и эксплуатационным характеристикам между этими марками существует заметная разница. Сталь 20 применяется главным образом для производства деталей, сварных конструкций, в строительстве, машиностроении, но полный список отраслей ее применения занял бы несколько страниц текста. Практичность стали этой марки позволяет ей занимать одно из лидирующих положений на рынке среди металлов черного проката.

Характеристики

Металл характеризуется отличной свариваемостью, нет никаких специальных требований к сварке за исключением случаев, когда детали ранее подвергались химической или термической обработке. Сталь 20 не склонна к отпускной хрупкости, нечувствительна к флокенам и флокеночувствительности. Сплав устойчив к обработке давлением, хорошо режется любыми способами, не трескается, поддается поверхностной механической обработке.

Сталь 20 менее устойчива к химическому воздействию, не рекомендуется контакт с щелочами и кислотами. Нет защиты от коррозии, изделия из стали 20 не рекомендуется использовать в условиях повышенной влажности, в контакте с водой без дополнительных защитных покрытий (цинка, хрома или краски).

Преимущества и недостатки стали 20

Сталь 20 отличается качеством и сравнительно невысокой стоимостью производства. Это улучшаемый сплав, что делает его приспосабливаемым к эксплуатации в самых разных условиях и, как следствие, распространенным.

Сталь 20 корозионно неустойчива и подвержена влиянию химических веществ - это ее главный недостаток. К достоинствам можно отнести:

хорошую свариваемость без особых требований к процедуре;
несклонность к отпускной хрупкости;
нечувствительность к флокенам;
соотношение цена-качество;
плотность материала;
умеренную прочность.

Сталь 20 - это черный металл с простым составом без дорогих легирующих добавок. Сплав производится давно, процесс производства хорошо изучен, оптимизирован, отработан ; нет никаких особых условий или требований, поэтому металл не отличается высокой стоимостью.

Расшифровка маркировки

Маркировка стали 20 указывает на химический состав сплава, в частности ; на долю углерода в составе. Так как сталь 20 считается высококачественной, к точности ее химического состава предъявляются более высокие требования.

Химический состав

Химический состав стали 20 включает в себя следующие элементы и их обозначения:

Углерод. Первая цифра 20 указывает на содержание углерода в сотых долях, т.е. 0.2%. Достоинством стали с повышенным содержанием углерода является более высокая прочность, но этот же показатель приводит к снижению пластичности.
Кремний. Доля кремния в сплаве составляет от 0.17 до 0.35%. Благодаря наличию кремния в составе металла, снижаются пористость, количество газовых раковин, негативно влияющих на прочность сплава. Поры и раковины образуются из-за газов кислорода, азота и водорода, за удаление частиц которых отвечает кремний.
Марганец. Доля марганца составляет от 0.35 до 0.6%. Марганец, как и кремний, препятствует окислению, а также выводит серу из состава. Благодаря марганцу термическая обработка под давлением протекает с низкой вероятностью образования трещин, улучшается результативность ковки и сварочных работ, поверхность изделий становится более качественной.
Хром, медь, никель. Доля никеля и меди обычно не превышает 0.3%, доля хрома ; 0.2%. Это легирующие добавки, оказывающие положительное влияние на свойства стали, но в данном случае их содержание незначительно, поэтому заметного влияния на характеристики сплава они не оказывают.
Фосфор, сера. Содержание фосфора допустимо до 0.035%, серы ; до 0.04%. Это примеси, оказывающие вредное воздействие на сталь. Они повышают хрупкость, негативно влияют на вязкость, в результате чего сталь теряет устойчивость к динамическим нагрузкам.
Железо. Остальная часть сплава приходится на железо.

Химический состав в % материала 20

0.17 - 0.24

0.17 - 0.37

0.35 - 0.65

до 0.3

до 0.04

до 0.035

до 0.25

до 0.08

Виды проката

Существует две основные технологии получения прокатного профиля из стали 20:

Горячее деформирование - применяется для проката заготовок более 4 мм толщиной. Горячее деформирование приводит к образованию окалины, что является главным недостатком данной технологии.
Холодное деформирование ; применяется для проката тонких заготовок (до 4 мм). В результате холодного деформирования повышается прочность сплава благодаря наклепу.

Виды изделий из стали 20

профиль всех разновидностей: швеллер, лист, двутавр, уголок, пруток, проволока;
трубы бесшовные, высокопрочные, полученные способом волочения (холодного или горячего);
трубы цельносварные холоднокатаные, сваренные из цельного листа стали 20 по длинне трубы.

Стандарты производства

сортовой прокат, в том числе фасонный — ГОСТ 1050-88, ГОСТ 2590-2006, ГОСТ 2591-2006, ГОСТ 2879-2006, ГОСТ 8509-93, ГОСТ 8510-86, ГОСТ 8240-97, ГОСТ 8239-89;
калиброванный пруток — ГОСТ 7417-75, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78, ГОСТ 10702-78;
шлифованный пруток и серебрянка — ГОСТ 14955-77;
лист толстый — ГОСТ 1577-93, ГОСТ 19903-74;
лист тонкий — ГОСТ 16523-97;
лента — ГОСТ 6009-74, ГОСТ 10234-77, ГОСТ 103-2006, ГОСТ 82-70;
проволока — ГОСТ 5663-79, ГОСТ 17305-91;
поковки и кованые заготовки — ГОСТ 8479-70;
трубы — ГОСТ 10704-91, ГОСТ 10705-80, ГОСТ 8731-74, ГОСТ 8732-78, ГОСТ 8733-74, ГОСТ 5654-76, ГОСТ 550-75.

Назначение и применение

Сталь 20 относится к самым распространенным маркам стали в отечественной промышленности, ее универсальность позволяет производить практически все виды металлических изделий. Основные области применения стали 20:

Машиностроение. Из стали 20 делают крепежные приспособления, соединительные элементы механизмов, шестерни, червяки, кронштейны, валы подшипники, вкладыши.
Трубопроводы. Из стали 20 делают трубы сварные и бесшовные, запорную арматуру и переходники ; крестовины, накидные гайки, ниппели, штуцера, шестигранники, муфты, краны, коллекторы, перегреватели, части котлов, работающие под высоким давлением.
Строительство. Крепежи, крюки, несущие фермы, балки и многое другое. В строительстве сталь 20 популярна благодаря хорошей свариваемости, удовлетворительной прочности и доступности.

Три вида стали 20 по уровню раскисления

Раскисление - это удаление кислорода из состава стали 20 с целью снизить показатель хрупкости при горячей обработке. Степень или уровень раскисления по-другому можно назвать степенью выделения газов при затвердевании стали. Интенсивность выделения газов или кипение сильно сказывается на структуре застывшего металла, соответственно, чем выше уровень раскисления, тем более цельной и прочной будет структура.

Спокойная и полуспокойная сталь

Сталь, которая раскисляется кремнием и марганцем, может быть максимально очищена от содержания кислорода. Для такой стали характерна целостная структура без пузырьков и пор, т.к. сплав застывает в спокойном состоянии, без активного выделения газов. Образование усадочной раковины происходит в верхней части, она удаляется механическим путем.

Спокойная сталь дороже кипящей и полуспокойной, т.к. сложнее в производстве. Она используется при изготовлении изделий с высокими требованиями к прочности, например, для несущих конструкций, железнодорожных путей и т.д.

Полуспокойная сталь ; среднее состояние между спокойной и кипящей сталью, характеризуется средней пористостью. Она бывает разного качества и применяется для изготовления сварных конструкций, заготовок для трубного проката, крепежей.

Спокойная сталь обладает самыми высокими показателями прочности и надежности, но ее использование может быть экономически невыгодно в тех отраслях, где к стальным изделиям не предъявляются высокие требования.

Кипящая сталь

Сталь 20, процесс раскисления которой осуществляется благодаря марганцу, содержит наибольшее количество растворенных газов и оксидов железа. При затвердевании кипящей стали активно выделяется азот и углекислый газ, образуются множественные пузырьки и поры. Такая сталь уступает спокойной и полуспокойной стали по прочности, но имеет ряд положительных характеристик. Она отлично штампуется, процесс ее производства проще и дешевле, производство - безотходное.

Кипящая сталь подходит для производства изделий, которые не подвергаются высоким нагрузкам при эксплуатации. Это могут быть различные виды ограждений, листовая обшивка, прочие металлоконструкции.

