Сталь 20 тв1 м1

Обновлено: 07.05.2024

Сталь углеродистая качественная конструкционная ГОСТ 1050-88

Область применения.

Стандарт устанавливает общие технические условия для горячекатаного и кованого сортового проката из углеродистой качественной конструкционной стали марок 08, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, и 60 диаметром и толщиной до 250 мм, а так же проката калиброванного и со специальной отделкой поверхности всех марок.

В части норм химического состава стандарт распространяется и на другие виды проката, слитки, поковки, штамповки из стали марок, перечисленных выше, а так же стали марок 05кп, 08кп, 08пс, 10кп, 10пс, 11кп, 15кп, 15пс, 20кп и 20пс.

Классификация.

Обозначение двумя первыми цифрами: 08, 10, 15, 20 и т. д. до 60 показывает среднее содержание углерода в сотых долях процента. Буквы кп и пс после цифр соответствуют кипящей или полуспокойной стали.

1ГП – горячая осадка (испытание);

2ГП – для горячей обработки давлением;

3ГП – для холодной механической обработки;

М1 – в нормализованном состоянии;

М2 – нагартованный или нормируемые механические свойства;

М3 – с нормированными механическими свойствами;

ТО – отожженный, высокоотпущенный;

  • ТВ1 – без термической обработки;
  • ТВ2 – нормируемая твёрдость;
  • ТВ3 – нагартованный прокат;

Марка стали

Рекомендуемое применение

Свариваемость

Детали к которым предъявляются требования высокой пластичности, шайбы патрубки, прокладки и другие неответственные детали, работающие в интервале температур от — 40 до + 450 градусов по Цельсию.

Сваривается без ограничений, кроме деталей после химико- термической обработки.

Для прокладок, шайб, вилок, труб, а также деталей подвергаемых химико-термической обработке — втулок, проушин, тяг.

Сваривается без ограничений, кроме деталей после химико-термической обработки.

Детали работающие при температуре до + 450 градусов, к которым предъявляются требования высокой пластичности, после химико-термической обработки (ХТО) — детали с высокой поверхностной твердостью при невысокой прочности сердцевины.

Детали работающие при температуре от — 40 до + 450 градусов, к которым предъявляются требования высокой пластичности, а также: втулки, шайбы, ушки, винты и другие детали после ХТО, к которым предъявляются требования высокой поверхностной твердости и износостойкости при невысокой прочности сердцевины.

Болты, винты, крюки и другие детали, к которым предъявляются требования высокой пластичности и работающие при температуре от-40 до + 450 градусов; после ХТО — рычаги, кулачки, гайки и другие детали, к которым предъявляются требования высокой поверхностной твердости при невысокой прочности сердцевины.

Элементы трубных соединений, штуцера, вилки и другие детали котлотурбостроения, работающие при температуре от — 40 до + 450 градусов; после цементации и цианирования детали, к которым предъявляются требования высокой поверхностной твердости и невысокой твердости сердцевины(крепежные детали, рычаги, оси и т.п.)

Сваривается без ограничений.

Для сварных строительных конструкций в виде листов различной толщины и фасонных профилей.

После нормализации или без термообработки крюки кранов, муфты, вкладыши подшипников и другие детали, работающие при температурах от — 40 до+ 450 градусов под давлением; после ХТО — шестерни, червяки и другие детали, к которым предъявляются требования высокой поверхностной твердости и невысокой прочности сердцевины.

После нормализации или без термообработки патрубки, штуцера, вилки, болты корпуса аппаратов и другие детали из кипящих сталей, работающие при температурах от — 20 до + 450 градусов; после цементации и цианирования — оси, крепежные детали, пальцы, звездочки и другие детали, к которым предъявляются требования высокой поверхностной твердости и невысокой твердости сердцевины.

Оси, валы, соединительные муфты, собачки, рычаги, вилки, шайбы, валики болты, фланцы, тройники, крепежные детали и другие неответственные детали; после ХТО — винты, втулки, собачки и другие детали, к которым предъявляются требования высокой поверхностной твердости при невысокой прочности сердцевины.

Тяги, серьги, траверсы, рычаги, валы, звездочки, шпиндели, цилиндры прессов, соединительные муфты и другие детали невысокой прочности.

Сваривается ограниченно. Рекомендуется подогрев и последующая термообработка.

Детали невысокой прочности, испытывающие небольшие напряжения: оси, цилиндры, коленчатые валы, втулки, шпиндели, звездочки, тяги, обода, валы, траверсы, бандажи, диски и другие детали.

После улучшения — коленчатые валы, шатуны, зубчатые венцы, маховики, зубчатые колеса, болты, оси и другие детали; после поверхностного упрочения с нагревом ТВЧ -длинные валы, ходовые валики, зубчатые колеса, к которым предъявляются требования высокой поверхностной твердости и повышенной износостойкости при малой деформации.

Вал-шестерни, коленчатые и распределительные валы, шестерни, шпиндели, бандажи, цилиндры, кулачки и другие нормализованные, улучшаемые и подвергаемые поверхностной обработке детали, от которых требуется повышенная прочность.

После нормализации с отпуском и закалки с отпуском — зубчатые колеса, прокатные валки, штоки, тяжелонагруженные валы, оси, бандажи, малонагруженные пружины и рессоры, лемехи, пальцы звеньев.

Трудно свариваемая. Необходим подогрев и последующая термообработка.

Гусеницы, муфты сцепления коробок передач, корпуса форсунок и другие детали, работающие на трение.

Не применяется для сварных конструкций

Цельнокатаные колеса вагонов, валки рабочие листовых станов для горячей прокатки металлов, амортизаторов, замочные шайбы, регулировочные прокладки и другие детали, шпиндели, бандажи, диски сцепления, пружинные кольца к которым предъявляются требования высокой прочности и износостойкости.

Сталь 20: качественные характеристики и области примения

Общие данные

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.

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:

  1. Углерод (0,2%). От данного компонента зависит прочность, твердость сплава. Чем его больше, тем выше эти показатели, но при этом снижается пластичность.
  2. 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.
  3. Кремний (0,35%). Сильный раскислитель. Добавляется для уменьшения содержания азота, кислорода, водорода. Это снижает количество пор, газовых раковин, которые негативно влияют на прочность.
  4. Медь (0,3%), хром (0,2%), никель (0,3%). Эти компоненты нужны для повышения устойчивости к образованию ржавчины, увеличения механической стойкости.
  5. 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

Механические свойства

Механические свойства при повышенных температурах

Механические свойства проката

Механические свойства поковок

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:

  1. 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.
  2. 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:

  1. Горячее деформирование. Данный метод используется только для изделий определенной толщины, который не должен быть выше 4 мм.
  2. 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

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

Материал применяется для изготовления разного вида проката:

  1. Холодного деформирования. Применяется для прокатки заготовок толщиной не более 4 мм. При наклепе увеличивается прочность сплава.
  2. 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:

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

Из этого металла производят:

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

Изделия из этого сплава изготавливаются по определенным государственным стандартам:

  1. ГОСТ 17305-91— производство проволоки разного сечения.
  2. ГОСТ 82-70 — изготовление металлических лент разной ширины.
  3. ГОСТ 16523-97 — производство легких листов малой толщины.
  4. ГОСТ 10704-9 — изготовление труб.
  5. ГОСТ 8479-70 — производство кованых деталей, поковок.
  6. ГОСТ 1577-93 — изготовление металлических листов большой толщины.
  7. ГОСТ 14955-77 — производство серебрянки, шлифовальных прутков.
  8. ГОСТ 7417-75 — изготовление калиброванных прутков.
  9. 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).

Сталь 20 тв1 м1


Нужен полный текст и статус документов ГОСТ, СНИП, СП?
Попробуйте профессиональную справочную систему
«Техэксперт: Базовые нормативные документы» бесплатно

МЕТАЛЛОПРОДУКЦИЯ ИЗ НЕЛЕГИРОВАННЫХ КОНСТРУКЦИОННЫХ КАЧЕСТВЕННЫХ И СПЕЦИАЛЬНЫХ СТАЛЕЙ

Общие технические условия

Metal products from nonalloyed structural quality and special steels. General specification

____________________________________________________________________
Текст Сравнения ГОСТ 1050-2013 с ГОСТ 1050-88 см. по ссылке.
- Примечание изготовителя базы данных.
____________________________________________________________________

Дата введения 2015-01-01

Предисловие

Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены в ГОСТ 1.0-92 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2-2009 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, применения, обновления и отмены"

Сведения о стандарте

1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным унитарным предприятием "Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им.И.П.Бардина" (ФГУП "ЦНИИчермет им.И.П.Бардина")

2 ВНЕСЕН Межгосударственным техническим комитетом МТК 120 "Чугун, сталь, прокат"

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 3 декабря 2013 г. N 62-П)

За принятие проголосовали:

Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97

Сокращенное наименование национального органа по стандартизации

Минэкономики Республики Армения

Госстандарт Республики Беларусь

Госстандарт Республики Казахстан

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 28 октября 2014 г. N 1451-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 1050-2013 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 января 2015 г.

5 ВЗАМЕН ГОСТ 1050-88 и ГОСТ 4543-71 в части стали марок 15Г, 20Г, 25Г, 30Г, 35Г, 40Г, 45Г, 50Г, 10Г2, 30Г2, 35Г2, 40Г2, 45Г2, 50Г2

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

ВНЕСЕНЫ: поправка, опубликованная в ИУС N 7, 2018 год; поправка, опубликованная в ИУС N 1, 2021 год; поправка, опубликованная в ИУС N 1, 2022 год, введенная в действие с 23.08.2021

Поправки внесены изготовителем базы данных

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на металлопродукцию горячекатаную, кованую, калиброванную и со специальной отделкой поверхности, предназначенную для использования в различных отраслях промышленности.

В части требований к химическому составу стандарт распространяется на слитки, блюмы, слябы, катаные, кованые и непрерывнолитые заготовки, поковки, штамповки, листовой и другие виды проката.

Настоящий стандарт распространяется на металлопродукцию из стали марок 05кп, 08кп, 08пс, 10кп, 10пс, 11кп, 15кп, 15пс, 18кп, 20кп и 20пс только в части требований к химическому составу.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие межгосударственные стандарты:

ГОСТ 103-2006 Прокат сортовой стальной горячекатаный полосовой. Сортамент

ГОСТ 1051-73 Прокат калиброванный. Общие технические условия

ГОСТ 1133-71 Сталь кованая круглая и квадратная. Сортамент

ГОСТ 1497-84 (ИСО 6892-84) Металлы. Методы испытания на растяжение

ГОСТ 1763-68 (ИСО 3897-77) Сталь. Методы определения глубины обезуглероженного слоя

ГОСТ 2590-2006 Прокат сортовой стальной горячекатаный круглый. Сортамент

ГОСТ 2591-2006 Прокат сортовой стальной горячекатаный квадратный. Сортамент

ГОСТ 2789-73 Шероховатость поверхности. Параметры и характеристики

ГОСТ 2879-2006 Прокат сортовой стальной горячекатаный шестигранный. Сортамент

ГОСТ 4405-75 Полосы горячекатаные и кованые из инструментальной стали. Сортамент

ГОСТ 5157-83 Профили стальные горячекатаные разных назначений. Сортамент

ГОСТ 5639-82 Стали и сплавы. Методы выявления и определения величины зерна

ГОСТ 5657-69 Сталь. Метод испытания на прокаливаемость

ГОСТ 7417-75 Сталь калиброванная круглая. Сортамент

ГОСТ 7564-97 Прокат. Общие правила отбора проб, заготовок и образцов для механических и технологических испытаний

ГОСТ 7565-81 (ИСО 377-2-89) Чугун, сталь и сплавы. Метод отбора проб для определения химического состава

ГОСТ 7566-94 Металлопродукция. Приемка, маркировка, упаковка, транспортирование и хранение

ГОСТ 8559-75 Сталь калиброванная квадратная. Сортамент

ГОСТ 8560-78 Прокат калиброванный шестигранный. Сортамент

ГОСТ 8817-82 Металлы. Метод испытания на осадку

ГОСТ 9012-59 (ИСО 410-82, ИСО 6506-81) Металлы. Метод измерения твердости по Бринеллю

ГОСТ 9013-59 Металлы. Метод измерения твердости по Роквеллу

ГОСТ 9454-78 Металлы. Метод испытаний на ударный изгиб при пониженных, комнатной и повышенных температурах

ГОСТ 10243-75 Сталь. Методы испытаний и оценки макроструктуры

ГОСТ 12349-83 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения вольфрама

ГОСТ 12354-81 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения молибдена

ГОСТ 12359-99 (ИСО 4945-77) Стали углеродистые, легированные и высоколегированные. Методы определения азота

ГОСТ 12361-2002 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения ниобия

ГОСТ 14955-77 Сталь качественная круглая со специальной отделкой поверхности. Технические условия

ГОСТ 17745-90 Стали и сплавы. Методы определения газов

ГОСТ 18895-97 Сталь. Метод фотоэлектрического спектрального анализа

ГОСТ 21014-88 Прокат черных металлов. Термины и определения дефектов поверхности

ГОСТ 21120-75 Прутки и заготовки круглого и прямоугольного сечения. Методы ультразвуковой дефектоскопии

ГОСТ 21650-76 Средства скрепления тарно-штучных грузов в транспортных пакетах. Общие требования

ГОСТ 22235-2010 Вагоны грузовые магистральных железных дорог колеи 1520 мм. Общие требования по обеспечению сохранности при производстве погрузочно-разгрузочных и маневровых работ

ГОСТ 22536.0-87 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Общие требования к методам анализа

ГОСТ 22536.1-88 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения общего углерода и графита

ГОСТ 22536.2-87 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения серы

ГОСТ 22536.3-88 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения фосфора

ГОСТ 22536.4-88 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения кремния

ГОСТ 22536.5-87 (ИСО 629-82) Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения марганца

ГОСТ 22536.6-88 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения мышьяка

ГОСТ 22536.7-88 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения хрома

ГОСТ 22536.9-88 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения никеля

ГОСТ 22536.10-88 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения алюминия

ГОСТ 22536.11-87 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения титана

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.

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

C

Si

Mn

Ni

S

P

Cr

Cu

As

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:

  1. Горячее деформирование - применяется для проката заготовок более 4 мм толщиной. Горячее деформирование приводит к образованию окалины, что является главным недостатком данной технологии.
  2. 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:

  1. Машиностроение. Из стали 20 делают крепежные приспособления, соединительные элементы механизмов, шестерни, червяки, кронштейны, валы подшипники, вкладыши.
  2. 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.
  3. 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 45 – химический состав, расшифровка, виды поставки, аналоги

Сталь 45 – популярный материал для изготовления деталей механизмов, требующих повышенной прочности и износостойкости. Сплав улучшается с помощью термической обработки, что существенно продлевает срок службы изделий. Применяется при высоких температурах (до 200С без потери свойств). В строительстве используется ограниченно в виду затрудненной свариваемости и чувствительности к коррозии.

Сталь 45 – углеродистая конструкционная нелегированная специальная качественная сталь. Основные элементы – углерод и железо. Легирующие добавки отсутствуют. По содержанию серы и фосфора в составе сталь 45 соответствует качественным сталям. Степень раскисления – спокойная. Сталь 45 не является устойчивой к коррозии или средам с повышенной кислотностью, эксплуатация в условиях повышенной влажности затруднена, требуется защитное покрытие.

Расшифровка

Маркировка стали 45 содержит в себе информацию об активном химическом составе, качестве материала по содержанию вредных примесей и степени раскисления.

