Сталь 20х: маркировка, характеристики и применение

Содержание

ГОСТы и другие стандарты на сталь 20Х13

На сегодняшний день существуют следующие стандарты на сталь данного вида:

  • кованая сталь квадратной и круглой формы;
  • проволока на основе жаростойкой и высоколегированной стали;
  • нагартованные прутки, обработанные на основе коррозийно-стойкой стали;
  • поковки на основе сталей данного типа и их сплавов;
  • тонколистовой и устойчивый к коррозии прокат, отличается жаропрочностью и жаростойкостью;
  • высоколегированные и устойчивые к коррозии материалы и их сплавы;
  • металл сортовой и калиброванный, устойчивый к коррозии, жаропрочный и жаростойкий;
  • кованые и горячекатанные полосы;
  • материалы круглые со специальной отделкой поверхности;
  • прокат стальной сортовой горячекатаный круглой и квадратной формы;
  • круглый калиброванный металл;
  • кованые на основе инструментального металла горячекатанные полосы;
  • калиброванные квадратные металлы;
  • шестигранный калиброванный прокат;
  • металл кованый круглый и квадратный;
  • высоколегированные материалы и их сплавы, отличающиеся устойчивостью к коррозии, жаропрочностью и жароустойчивостью;
  • полосовой сортовой горячекатанный прокат на основе стального материала;
  • металл сортовой и калиброванный, устойчивый к коррозии, отличается жаростойкостью и жаропрочностью;
  • сортовой горячекатанный шестигранный стальной прокат;
  • стальные высокоточные фасонные профили;
  • заготовки на основе конструкционного материала для применения в машиностроительной отрасли.

Замещение стальных марок с 40Х на 20Г2P

Одной из наблюдаемых в мире тенденций является активное использование стали, содержащей в себе бор. Ключевые предприятия, создающие крепления повышенного уровня прочности, склоняются к ее выбору. В Российской Федерации к таковым относят несколько сталь 30Г1Р и 20Г2Р. У японцев они маркируются как 15В22 и 10В21, а у немцев – 28В2 и 22В. Подчеркнем, что в машиностроении задействуется исключительно высокопрочный крепеж, в основе производственного сырья которого выступают борсодержащие стальные марки.

Однако для создания стойких крепежных соединений применяют и иные стальные марки, такие как 40Х и 35. В экономике ведутся оживленные обсуждения о замещении стали 40Х на 20Г2P. В настоящее время горячекатанный прокат из стали 20Г2P пользуется повышенным спросом. В таблице ниже в порядке возрастания отображен ее состав:

Необходимое оборудование

То, какое именно оборудование будет использоваться, зависит от выбранной технологии сварки.

Для газовой сварки потребуются:

  • баллоны с горючим газом;
  • комплекты шлангов для подачи газов в газовую горелку;
  • редукторы;
  • газовая горелка;
  • присадка (проволока);
  • сварочный молоток;
  • щетка для зачистки сварных соединений;
  • резервуар с водой для охлаждения газовой горелки.

Если речь идет об электрической сварке, то здесь перечень оборудования также будет варьироваться в зависимости от того, какой технологией будет пользоваться сварщик, однако, общий перечень является стандартным:

  • источник сварочного тока;
  • комплект кабелей для направления тока к месту сварки;
  • комплект шлангов (рукавов) для подачи защитного газа (в случае использования данного способа);
  • механизм для подачи сварочной проволоки (если используется данная технология);
  • присадки (электроды или сварочная проволока, подобранные в соответствии с выбранной технологией, а также в соответствии с физико-химическими параметрами свариваемой стали).

Также потребуются средства для очистки сварного шва от шлаков, образуемых в процессе сварки (молоток, щетка и при необходимости химические средства очистки).

Также при осуществлении сварки потребуется использование защитного оборудования для сварщика:

  • костюм из плотной ткани, прошедшей пропитку огнезащитными составами;
  • сварочная маска с затемненным стеклом или очки;
  • перчатки (краги).

Если выполняются работы высотного типа, то потребуется также и специальный пояс для выполнения высотных работ.

Фиксация всех деталей осуществляется на сварочном столе, что позволит минимизировать риск смещения деталей при выполнении сварочных швов.

Сталь 09г2с — характеристика, применение и свойства стали 09г2с

Сталь 09г2с – это очень востребованная сталь, используется как в строительстве, так и во многих отраслях промышленности. Существуют отечественные и зарубежные аналоги этого вида. Наиболее часто используется для изготовления труб, металлопроката и сварных металлоконструкций, температурный диапазон использования которых от -70 до 4250С9 с допустимыми нагрузками на них).

Особенности электросварки

К работам с этим материалом предъявляются особые требования, которые обуславливаются необходимостью соблюдения технологического процесса. Необходимость сохранения прочности стали на швах уже отмечалась. Однако в обычных условиях едва ли можно достичь абсолютно положительного результата.

Например, условие предотвращения перегрева достигаются применением токов низкой силы 40-50 А /1 мм электрода. Сварные работы сопровождаются последующей закалкой материалов при температуре 6500С.

Благодаря соблюдению технологий достигают качества, не уступающего по свойствам еще более дорогим сплавам.

Сравнение с другой маркой стали

Например, для 09г2с и ст3 разница определяется прежде всего содержанием углерода. Для Ст3сп оно в 10-20 раз превосходит того, что имеется в сплаве низколегированной марки.

Ст3сп – относится к углеродистым сплавам. Эта марка стали отличается высокой хрупкостью, быстрым разрушением при низких температурах. Если описываемая марка имеет нижний предел -70 градусов, то объект сравнения всего -20.

Качество Ст3сп – обыкновенное, что говорит о вероятно высоком присутствии серы и фосфора. Тогда, как 09г2с высококачественная. Все остальные плюсы уже есть в предшествующем описании. Остается только отметить, что стоимость этой марки значительно выше, чем цена Ст3сп.

о низколегированных сталях:

Источник

Сравнение с другой маркой стали

Например, для 09г2с и ст3 разница определяется прежде всего содержанием углерода. Для Ст3сп оно в 10-20 раз превосходит того, что имеется в сплаве низколегированной марки.

Ст3сп – относится к углеродистым сплавам. Эта марка стали отличается высокой хрупкостью, быстрым разрушением при низких температурах. Если описываемая марка имеет нижний предел -70 градусов, то объект сравнения всего -20.

Качество Ст3сп – обыкновенное, что говорит о вероятно высоком присутствии серы и фосфора. Тогда, как 09г2с высококачественная. Все остальные плюсы уже есть в предшествующем описании. Остается только отметить, что стоимость этой марки значительно выше, чем цена Ст3сп.

Видео о низколегированных сталях:

Основные характеристики и свойства

Физические и технологические свойства стали марки СТ20 описаны в таблицах №1 и №2.

Таблица № 1:

Технологические свойства
Ковка Начальная температура ковки составляет 1280 °С, конечная – 750 °С. Охлаждение производится на воздухе
Свариваемость Сваривается без ограничений. Исключение составляют только некоторые детали, которые подвергались химической и термической обработке
Обрабатываемость резанием В горячекатаном состоянии при НВ 126 – 131 и Q = 450 – 490 Мпа. Кv твердый сплав равен 1,7, Кv быстрорежущая сталь составляет 1,6
Флокеночувствительность Не чувствительна
Склонность к отпускной хрупкости Не склонна

Таблица №2:

Физические свойства Испытательная температура в °С
20 100 200 300 400 500 600 700 800 900
Модуль нормативной 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/куб.м) 7859 7835 7803 7770 7736 7699 7659 7617 7624 7600
Теплопроводность (Вт/(м*К) 51 49 44 43 39 36 32 26 26
Электросопротивление (р, нОм*м) 219 292 38 487 601 758 325 1094 1135
20-100 20-200 20-300 20-400 20-500 20-600 20-700 20-800 20-900 20-1000
Линейное расширение 12,3 13,1 13,8 14,3 14,8 15,1 15,2
Удельная теплоемкость (с, Дж/(кг*К)) 486 498 514 533 555 584 636 703 703 695

Химические

Химические свойства стали СТ 20 таковы, что она не обладает устойчивостью к кислотным соединениям, и при повышенном их влиянии может окисляться. Вода, попадающая на изделие, оставляет на месте своего воздействия характерные ржавые следы. Тем не менее, эти факторы не являются причинами резкого ухудшения внешнего вида и прочности состава.

Для защиты от коррозионных разрушений рекомендуется наносить на сталь гальванические покрытия в виде хрома, цинка и других аналогичных по составу соединений.

Физические

Плотность равна 7850 кг/куб.м. Температура начала процесса плавления составляет 1500 °С. Чтобы перевести сталь в жидкое состояние нужно соблюсти температурный предел в 1600 °С. СТ 20 легко отдает тепло, проводит его благодаря отличной способности его же и отдавать.

Справка. При повышении температурных режимов изделие быстро расширяется. Сталь этой марки отлично проводит электричество.

Механические

Высокопластичная сталь имеет средние показатели прочности и обладает хорошей твердостью. Упругий модуль достигает 200 Мпа. Разрыв возможен при достижении максимального удлинения в 23 – 26%, сужение при этом имеет еще больший показатель – 55%. Очень вязкая и стойкая к ударным воздействиям.

Повышение прочности производится путем проведения процедуры наклепа. Может осуществляться прокатывание роликами. Эта процедура имеет своеобразное название механического воздействия на структуру стали. Может осуществляться нормализация или отжиг упрочнения. В данном случае речь идет о термическом варианте воздействия.

Технологические

Высокотехнологичный сплав отлично обрабатывается давлением и выдерживает любой тип резания. Штамповка производится чаще в горячем, чем в холодном виде. Сталь не трескается при обработке паром или под мощным давлением. По свариваемости сталь принадлежит к первой группе. Перед сваркой совершенно не нужно проводить подготовительные работы. К тому же, нагрев и термическая обработка вообще не подразумевается. Этот сплав принадлежит к группе цементируемых изделий. Частички углерода имеют свойство оседать на изделие и помещаться в его внутреннем составе. Нагрев производят в специально подобранной атмосфере насыщения стали углекислым газом. Химическое и термическое воздействие придают дополнительную прочность и увеличивают срок эксплуатации материала при постоянном и превышенном воздействии на него нагрузок извне.

Внимание. Сварные швы плотные по своим свойствам, поэтому при проведении сварочных работ по своим характеристикам схожи с куском цельного металла

Сталь 20ЮЧА (20ЮЧ) / Auremo

Обозначения

Название Значение
Обозначение ГОСТ кириллица 20ЮЧА
Обозначение ГОСТ латиница 20JuChA
Транслит 20YuChA
По химическим элементам 20AlZr
Название Значение
Обозначение ГОСТ кириллица 20ЮЧ
Обозначение ГОСТ латиница 20JuCh
Транслит 20YuCh
По химическим элементам 20AlZr

Описание

Сталь 20ЮЧА применяется: для изготовления труб, корпусов, днищ, плоских фланцев и других деталей, эксплуатируемых в средах содержащих сероводород и углекислый газ при температурах от -40 °С до +475 °С; деталей трубопроводной арматуры с проведением термообработки; сварных сосудов газовой и нефтехимической промышленности; бесшовных горячедеформированных нефтегазопроводных труб повышенной коррозионной стойкости и хладостойкости, предназначенных для использования в системах нефтегазопроводов, технологических промысловых трубопроводов, транспортирующих нефть и нефтепродукты, а также в системах поддержания пластового давления в условиях нефтедобывающих предприятий эксплуатируемых в средах, содержащих сероводород и углекислый газ.

Примечание

Сталь стойкая к коррозионному растрескиванию.

Стандарты

Название Код Стандарты
Термическая и термохимическая обработка металлов В04 СТ ЦКБА 026-2005
Сортовой и фасонный прокат В32 TУ 14-1-3332-82
Листы и полосы В23 TУ 14-1-3333-82
Болванки. Заготовки. Слябы В31 TУ 14-1-4179-86, TУ 14-1-3345-82
Листы и полосы В33 TУ 14-1-4853-90
Трубы стальные и соединительные части к ним В62 TУ 14-3-1652-89, TУ 14-3-1600-89, TУ 14-157-54-97, TУ 14-162-14-96, TУ 14-162-20-97, TУ 14-3-463-2005, TУ 14-3Р-54-2001, TУ 14-3-1745-90
Обработка металлов давлением. Поковки В03 TУ 26-0303-1532-84

Химический состав

Стандарт C S P Mn Cr Si Ni Fe Cu N As Al Ca
TУ 14-1-4853-90 0.16-0.22 ≤0.005 ≤0.02 0.5-0.8 0.17-0.37 ≤0.25 Остаток ≤0.25 ≤0.012 ≤0.08 0.03-0.1 0.001-0.01
TУ 14-1-4179-86 0.16-0.22 ≤0.012 ≤0.02 0.5-0.8 ≤0.3 0.17-0.37 ≤0.4 Остаток ≤0.012 0.03-0.1
TУ 14-3-1652-89 0.16-0.22 ≤0.012 ≤0.02 0.5-0.8 0.17-0.37 ≤0.4 Остаток ≤0.012 0.03-0.1
TУ 14-3Р-54-2001 0.16-0.22 ≤0.012 ≤0.02 0.5-0.8 ≤0.25 0.17-0.37 ≤0.4 Остаток ≤0.3 ≤0.012 0.03-0.1
TУ 14-162-14-96 0.17-0.22 ≤0.015 ≤0.015 0.5-0.65 ≤0.25 0.17-0.37 ≤0.25 Остаток ≤0.25 ≤0.012 0.03-0.05
TУ 14-3-1745-90 0.16-0.22 ≤0.012 ≤0.02 0.5-0.8 ≤0.25 0.17-0.37 ≤0.4 Остаток ≤0.012 0.03-0.1

Fe — основа. По ТУ 14-1-4853-90, ТУ 14-3-1652-89 и ТУ 14-1-4179-86 химический состав приведен для стали 20ЮЧ. В раскисленную сталь с целью глобуляризации сульфидных неметаллических включений вводится РЗМ (титан, кальций, цирконий) из расчета 0,7 кг/т. Содержание РЗМ в стали не является сдаточным показателем, но контролируется и вносится в документ о качестве. В сталь вводятся технологическая добавка силикокальция из расчета получения в готовом прокате 0,001-0,010 % кальция. По ТУ 14-3-1652-89 и ТУ 14-1-4179-86 содержание остальных элементов — по ГОСТ 1050. По ТУ 14-162-14-96 химический состав приведен для стали 20ЮЧА. В стали допускаются отклонения по содержанию углерода (-0,020 %), алюминия (±0,010 %), марганца (+0,15 %), серы (+0,005 %), фосфора (+0,005 %). В раскисленную сталь с целью глобуляции сульфидных неметаллических включений вводится церий из расчета содержания церия в стали 0,050 %, содержание которого не контролируется, а в сертификат заносится его расчетная величина. С целью повышения прочностных свойств допускается введение в сталь ванадия в количестве до 0,050 %. По ТУ 14-3-1745-90, ТУ 14-3Р-54-2001 химический состав приведен для стали 20ЮЧ. Остаточное содержание остальных элементов по ГОСТ 1050. Отклонение по содержанию углерода -0,020 %, алюминия +0,010 %, другим элементам по ГОСТ 1050. В раскисленную сталь с целью глобуляризации сульфидных неметаллических включений вводится один или несколько модификаторов из группы: РЗМ, титан, кальций, цирконий в количестве до 0,07% каждого. Содержание этих элементов в стали не является сдаточным показателем, но вносится в документ о качестве. По ТУ 14-1-3332-82 химический состав приведен для стали 20ЮЧ. В стали допускается отклонение от нормированного химического состава по углероду -0,020%, по алюминию ±0,010%, а по содержанию остальных элементов и остаточных — по ГОСТ 1050. В раскисленную сталь вводится РЗМ (цериевой группы) из расчета не менее 1 кг на одну тонну и получения церия в металле в количестве 0,015-0,030%. Содержание церия не является сдаточным показателем, но контролируется и вносится в сертификат.

Источник

Общие данные

Заменитель
Сталь 15, Сталь 25
Вид поставки
Сортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 1050-74, ГОСТ 2590-71, ГОСТ 2591-71, ГОСТ 2879-69, ГОСТ 8509-86, ГОСТ 8510-86, ГОСТ 8240-72, ГОСТ 8239-72.

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.

Трубы ГОСТ 10704-76, ГОСТ 10705-80, ГОСТ 8731-87, ГОСТ 8732-78, ГОСТ 8733-87, ГОСТ 5654-76, ГОСТ 550-75.

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

Механические свойства

Механические свойства стали 20ЮЧ, при 20°С

Состояние поставки Сечение (мм) t испыт. (°C) t отпуска (°C) sТ | s0,2 (МПа) sB (МПа) d5 (%) d4 d d10 y (%) KCU (кДж/м 2 ) HB HRC HRB HV HSh
Заготовка трубная по ТУ 14-1-4179-86 (термообработанные продольные образцы)
≥235 ≥410 ≥23 ≥490 ≤190
Заготовки деталей трубопроводной арматуры по СТ ЦКБА 026-2005. Закалка на воздухе от 900-920 °C (выдержка 2,5-4,0 часа в зависимости от толщины и массы заготовки). (KCU -40°С )
≤180 ≥235 ≥412 ≥23 ≥490 ≤190
Толстолистовой прокат (10-160 мм) в состоянии поставки (нормализация или термоулучшение, KCU -40°С )
Образец ≥235 ≥410 ≥23 ≥480
Трубы бесшовные горячедеформированные термообработанные в состоянии поставки по ТУ 14-162-14-96
Образец 338-470 502-627 ≥25 ≤92
Трубы холоднодеформированные Dн=25-89 и трубы бесшовные горячедеформированные в состоянии поставки (нормализованные) по ТУ 14-3-1745-90, ТУ 14-3Р-54-2001. Термообработанные, в состоянии поставки (KCU -40°С )
Образец 245-382 ≥412 ≥23 ≥490 ≤190
Технологические свойства
Коррозионная стойкость По ТУ 14-3-1745-90 пороговое значение сероводородного коррозионного растрескивания должно быть не менее 147 МПа (15 кгс/мм 2 ).
Микроструктура По ТУ 14-3-1745-90, ТУ 14-3Р-54-2001 полосчатость ферритно-перлитной структуры г/д труб не должна превышать 4,0 балла по ГОСТ 5640. Величина зерна металла труб в состоянии поставки не должна быть крупнее 7 балла, допускаются отдельные зерна 6 балла.
Состояние поставки \ температура 20 (KCV) -50 (KCV)
Трубы бесшовные г/д по ТУ 14-162-14-96. Образцы продольные ≥1666 ≥784
Трубы бесшовные г/д по ТУ 14-162-14-96. Образцы поперечные ≥784 ≥294

Механические свойства:

  • sв— Предел кратковременной прочности,
  • sТ— Предел текучести,
  • s0,2— Предел пропорциональности (допуск на остаточную деформацию — 0,2%),
  • d5— Относительное удлинение при разрыве,
  • y — Относительное сужение,
  • KCU — Ударная вязкость, [ кДж / м 2 ]
  • HB — Твердость по Бринеллю,
  • HV — Твердость по Виккерсу,
  • HSh — Твердость по Шору,

Физические свойства:

  • T — Температура, при которой получены данные свойства,
  • E — Модуль упругости первого рода,
  • a — Коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20o — T ) , [1/Град]
  • l — Коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала) , [Вт/(м·град)]
  • r — Плотность материала , [кг/м 3 ]
  • C — Удельная теплоемкость материала (диапазон 20o — T ), [Дж/(кг·град)]
  • R — Удельное электросопротивление,

Источник

Сталь 09г2с 12: расшифровка

Понимание того, как формируется маркировка, позволяет отчетливо представлять, какой товар представляет производитель, а также его основные особенности. Для тех, кого интересуют подробности о 09г2с — расшифровка стали имеет следующий вид:

  • 09 – количественная доля содержания углерода в сплаве (0,09%);
  • Г2 – это марганец и его часть во всем объеме колеблется в районе 2% (точная цифра колеблется от 1,3 до 2%);
  • С — обозначает кремний, отсутствие цифр после символа говорит о том, что его менее 1%.

Таким образом расшифровка 09г2с наглядно выглядит так:

Элемент Содержание, %
C (углерод) до 0,12
Si (кремний) 0,5 – 0,8
Mn (магний) 1,3- 1,7
Ni (никель) до 0,3
S (сера) до 0,04
P (фосфор) до 0,035
Cr (хром) до 0,3
N (азот) до 0,008
Cu (медь) до 0,3
As (мышьяк) до 0,08
Fe (железо) 96-97

Как видно из таблицы расшифровка стали 09г2с не ограничивается только тремя легирующими компонентами. Кроме, углерода, кремния и марганца, ее дополняют такие элементы: никель, сера, фосфор, хром, азот, медь, прочее. Процентная составляющая легирующих металлов не более 1-2 суммарных %.

Маркировка 09г2с на стальном листе

Также для стали 09г2с учитывается не только уровень легирования, но и другие факторы. Вот лишь некоторые из них, значимые для конкретного случая:

  • конструктивность (назначение);
  • эвтектоидность (структура: гексагональная, кубическая, прочее; изменения после закалки и т.д.);
  • способ производства (мартеновская, конвентная или электросталь);
  • хим. состав стали 09г2с (в данном случае низколегированная).

Далее рассмотрено несколько классических вариантов, в том числе и то, когда одной марке стали соответствует несколько классов прочности.

Основные свойства

Распространение рассматриваемого металла связано с тем, что он имеет относительно небольшую стоимость и подходит для изготовления самых различных деталей. Основными свойствами можно назвать нижеприведенную информацию:

  1. Часто в качестве термической обработки проводится нормализация. Она позволяет сделать материал более устойчивым к механическому воздействию.
  2. Удельный вес составляет 7830 килограмм на метр кубический.
  3. Твердость поверхности относительно невысокая, но зачастую этого вполне достаточно для изготовления различных неответственных деталей.
  4. Есть возможность проводить обработку резанием, для чего проводится предварительный нагрев металла.
  5. За счет добавления в состав хрома существенно повышается степень свариваемости. Исключением можно назвать случай, когда нужно провести сваривание деталей, которые предварительно прошли процесс химико-термической обработки.
  6. Нет склонности к отпускной хрупкости.

Кроме этого, не стоит забывать, что присутствие небольшого количества хрома в составе не приводит к повышению коррозионной стойкости. Поэтому сталь не подходит для изготовления деталей, которые будут эксплуатироваться в агрессивной среде.

Маркировка сталей | Сварочные работы

Марка сталей обозначается сочетанием букв и цифр. Сталь углеродистая обыкновенного качества маркируется буквами Ст, что означает «сталь», после которых ставится одна из цифр от 0 до 6. Цифра в обозначении марки указывает номер стали, определяющий ее состав и свойства. Причем, чем выше номер, тем больше в стали углерода. Так, в Ст1 углерода может быть 0,06—0,12 %; в стали Ст3 — углерода 0,14—0,22%; в стали Стб — углерода 0,38—0,49 %.

Углеродистая сталь может быть трех степеней раскисления — спокойная, полуспокойная и кипящая. Для лучшей характеристики стали к ее марке добавляют соответствующие буквы сп, пс, кп. Например, Ст2кп, Ст3сп, Ст5пс, Стбсп.

В соответствии с ГОСТ 380—71 в некоторых марках стали допускается содержание марганца до 1 % и более. При маркировке таких сталей перед буквами, означающими степень раскисления, ставится буква Г. Например, Ст3пс может содержать марганца 0,4—0,65 %, а Ст3Гпс содержит марганца 0,8—1,1 %; Ст5пс содержит марганца 0,5—0,8%, а Ст5Гпс — 0,8—1,2 %.

Стали углеродистые обыкновенного качества, изготовляемые по ГОСТ 380—71, в зависимости от гарантируемых характеристик и назначения делятся на три группы.

Стали группы А характеризуются механическими свойствами.

Стали группы Б характеризуются химическим составом. Эти стали, так же как и стали группы А, бывают различных степеней раскисления и с повышенным содержанием марганца, т. е. могут быть стали марок БСт3кп, БСт3пс, БСт3сп и БСт3Гпс.

Стали группы В характеризуются механическими свойствами и химическим составом. К этой группе относятся стали марок ВСт2, ВСт3, ВСт4 и ВСт5, из них некоторые могут быть всех степеней раскисления и с повышенным содержанием марганца.

По химическому составу стали группы В должны соответствовать нормам, указанным в ГОСТ для стали группы Б, за исключением нижнего предела по содержанию углерода. Сталь всех групп с номерами от 1 до 4 может быть всех степеней раскисления, а с номерами 5 и 6—только спокойной или полуспокойной.

В зависимости от нормируемых показателен счаль каждой группы подразделяется на категории.

Сталь группы А имеет три категории, для каждой из которых установлены заданные нормы механических свойств.

Сталь группы Б подразделяется на две категории. К первой категории относятся стали марок БСт0 — БСтб всех степеней раскисления, нормируемые по углероду, марганцу, кремнию, сере, фосфору и азоту. Ко второй категории относятся стали марок БСт1 — БСтб, нормируемые кроме указанного для первой категории еще и содержанием хрома, никеля и меди.

Стали группы В подразделяются на шесть категорий, а к нормируемым показателям относится временное сопротивление, предел текучести, относительное удлинение, изгиб в холодном состоянии, химический состав и ударная вязкость при различных температурах.

Сталь группы В третьей — шестой категорий поставляется только полуспокойной и спокойной.

Для обозначения категории стали к обозначению марки добавляют номер соответствующей категории, например ВСт3псЗ, БСт3кп2, Ст3пс2 и т. п.

По ГОСТ 1050—74 выпускается углеродистая качественная конструкционная сталь. В зависимости от механических свойств эта сталь делится на пять категорий. В углеродистых качественных сталях нормируется содержание углерода, кремния, марганца, хрома, серы и фосфора. По содержанию углерода сталь и маркируется.

Марка углеродистых качественных сталей состоит из двух цифр, которые указывают на примерное содержание углерода в сотых долях процента. Например, сталь 08 содержит углерода 0,5—0,12 %; сталь 20 содержит углерода 0,17—0,24.

В качественных конструкционных сталях жестче ограничения по содержанию вредных примесей, чем в сталях обыкновенного качества.

Диапазоны химического состава низко- и среднеуглеродистых качественных сталей и сталей обыкновенного качества в значительной степени перекрываются. Это позволяет при необходимости осуществлять их замену. Например, Сталь 20 может быть заменена сталью ВСт3сп, но стандарт на качественную сталь не регламентирует их ударную вязкость при отрицательных температурах и после механического старения.

При производстве стальных строительных конструкций большое применение находят низколегированные стали и стали повышенной прочности. Маркировка легированных сталей состоит из сочетания прописных букв и цифр. Буквы указывают наличие в стали легирующих элементов. Условное обозначение химических элементов, входящих в состав сталей, приведено в табл. 3.

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.

Стальные листы

Применение

  • для изготовления труб, корпусов, днищ, плоских фланцев и других деталей, эксплуатируемых в средах содержащих сероводород и углекислый газ при температурах от -40 °С до +475 °С;
  • для производства деталей трубопроводной арматуры с проведением термообработки; сварных сосудов газовой и нефтехимической промышленности;
  • бесшовных горячедеформированных нефтегазопроводных труб повышенной коррозионной стойкости и хладостойкости, предназначенных для использования в системах нефтегазопроводов, технологических промысловых трубопроводов, транспортирующих нефть и нефтепродукты, а также в системах поддержания пластового давления в условиях нефтедобывающих предприятий эксплуатируемых в средах, содержащих сероводород и углекислый газ.

Химический состав 20А

Массовая доля элементов стали 20А по

ГОСТ 19277-73

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 остальное

Массовая доля элементов стали 20А по

ГОСТ 21729-76

Массовая доля элементов стали 20А по

ОСТ 14-21-77

C
(Углерод)
Si
(Кремний)
Mn
(Марганец)
P
(Фосфор)
S
(Сера)
Cr
(Хром)
Fe
(Железо)
0,17 — 0,24 0,17 — 0,35 0,35 — 0,65 остальное

Массовая доля элементов стали 20А по

ТУ 14-162-14-96

C
(Углерод)
Si
(Кремний)
Mn
(Марганец)
P
(Фосфор)
S
(Сера)
Cr
(Хром)
Ni
(Никель)
V
(Ванадий)
Al
(Алюминий)
Cu
(Медь)
Fe
(Железо)
0,17 — 0,22 0,17 — 0,37 0,5 — 0,65 0,03 — 0,05 остальное

Массовая доля элементов стали 20А по

ТУ 14-162-20-97

C
(Углерод)
Si
(Кремний)
Mn
(Марганец)
P
(Фосфор)
S
(Сера)
Cr
(Хром)
Ni
(Никель)
Al
(Алюминий)
Cu
(Медь)
Fe
(Железо)
0,17 — 0,22 0,17 — 0,37 0,50 — 0,65 0,03 — 0,05 остальное

Массовая доля элементов стали 20А по

ТУ 1317-006.1-593377520-2003

Характеристики стали 20

Высококачественная сталь 20 обязательно должна отвечать стандартам, иметь определённые параметры и сферу использования. Рассмотрим, за счёт каких своих характеристик сплав остаётся востребованным и популярным.

Химический состав углеродистой стали 20

Так как марка стали 20 – высококачественный материал, к её химическому составу предъявляются жёсткие требования. Выплавка осуществляется согласно правилам, прописанным в ГОСТ стали 20. В состав входят следующие компоненты:

  • Железо (Fe) – примерно 98%.
  • Углерод (C) – 0,2%. Число 20 в наименовании указывает на содержание этого элемента. Углерод отвечает за прочность. Чем больше его, тем более твёрдым, прочным сплав становится.
  • Кремний (Si) – 0,17-0,35%. Нужен для удаления водорода, кислорода, азота из состава. Они увеличивают пористость, число газовых раковин, значительно снижающих прочность металла.
  • Марганец (Mn) – 0,35-0,65%. Также серьёзный раскислитель, ещё и благоприятствует удалению серы. Улучшает качество поверхности, уменьшает риск появления трещин в процессе горячей обработки. Благодаря ему, лучше протекают сварка, ковка.
  • Никель (Ni) – до 0,3%, хром (Cr) – до 0,2%, медь (Cu) – до 0,3%. Элементы обуславливают улучшение механических, коррозионностойких показателей. Впрочем, поскольку их количество невелико, они не оказывают серьёзного влияния на сталь.
  • Фосфор (P) – до 0,035%, сера (S) – до 0,04. Вредные примеси. При слишком большом их содержании, сталь становится слишком хрупкой. Кроме того, падает показатель вязкости.

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.

Физические свойства

Плотность стали 20 – 7850 килограмм на кубометр. Температура начала плавления равна 1500 градусов по Цельсию. Смесь становится полностью жидкой при температурном показателе 1600 °С. Сплав легко отдаёт тепло, но так же хорошо его накапливает. Коэффициент теплопроводности 48 Вт/(м·град), удельная теплоёмкость – 490 Дж/(кг · °С). Сталь прекрасно проводит ток.

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.

Механические свойства

Сталь является высокопластичной, прочность средняя, твёрдость хорошая. Модуль упругости составляет 200 МПа. Разрыв происходит при достижении наибольшего удлинения в 23-26%, относительное сужение ещё больше – 55%.

Повышение прочностных показателей осуществляется путём выполнения наклёпа, возможно прокатывание роликами. Производится нормализация либо отжиг упрочнения. В обозначенном случае имеется в виду термический метод воздействия.

Технологические свойства стали 20

Прекрасно поддаётся обработке давлением, выдерживает всякий вариант резания. Штамповка преимущественно осуществляется в горячем виде. Не растрескивается при паровой обработке и под большим давлением. Группа свариваемости 1.

  • СТ20 включён в подгруппу цементируемых сплавов. Твёрдость цементируемого слоя оказывается до 62 HRC, тогда как сердцевина остаётся «мягкой», в пределах 20-35 HRC.
  • Химическое воздействие, термообработка (закалка) упрочняют металл, увеличивают срок его использования.
  • Свариваемость без ограничений, флокеночувствительностью не характеризуется, к отпускной хрупкости не склонна.

Способы обработки

Особенности обработки:

  1. Резку заготовок лучше осуществлять в горячекатанном состоянии.
  2. Сварка не имеет ограничений. Ее можно выполнять разными способами — КТС, АДС с защитой из инертных газов или флюса, РДС.
  3. Ковку рекомендуется проводить при нагревании до1280 °C. Охлаждать кованые детали должны на воздухе, без использования воды масла.

Материал хорошо поддается штамповке на промышленном оборудовании.

Сталь марки 20 — черный металлолом. В его составе не содержится дорогих химических элементов. Процесс производства простой, не требует больших затрат. Поэтому стоимость данного сплава довольно низкая.

Заменители

В такой широко востребованной области, как металлургия, не может быть взаимозаменяемых продуктов производства. Для любого сорта стали найдется свой заменитель, полностью или частично соответствующий оригиналу по своим характеристикам и составу. Для стали 20Х13 существуют такие марки-заменители:

  1. 12Х13 — сталь с меньшим содержанием углерода, что несколько компенсируется большим содержанием кремния и марганца.
  2. 14Х17Н2 — более богатый на различные добавки сплав, отличающийся немного большим содержанием углерода, дополнительными добавками титана, меди и никеля. Подобный сорт стали обладает лучшими характеристиками и, например, тот же стальной лист этой марки будет более предпочтительным для изготовления чего-либо.