Механические свойства

Сталь 20 отличается высокими механическими показателями, такими как пластичность, твердость и прочность. Высокий показатель ударной вязкости позволяет стали достойно выдерживать повышение динамические нагрузки. Прочность улучшается термической или механической обработками - наклепом, прокатыванием роликами, отжигом, нормализацией.

Удельный вес стали составляет 7.85 г/см3. Максимальный коэффициент линейного расширения ст 20 = 14,8·10-6 град-1 при температурах 27-700°С. Показатели для калиброванной горячекатанной стали 2-й категории: временное сопротивление разрыву 410 МПа, относительное удлинение после разрыва 25 %, относительное сужение 55 %, твердость по Бринеллю 4,8.

Сталь 20: качественные характеристики и области примения

Калиброванный пруток ГОСТ 7417-75, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78, ГОСТ 10702-78.

Шлифованный пруток и серебрянка ГОСТ 14955-77, ГОСТ 10702-78.

Лист толстый ГОСТ 1577-81, ГОСТ 19903-74.

Лист тонкий ГОСТ 16523-70.

Лента ГОСТ 6009-74, ГОСТ 10234-77.

Полоса ГОСТ 1577-81, ГОСТ 103-76, ГОСТ 82-70.

Проволока ГОСТ 5663-79, ГОСТ 17305-71.

Поковки и кованые заготовки ГОСТ 8479-70.

Преимущества стали и его недостатки

Марка стали 20 имеет основное достоинство – этот высококачественный сплав с хорошими технологическими характеристиками можно приобрести по умеренной цене. При использовании металла для производства продукции отмечаются его преимущества:

является одновременно пластичным и прочным, устойчивым к истиранию;
сохраняет необходимые качества при работе в диапазоне температур (-40 — +450 оС);
имеет низкую флокеночувствительность;
устойчив к воздействию среды, находящейся под высоким давлением (газ, пар);
в структуре сплава практически не образуются трещины после его обработки давлением;
металл обладает высокой свариваемостью (до его термообработки);
после выполнения сварочных работ швы не требуется закаливать;

При использовании металла необходимо учитывать его главный недостаток – появление признаков коррозии на поверхности. Для недопущения такого процесса необходимо покрытие специальным защитным химсоставом (гальваника).

Расшифровки маркировки

Сталь 20 — углеродистая. Именно процентное содержание вещества – углерода, определяет название сплава. По ГОСТу 1050-88 его должно быть от 0,17 до 0,24%, или среднее значение – 0,2%. Оно и используется для маркировки металла.

Состав и структура

Основа — железо. Дополнительные компоненты:

Углерод (0,2%). От данного компонента зависит прочность, твердость сплава. Чем его больше, тем выше эти показатели, но при этом снижается пластичность.
Марганец (0,6%). Это сильный раскислитель. При его добавлении снижается количество серы в составе. Увеличивает показатель прочности, износоустойчивости у поверхности структуры сплава. Улучшает ковку, сварку металла.
Кремний (0,35%). Сильный раскислитель. Добавляется для уменьшения содержания азота, кислорода, водорода. Это снижает количество пор, газовых раковин, которые негативно влияют на прочность.
Медь (0,3%), хром (0,2%), никель (0,3%). Эти компоненты нужны для повышения устойчивости к образованию ржавчины, увеличения механической стойкости.
Сера (0,04%), фосфор (0,035%). Вредные компоненты, которые ухудшают его технические характеристики, свойства.

От количества дополнительных компонентов зависят свойства, параметры готовой продукции. Для их изменения состав может насыщаться разными легирующими добавками.

Массовая доля элементов стали 20 по ГОСТ 1050-2013

C (Углерод)	Si (Кремний)	Mn (Марганец)	P (Фосфор)	S (Сера)	Cr (Хром)	Ni (Никель)	Cu (Медь)	Fe (Железо)
0,17 — 0,24	0,17 — 0,37	0,35 — 0,65	< 0,03	< 0,035	< 0,25	< 0,30	< 0,30	остальное

Характеристики и свойства

Показатель плотности — 7850 кг/м3.
Начало плавления сплава — от 1500 °C.
Теплопроводность готовой продукции без увеличенного количества легирующих добавок — 48 Вт/м*К.
Теплоемкость — 490 Дж/кг*К.
Линейное расширение — 11.6*10-6 1/град.
Электрическое сопротивление — 220 Мом*мм.