Слово «сталь» означает, что сплав относится к качественным. Качество сплава определяется по уровню содержания серы и фосфора в составе. Сера и фосфор относятся к вредным примесям, они образуют с железом нежелательные соединения, которые пагубно влияют на целостность структуры металла, приводят к повышенной хрупкости при высоких и низких температурах (красноломкость и хладноломкость), отрицательно влияют на общие свойства металла. Чем меньше фосфора и серы в составе стали, тем выше качество. По качеству различают сплавы:

  • обыкновенного качества (ст);
  • качественные (сталь);
  • высококачественные (А);
  • особо высококачественные (Ш).

Число 45 указывает на процент содержания углерода в сотых долях (0.45%). Углерод является главным структурообразующим элементом в нелегированных углеродистых сталях. Регулируя содержание углерода, можно добиться значительной разницы в свойствах сплава. Высокое содержание углерода придает стали прочность и твердость, но снижает пластичность и ударную вязкость. Высокоуглеродистые стали отлично выдерживают статические нагрузки, не склонны к деформированию, демонстрируют высокие показатели прочности и лучше всего подходят для изготовления жестких строительных конструкций, например, несущих ферм. Стали с низким содержанием углерода больше подходят для конструкций, подвергающихся ударным нагрузкам, т.к. они не склонны к ломкости, демонстрируют высокие показатели текучести, ударной вязкости и упругости. В обработке лучше всего показывают себя стали с низким содержанием углерода, они лучше свариваются, режутся и гнутся, менее склонны к хрупкости, ломкости, образованию трещин.

Сп (в данном случае не указывается) означает спокойное состояние стали в результате высокой степени раскисления. Раскислением называется процесс вывода газов (главным образом кислорода и азота) на этапе затвердевания сплава. Чем выше уровень раскисления, тем меньше пузырьков и газовых раковин образуется на поверхности и в структуре металла в процессе его производства. Наименее пористой структурой обладают спокойные сплавы (сп или без индекса), средний показатель пористости - у полуспокойных (пс), наибольшее число пузырьков – у кипящих сплавов (кп). Раскисление обеспечивается с помощью ввода в состав добавки-раскислителя, который связывает нежелательные элементы, препятствуя газообразованию. Чаще всего используются марганец и кремний.

В состав сплава 45 входят химические элементы, не указанные в маркировке, их количество незначительно и никак не влияет на свойства металла.

Применение

Ассортимент изделий, изготавливаемых из стали марки 45 весьма широк, это обусловлено свойствами металла, простотой производства и распространенностью на отечественном рынке. Из этой стали производят детали повышенной прочности, такие как:

  • цилиндры;
  • шпиндели;
  • кулачки;
  • бандажи;
  • цапфы;
  • скалки насосов;
  • штифты;
  • фиксаторы и шпонки буровых станков;
  • упорный винт;
  • цепные колеса буровых лебедок;
  • шестерни конические и обыкновенные;
  • ролики превентора;
  • переводники для труб бурильных и рабочих;
  • корпуса колонковых долот;
  • стволы и переводники вертлюгов;
  • компрессоры;
  • роторы;
  • пальцы крейцкопфов грязевых насосов;
  • валы центробежных насосов;
  • штоки грязевых насосов;
  • муфты насосных штанг;
  • валы шестерни.

Основными потребителями стали 45 являются нефтедобывающая, горноперерабатывающая, машиностроительная отрасли.

Достоинства и недостатки

Каждый сплав обладает индивидуальными характеристиками, наиболее востребованными в основной сфере его применения. Универсальные сплавы встречаются достаточно редко, при этом универсальностью принято называть удачное соотношение цена-качество по сравнению с аналогами, а не широту свойств материала. Достоинства и недостатки стали 45 определяют ее положение на рынке, специфику применения и очерчивают круг задач, решаемых с ее помощью.

  1. устойчивость к интенсивным нагрузкам, ударам и трению;
  2. возможность эксплуатации при тяжелых погодных условиях;
  3. высокий предел выносливости;
  4. хорошая переносимость перепада температур;
  5. невысокая стоимость производства;
  6. простота механической обработки;
  7. невысокая чувствительность к флокенам;
  8. не подвержена отпускной хрупкости;
  9. сохраняет свойства при температурах до 600С.
  1. теряет прочность при нагреве выше 200С;
  2. свариваемость ограничена;
  3. материал подвержен коррозии.

Зачем проводить закалку

Назначение процедуры закалки – улучшить характеристики внешнего слоя металла и продлить таким образом срок службы изделия. Благодаря закалки сталь приобретает следующие качества:

  1. Повышенные твердость и прочность. Позволяют нагруженным деталям, например, пружинам и рессорам, выдерживать большие нагрузки.
  2. Повышенная износостойкость. Позволяет продлить срок службы деталей, уменьая истирание или усталость.
  3. Отсутствие хрупкости после термообработки. Т.к. закалке подвергается только поверхность изделия, середина остается мягкой.

Ценообразование

Стоимость лома стали 45 выше, чем у чугунов, но ниже, чем у нержавеек и цветных металлов. Она варьируется в районе 13 тыс. рублей за тонну. На образование цены влияют:

  • сотировки лондонской биржи черных металлов;
  • спрос и предложение конкретно в вашем городе;
  • чистота металла – наличие ржавчины, процент содержания серы, фосфора и других нежелательных примесей;
  • вид и размеры лома;
  • объемы закупки и способ оплаты.

Структурный состав

По структуре сталь 45 относится к перлитному классу в нормализованном виде, как и все нелегированные углеродистые стали и стали с низким содержанием легирующих элементов. Легированные стали относятся к мартенситному и аутенитному классам, в зависимости от концентрации добавок.

Содержание примесей

Содержание серы и фосфора в стали 45 не может превышать 0.035% для фосфора и 0.04% для серы. Эти показатели соответствуют качественной стали или среднему уровню содержания нежелательных примесей. Для сталей обыкновенного качества эти показатели равны 0.04% и 0.05%; для высококачественных сталей – 0.025% для обеих примесей; для особо высококачественных сталей – 0.025% и 0.015%.

Виды поставки

B03 - Обработка металлов давлением. Поковки

В22 - Сортовой и фасонный прокат

ГОСТ 5422-73; ГОСТ 2591-2006; ГОСТ 2879-2006; ГОСТ 9234-74; ГОСТ 8319.0-75; ГОСТ 11474-76; ГОСТ 1133-71; ГОСТ 8320.0-83; ГОСТ 2590-2006;

В23 - Листы и полосы

В32 - Сортовой и фасонный прокат

ГОСТ 8560-78; ГОСТ 1050-88; ГОСТ 14955-77; ГОСТ 10702-78; ГОСТ 1051-73; ГОСТ 8559-75; ГОСТ 7417-75;

В33 - Листы и полосы

ГОСТ 4405-75; ГОСТ 1577-93;

В62 - Трубы стальные и соединительные части к ним

В71 - Проволока стальная низкоуглеродистая

ГОСТ 1526-81; ГОСТ 5663-79; ГОСТ 792-67;

В72 - Проволока стальная средне- и высокоуглеродистая

ГОСТ 9389-75; ГОСТ 9850-72; ГОСТ 3920-70; ГОСТ 3110-74; ГОСТ 7372-79; ГОСТ 9161-85; ГОСТ 26366-84;

Лист тонкий ГОСТ 16523-70.

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 < 0,30остальное

Характеристики и свойства

  1. Показатель плотности — 7850 кг/м3.
  2. Начало плавления сплава — от 1500 °C.
  3. Теплопроводность готовой продукции без увеличенного количества легирующих добавок — 48 Вт/м*К.
  4. Теплоемкость — 490 Дж/кг*К.
  5. Линейное расширение — 11.6*10-6 1/град.
  6. Электрическое сопротивление — 220 Мом*мм.
  1. Низкая устойчивость к воздействию щелочей, кислот.
  2. Быстрое образование ржавчины при длительном воздействии влаги.

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

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

Металл хорошо проводит электрический ток, является паромагнетиком.

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
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 —

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

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

Читайте также: