- Марка стали 20
- Сталь 20: качественные характеристики и области примения
- Общие данные
- Преимущества стали и его недостатки
- Расшифровки маркировки
- Состав и структура
- Массовая доля элементов стали 20 по ГОСТ 1050-2013
- Механические свойства
- Свойства по стандарту ГОСТ 2284-79
- Технологические свойства
- Температура критических точек
- Ударная вязкость
- Предел выносливости
- Химические свойства
- Физические свойства
- Уровень раскисления
- Особенности термообработки
- Виды прокатного профиля
- Изготовление
- Основные отличия Стали 20 от Стали 20А
- Сферы применения
- Стоимость тонны стали
- Аналоги материала
- Сталь 20; качества, характеристики, сортамент, сферы применения и условия эксплуатации
- Общие данные
- Характеристики
- Преимущества и недостатки стали 20
- Расшифровка маркировки
- Химический состав
- 🎬 Видео
Видео:Конструкционные и инструментальные углеродистые сталиСкачать
Марка стали 20
 |
|
| Марка стали 20 (отечественные аналоги: сталь 15, сталь 25) | |
| Класс: Сталь конструкционная углеродистая качественная | |
| Использование в промышленности: 20А: 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; 20кп, 20пс: без термообработки или нормализации — патрубки, штуцера, вилки, болты, фланцы, корпуса аппаратов и другие детали из кипящей стали, работающие от -20 до 425 °С, после цементации и цианирования — детали от которых требуется высокая твердость поверхности и невысокая прочность сердцевины (оси, крепежные детали, пальцы, звездочки) | |
| Вид поставки: 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. | |
| Химический состав в % стали марки 20 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| C | 0,17 — 0,24 |  | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Si | 0,17 — 0,37 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Mn | 0,35 — 0,65 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Ni | до 0,25 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| S | до 0,04 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| P | до 0,04 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Cr | до 0,25 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Cu | до 0,25 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| As | до 0,08 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Fe | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Зарубежные аналоги марки стали 20 | ||
| США | 1020, 1023, 1024, G10200, G10230, H10200, M1020, M1023 | |
| Германия | 1.0402, 1.0405, 1.1151, C22, C22E, C22R, Ck22, Cm22, Cq22, St35, St45-8 | |
| Япония | S20C, S20CK, S22C, STB410, STKM12A, STKM12A-S, STKM13B, STKM13B-W | |
| Франция | 1C22, 2C22, AF42, AF42C20, C20, C22, C22E, C25E, XC15, XC18, XC25 | |
| Англия | 050A20, 055M15, 070M20, 070M26, 1449-22CS, 1449-22HS, 1C22, 22HS, 430, C22, C22E | |
| Евросоюз | 1.1151, 2C22, C20E2C, C22, C22E | |
| Италия | C18, C20, C21, C22, C22E, C22R, C25, C25E | |
| Бельгия | C25-1, C25-2 | |
| Испания | 1C22, C22, C25k, F.112, F.1120 | |
| Китай | 20, 20G, 20R, 20Z | |
| Швеция | 1450 | |
| Болгария | 20, C22, C22E | |
| Венгрия | A45.47, C22E | |
| Польша | 20, K18 | |
| Румыния | OLC20, OLC20X | |
| Чехия | 12022, 12024 | |
| Австралия | 1020, M1020 | |
| Швейцария | Ck22 | |
| Юж.Корея | SM20C, SM20CK, SM22C | |
| Свойства и полезная информация: |
| Удельный вес стали 20: 7,85 г/см 3 Твердость материала: HB 10 -1 = 163 МПа Температура критических точек: Ac1 = 735 , Ac3(Acm) = 850 , Ar3(Arcm) = 835 , Ar1 = 680 Температура ковки, °С: начала 1280, конца 750, охлаждение на воздухе Обрабатываемость резанием: в горячекатанном состоянии при HB 126-131 и δB=450-490 МПа, К υ тв. спл=1,7 и Кυ б.ст=1,6 Свариваемость материала: без ограничений, кроме деталей после химико-термической обработки. Способы сварки: РДС, АДС под флюсом и газовой защитой, КТС Флокеночувствительность: не чувствительна. Склонность к отпускной хрупкости: не склонна. Дополнительная информация по марке стали 20: Особенности гидроэрозии стали 20 |
| Механические свойства стали 20 при Т=20 o С | |||||
| ГОСТ | Состояние поставки | σВ (МПа) | δ 5 (%) | ψ (%) | HB (не более) |
| 1050-74 | Сталь калиброванная: горячекатаная, кованая и серебрянка 2-й категории после нормализации 5-й категории после нагартовки 5-й категории после отжига или высокого отпуска | 410 490 390 | 25 7 21 | 55 40 50 | |
| 10702-78 | Сталь калиброванная и калиброванная со специальной отделкой: после отпуска или отжига после сфероидизирующего отжига нагартованная без термообработки | 390-490 340-440 490 | 50 50 40 | 163 163 207 | |
| 1577-81 | Полосы нормализованные или горячекатанные | 410 | 25 | 55 | |
| 4041-71 | Лист термообработанный 1-2й категории | 340-490 | 28 | 127 | |
| Механические свойства поковок из стали 20 | ||||||||
| Термообработка | КП | Сечение, мм | σ0,2, МПа | σВ, МПа | δ5, % | ψ, % | KCU, Дж/м 2 | HB, не более |
| Нормализация | 175 | J-1 , МПа | n | δ5, МПа | σ0,2,МПа | Термообработка, состояние стали | ||
| 206 | 1Е+7 | 500 | 320 | |||||
| 245 | 520 | 310 | ||||||
| 225 | 490 | 280 | ||||||
| 205 | 127 | Нормализация 910 С, отпуск 620 С. | ||||||
| 193 | 420 | 280 | ||||||
| 255 | 451 | Цементация 930 С, закалка 810 С, отпуск 190 С. | ||||||
| Механические свойства марки 20 при повышенных температурах | |||||
| Температура испытания, °С | σ0,2, МПа | σВ, МПа | δ5, % | ψ, % | KCU, Дж/см 2 |
| 20 | 280 | 430 | 34 | 67 | 218 |
| 200 | 230 | 405 | 28 | 67 | 186 |
| 300 | 170 | 415 | 29 | 64 | 188 |
| 400 | 150 | 340 | 39 | 81 | 100 |
| 500 | 140 | 245 | 40 | 86 | 88 |
| 700 | 130 | 39 | 94 | ||
| 800 | 89 | 51 | 96 | ||
| 900 | 75 | 55 | 100 | ||
| 1000 | 47 | 63 | 100 | ||
| 1100 | 30 | 59 | 100 | ||
| 1200 | 20 | 64 | 100 | ||
| Ударная вязкость KCU (Дж/см 3 ) при низких температурах °С | |||||
| ГОСТ | Состояние поставки | Сечение, мм | KCU при +20 | KCU при -40 | KCU при -60 |
| 19281-73 | Сортовой и фасонный прокат | от 5 до 10 от 10 до 20 вкл. от 20 до 100 вкл. | 64 59 59 | 39 34 34 | 34 29 — |
| 19282-73 | Листы и полосы | от 5 до 10 от 10 до 60 вкл. | 64 59 | 39 34 | 34 29 |
| Листы после закалки, отпуска (Образцы поперечные) | от 10 до 60 вкл. | — | 49 | 29 | |
| Физические свойства стали 20 | ||||||||||
| Температура испытания, °С | 20 | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 |
| Модуль нормальной упругости, Е, ГПа | 212 | 208 | 203 | 197 | 189 | 177 | 163 | 140 | ||
| Модуль упругости при сдвиге кручением G, ГПа | 78 | 77 | 76 | 73 | 69 | 66 | 59 | |||
| Плотность, pn , кг/м 3 | 7859 | 7834 | 7803 | 7770 | 7736 | 7699 | 7659 | 7917 | 7624 | 7600 |
| Коэффициент теплопроводности λ, Вт/(м ·°С) | 51 | 49 | 44 | 43 | 39 | 36 | 32 | 26 | 26 | |
| Уд. электросопротивление, R, (p, НОм · м) | 219 | 292 | 381 | 487 | 601 | 758 | 925 | 1094 | 1135 | |
| Коэффициент линейного расширения, а, (10-6 1/°С) | 12.3 | 13.1 | 13.8 | 14.3 | 14.8 | 15.1 | 15.2 | |||
| Удельная теплоемкость, С, Дж/(кг · °С) | 486 | 498 | 514 | 533 | 555 | 584 | 636 | 703 | 703 | 695 |
Описание стали 20: В целом сталь 20 находит широкое применение в котлостроении, для труб и нагревательных трубопроводов различного назначения, кроме того промышленность выпускает пруток, лист. После цементации и цианирования из этой стали можно изготавливать детали, от которых требуется высокая твердость поверхности и допускается невысокая прочность сердцевины: кулачковые валики, оси, крепежные детали, шпиндели, пальцы, звездочки, шпильки, вилки тяг и валики переключения передач, толкатели клапанов, валики масляных насосов, пальцы рессор, малонагруженные шестерни и другие детали автотракторного и сельскохозяйственного машиностроения.
Из стали 20 изготавливается богатый ассортимент проката, конечно при этом учитываются оссобености стали этой марки. Так поковки из этой марки могут быть изготовлены категории прочности только 175, 195, 215, 245 при толщине поковок от 100 до 300 мм, для получения поковок с большей категорией прочностью необходимо уже использовать другую сталь. Для изготовления поковок используют блюмсы или слитки стали, ккатаные или кованые заготовки, либо заготовки отлитые на линии непрерывной разливки стали и какие-либо другие виды проката.
Труба прямошовная из марки 20 создается методом электросварки из листов или рулонов стали, при этом при обозначении такой трубы пишется ее диаметр, толщина стенки, длина, класс точности, ГОСТ, например: труба прямошовная толщиной 89 мм, стенкой 4 мм, мерной длины 6 метров II класса точности, которая была изготовлена по группе Б ГОСТ 10507-80 обозначается следующим образом:
89х4х6000 II ГОСТ 10704-91
Б-20 ГОСТ 10507-80
Методом горячего деформирования изготавливаются бесшовные трубы, при этом они должны обладать следующими свойствами: временное сопротивление разрыву 412 МПа, предел текучести 245 МПа, относительное удлинение 21%, твердость по Бринеллю 4,8.
| Краткие обозначения: | ||||
| σв | — временное сопротивление разрыву (предел прочности при растяжении), МПа | ε | — относительная осадка при появлении первой трещины, % | |
| σ0,05 | — предел упругости, МПа | Jк | — предел прочности при кручении, максимальное касательное напряжение, МПа | |
| σ0,2 | — предел текучести условный, МПа | σизг | — предел прочности при изгибе, МПа | |
| δ5,δ4,δ10 | — относительное удлинение после разрыва, % | σ-1 | — предел выносливости при испытании на изгиб с симметричным циклом нагружения, МПа | |
| σсж0,05 и σсж | — предел текучести при сжатии, МПа | J-1 | — предел выносливости при испытание на кручение с симметричным циклом нагружения, МПа | |
| ν | — относительный сдвиг, % | n | — количество циклов нагружения | |
| s в | — предел кратковременной прочности, МПа | R и ρ | — удельное электросопротивление, Ом·м | |
| ψ | — относительное сужение, % | E | — модуль упругости нормальный, ГПа | |
| KCU и KCV | — ударная вязкость, определенная на образце с концентраторами соответственно вида U и V, Дж/см 2 | T | — температура, при которой получены свойства, Град | |
| s T | — предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), МПа | l и λ | — коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала), Вт/(м·°С) | |
| HB | — твердость по Бринеллю | C | — удельная теплоемкость материала (диапазон 20 o — T ), [Дж/(кг·град)] | |
| HV | — твердость по Виккерсу | pn и r | — плотность кг/м 3 | |
| HRCэ | — твердость по Роквеллу, шкала С | а | — коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20 o — T ), 1/°С | |
| HRB | — твердость по Роквеллу, шкала В | σ t Т | — предел длительной прочности, МПа | |
| HSD | — твердость по Шору | G | — модуль упругости при сдвиге кручением, ГПа | |
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
Видео:Сталь 20 (20А) расшифровка марки стали по цифрам и буквамСкачать
Сталь 20: качественные характеристики и области примения
Видео:Сопротивление материалов. Занятие 17. Расчет стержня на устойчивость. Подбор сеченияСкачать
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.
Видео:Подбор швеллера и двутавра. СопроматСкачать
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).
Видео:Сопромат Плоский изгиб (построение эпюр и подбор сечений) Задача №3.22Скачать
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.
Видео:20. Сжатая стойка. Устойчивость. Гибкость. ( практический курс по сопромату )Скачать
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 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| t испытания, °C | σ0,2, МПа | σB, МПа | δ5, % | ψ, % | KCU, Дж/м2 |
| 410 | 25 | 55 | |||
| 490 | 7 | 40 | |||
| 390 | 21 | 50 | |||
| 390-490 | 50 | 163 | |||
| 340-440 | 50 | 163 | |||
| 490 | 7 | 40 | 207 | ||
| 410 | 25 | 55 | |||
| 340-490 | 28 | 127 | |||
| 20 | 280 | 430 | 34 | 67 | 218 |
| 200 | 230 | 405 | 28 | 67 | 186 |
| 300 | 170 | 415 | 29 | 64 | 188 |
| 400 | 150 | 340 | 39 | 81 | 100 |
| 500 | 140 | 245 | 40 | 86 | 88 |
| 700 | 130 | 39 | 94 | ||
| 800 | 89 | 51 | 96 | ||
| 900 | 75 | 55 | 100 | ||
| 1000 | 47 | 63 | 100 | ||
| 1100 | 30 | 59 | 100 | ||
| 1200 | 20 | 64 | 100 |
Механические свойства проката
| Термообработка, состояние поставки | σB, МПа | δ5, % | ψ, % | KCU, Дж/м2 |
| Сталь калиброванная горячекатаная, кованая и серебрянка 2-й категории после нормализации | 410 | 25 | 55 | |
| Сталь калиброванная 5-й категории после нагартовки | 490 | 7 | 40 | |
| Сталь калиброванная 5-й категории после отжига или высокого отпуска | 390 | 21 | 50 | |
| Сталь калиброванная и калиброванная со специальной отделкой после отпуска или отжига | 390-490 | 50 | 163 | |
| Сталь калиброванная и калиброванная со специальной отделкой после сфероидизирующего отжига | 340-440 | 50 | 163 | |
| Сталь калиброванная и калиброванная со специальной отделкой нагартованная без термообработки | 490 | 7 | 40 | 207 |
| Полосы нормализованные или горячекатаные | 410 | 25 | 55 | |
| Лист термообработанный 1-2-й категории | 340-490 | 28 | 127 | |
| 430 | 34 | 67 | 218 | |
| 405 | 28 | 67 | 186 | |
| 415 | 29 | 64 | 188 | |
| 340 | 39 | 81 | 100 | |
| 245 | 40 | 86 | 88 | |
| 130 | 39 | 94 | ||
| 89 | 51 | 96 | ||
| 75 | 55 | 100 | ||
| 47 | 63 | 100 | ||
| 30 | 59 | 100 | ||
| 20 | 64 | 100 |
Механические свойства поковок
| Термообработка, состояние поставки | Сечение, мм | σ0,2, МПа | σB, МПа | δ5, % | ψ, % | KCU, Дж/м2 | HB |
| Нормализация | |||||||
| КП 175 | 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 ковки |
| Начала 1280, конца 750. Охлаждение на воздухе. |
| Свариваемость |
| Сваривается без ограничений, кроме деталей после химико-термической обработки. Способы сварки РДС, АДС под флюсом и газовой защитой, КТС. |
| Обрабатываемость резанием |
| В горячекатанном состоянии при НВ 126-131 и sB = 450-490 МПа, Ku тв.спл. = 1,7 и Ku б.ст. = 1,6. |
| Склонность к отпускной способности |
| Не склонна. |
| Флокеночувствительность |
| Не чувствительна. |
Температура критических точек
| Критическая точка | °С |
| Ac1 | 735 |
| Ac3 | 850 |
| Ar3 | 835 |
| Ar1 | 680 |
Ударная вязкость
Ударная вязкость, KCU, Дж/см2
| Состояние поставки, термообработка | +20 | -20 | -40 | -60 |
| Отжиг | 110 | 68 | 47 | 10 |
| Номализация | 157 | 109 | 86 | 15-38 |
Предел выносливости
| σ-1, МПа | τ-1, МПа | n | σB, МПа | σ0,2, МПа | Термообработка, состояние стали |
| 206 | 1Е+7 | 500 | 320 | ||
| 245 | 520 | 310 | |||
| 225 | 490 | 280 | |||
| 205 | 127 | Нормализация 910 С, отпуск 620 С. | |||
| 193 | 420 | 280 | |||
| 255 | 451 | Цементация 930 С, закалка 810 С, отпуск 190 С. |
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
| Температура испытания, °С | 20 | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 |
| Модуль нормальной упругости, Е, ГПа | 212 | 208 | 203 | 197 | 189 | 177 | 163 | 140 | ||
| Модуль упругости при сдвиге кручением G, ГПа | 78 | 77 | 76 | 73 | 69 | 66 | 59 | |||
| Плотность, pn, кг/см3 | 7859 | 7834 | 7803 | 7770 | 7736 | 7699 | 7659 | 7917 | 7624 | 7600 |
| Коэффициент теплопроводности Вт/(м ·°С) | 51 | 49 | 44 | 43 | 39 | 36 | 32 | 26 | 26 | |
| Уд. электросопротивление (p, НОм · м) | 219 | 292 | 381 | 487 | 601 | 758 | 925 | 1094 | 1135 | |
| Температура испытания, °С | 20- 100 | 20- 200 | 20- 300 | 20- 400 | 20- 500 | 20- 600 | 20- 700 | 20- 800 | 20- 900 | 20- 1000 |
| Коэффициент линейного расширения (a, 10-6 1/°С) | 12.3 | 13.1 | 13.8 | 14.3 | 14.8 | 15.1 | 15.2 | |||
| Удельная теплоемкость (С, Дж/(кг · °С)) | 486 | 498 | 514 | 533 | 555 | 584 | 636 | 703 | 703 | 695 |
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.
Видео:Основы Сопромата. Расчеты на прочность. Общая идеяСкачать
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.
Видео:Подбор сечения балкиСкачать
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.
Видео:Физика Стальная и алюминиевая проволоки одинаковых размеров включены последовательно. На какой изСкачать
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.
Видео:Контур заземления. Все тонкости монтажа + нормы и правилаСкачать
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).
| Химический элемент | % | |
| Сталь 20 | Сталь 20А | |
| Углерод (C) | 0.17-0.24 | 0.15-0.25 |
| Сера (S), не более | 0.04 | 0.035 |
Следовательно Сталь 20А менее подвержено охрупчиванию.
Видео:Задача 19 20 Подбор сечения двутавровой балкиСкачать
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.
Видео:20, 21 января открытые занятия: представляем фрагмент "Основы расчетов конструкций.."Скачать
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.
Видео:Урок 209. Закон Гука. Модуль ЮнгаСкачать
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).
Зарубежные аналоги Стали 20
Видео:Выбор сечения кабеляСкачать
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.
Видео:Как рассчитать диаметр коллектора водоснабжения!Скачать
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.
Видео:Определение усилий, напряжений и перемещений. СопроматСкачать
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).
Видео:КАК ТЕЧЁТ ТОК В СХЕМЕ | Читаем Электрические Схемы 1 частьСкачать
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.
Видео:Подбор сечения двутавровой балки, работающей на изгибСкачать
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
🎬 Видео
Как посчитать балку на изгиб - дерево + сталь.Скачать
Зачем нужна арматура в балках | Проектирование железобетонных конструкций | Проектирование зданийСкачать