Низкая устойчивость к воздействию щелочей, кислот.
Быстрое образование ржавчины при длительном воздействии влаги.

Чтобы сделать сталь устойчивой к коррозионным процессам, производители наносят гальваническое покрытие, основой которого является хром, цинк.

Простая механическая обработка.
Средние показатели твердости, прочности.
Модуль упругости — 200 Мпа.
Относительное удлинение на разрыв — 26%.
Максимальное сужение структуры — 55%.
Предел выносливости металла — 14 кг/мм2.
Ударная вязкость металлических поверхностей — 780 кДж/м2.
Прочность структуры на разрыв — до 46 кг/мм2.

Металл хорошо проводит электрический ток, является паромагнетиком.

Механические свойства

Механические свойства при повышенных температурах

Механические свойства проката

Механические свойства поковок

Механические свойства стали после ХТО

Свойства по стандарту ГОСТ 1050-2013

Предел текучести, σ0,2, МПа	Временное сопротивление разрыву, σв, МПа	Относительное удлинение при разрыве, δ5, %	Относительное сужение, ψ, %
> 245	> 410	> 25	> 55

Свойства по стандарту ГОСТ 2284-79

Сортамент	Предел текучести, σ0,2, МПа	Временное сопротивление разрыву, σв, МПа	Относительное удлинение при разрыве, δ5, %
Лента отожженная	—	310-540	18
Лента нагартованная	—	490-830	—

Технологические свойства

Температура критических точек

Ударная вязкость

Ударная вязкость, KCU, Дж/см2

Предел выносливости

Химические свойства

У материала невысокая химическая устойчивость к большинству кислотных соединений. Если на поверхность попадёт влага, на ней останется ржавчина. Из-за неё сильно ухудшается внешний вид, прочность.

Чтобы защитить материал от коррозии, следует наносить гальванические покрытия (хром, цинк, прочие схожие соединения).

Физические свойства

Уровень раскисления

Спокойная сталь 20. За счёт введения кремния и марганца, полностью отсутствует кислород. Оксидов железа также очень небольшое количество. Это и обеспечивает «спокойное» застывание металла в ковше. Однородность, плотность СТ20 на выходе отличные, только сверху формируется газовая раковина.
Кипящая сталь. Образовывается путём раскисления марганца, что ведёт к повышению содержания закиси железа. Соединение образует углекислый газ. В итоге формируются пузыри газа, выглядящие как кипящая масса. Такой металл очень пористый, химические элементы распределены неравномерно, что обуславливает ухудшение механических характеристик, увеличивает опасность появления трещин, ухудшает свариваемость. Но есть и достоинства – невысокая цена, отсутствие небезопасных отходов.
Полуспокойная СТ20. Нечто среднее между предыдущими разновидностями сплава.

Особенности термообработки

Для материала предусмотрена термообработка – закалка, отпуск, отжиг. После их выполнения изменяется ферритно-перлитная структура, которая преобразуется в мартенситную. Происходит уменьшение пластичности материала с одновременным увеличением его прочности.

При нагреве заготовок используются печи двух видов – индукционные, доменные. Для закалки выдерживается температурный режим от 790 до 820оС. Время нахождения изделий в печи может быть разным, определяется технологией. Охлаждение выполняется на воздухе, в масле или воде. Для отжига выполняют нагрев заготовок до 160 – 200оС.

Зависимо от степени раскисления можно выделить три типа стали:

Кипящая. Для раскисления применяется марганец. В составе повышается количество железа. При взаимодействии с углеродом выделяется большое количество углекислого газа. Особенность данного вида стали — высокая пористость. Основные компоненты металла распределяются по структуре неравномерно. Из-за этого снижается показатель прочности.
Спокойная. Образуется в процессе удаления кислорода из состава металла. Для этого в сплав вводится марганец, кремний. Внутри содержится минимальное количество оксида железа. Структура однородная, упорядоченная. Сталь получается высокопрочной. Газовые карманы, которые образуются возле поверхностей, удаляются механическим путем.

Третий вид — полустойкий сплав. Представляет собой комбинацию двух вариантов.

Виды прокатного профиля

Прокатный профиль из СТ 20 получают одним из двух способов:

Горячее деформирование. Данный метод используется только для изделий определенной толщины, который не должен быть выше 4 мм.
Холодное деформирование. Для малой толщины изделий. В результате процедуры происходит утолщение сплава.

Этими методами получают следующие виды проката:

Холоднокатаные трубы из стали, сваренной целиком. Листы подлежат соединению по краям швов, которые выступают по прямой линии. Это делают после предварительной их свертки по радиусу. Получаются цельные изделия с повышенной твердостью.
Бесшовные трубы. Применяется метод горячего и холодного волочения, что придает изделию максимальную прочность и устанавливает достаточно высокую цену.
Профиля всех видов: листы, швеллера, проволоки, прутки. Можно изготавливать любые по длине и ширине изделия.

Изготовление

Конверторный. Расплавленный металл продувается потоком воздуха.
Мартеновский. Плавка металлического лома в специальных печах.
С использованием электропечей. Позволяют контролировать рабочий процесс.

Материал применяется для изготовления разного вида проката:

Холодного деформирования. Применяется для прокатки заготовок толщиной не более 4 мм. При наклепе увеличивается прочность сплава.
Горячего деформирования. Применяется для прокатки заготовок толщиной свыше 4 мм.

Горячее деформирование — востребованная технология проката металла, но на поверхностях образуется окалина, из-за которой снижается прочность материала.

Основные отличия Стали 20 от Стали 20А

Добавление буквы «А» в конце обозначения Стали 20, указывает на то что Сталь 20А относиться к категории — сталь высококачественная. Основные отличия в химическом составе это более жёсткие требования по содержанию Серы (S) и более широкие по содержанию Углерода (С) (смотреть таблицу).

Следовательно Сталь 20А менее подвержено охрупчиванию.

Сферы применения

Определенные технические характеристики стали 20 объясняют ее применение в разных направлениях промышленности:

Производстве трубной арматуры (накидных гаек, штуцеров, фланцев, крестовин, ниппелей).
Изготовлении строительных материалов.
Сборке разных металлоконструкций, машин, судов, промышленного оборудования.

Из этого металла производят:

Бесшовные трубы. Изготавливаются путем холодного, горячего волочения. Их особенность — высокая прочность.
Цельносварные холоднокатаные трубы.
Различные профиля (проволоку, двутавры, швеллера, металлические уголки, листы разной толщины, прутки).

Изделия из этого сплава изготавливаются по определенным государственным стандартам:

ГОСТ 17305-91— производство проволоки разного сечения.
ГОСТ 82-70 — изготовление металлических лент разной ширины.
ГОСТ 16523-97 — производство легких листов малой толщины.
ГОСТ 10704-9 — изготовление труб.
ГОСТ 8479-70 — производство кованых деталей, поковок.
ГОСТ 1577-93 — изготовление металлических листов большой толщины.
ГОСТ 14955-77 — производство серебрянки, шлифовальных прутков.
ГОСТ 7417-75 — изготовление калиброванных прутков.
ГОСТ 8240-97, ГОСТ 1050-88 — производство фасонного, сортового проката.

В ГОСТах указываются основные требования к готовой продукции, ее испытания для допуска в продажу.

Стоимость тонны стали

СТ20 включена в класс чёрных металлов. Стоимость тонны лома зависит от региона приобретения и колеблется в пределах 28000-30000 рублей.

Стоимость складывается из ряда факторов, среди которых коррозийные следы (их появление возможно в результате хранения материала) и объём партии. Сдача лома обуславливает повышение цены. В подобном случае наценка осуществима лишь при реализации тысячи тонн и более.

Аналоги материала

Для некоторых изделий допускается замена материала сталью, имеющей аналогичные качества. Продукция российских производителей — сталь 40Х, 30, 25, 15. Металл-заменитель может поставляться из-за рубежа – 20 (Китай), S20C (Япония), 1020, 1023 (США), C22R (Германия).

Читайте также: