Сталь 20: свойства, характеристики, ГОСТ и применение

В настоящее время на рынке существует несколько вариантов стали. Актуальная и популярная марка – сталь 20, конструкционная углеродистая качественная (СТ20). Она применяется во многих отраслях производства.

Вот неполный список:

  • строительство,
  • котлостроение,
  • машиностроение,
  • гидравлика,
  • станкостроение,
  • тракторостроение,
  • металлоконструкции.

Расшифровка стали 20 следующая: аббревиатура СТ указывает на сталь с содержанием углерода. Цифра обозначает номер состава. Возле конкретного типа пишутся определённые символы, отмечающие состояние (спокойная, полуспокойная, кипящая).

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.

Виды обработки

  • кованая,
  • калиброванная,
  • горячекатаная,
  • серебрянка (у неё круглое основание, покрытие из особого состава).

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.

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

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.

Характеризуется повышенной вязкостью, соответственно, сплав способен выдерживать удары. Ударная вязкость – 780 кДж/м².

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.

Виды проката

Характеристики СТ20 делают её отличным вариантом при производстве различного прокатного профиля. Для этого используется один из приёмов:

  • Горячее деформирование. Применимо для изделий определённой толщины – выше 4 миллиметров. Формируются бесшовные трубы с параметрами: временное сопротивление разрыву 412 мегапаскаль, предел текучести стали 20 составляет 20 245 МПа, относительное удлинение 21%, твёрдость по Бринеллю 4,8.
  • Холодное деформирование. Для элементов толщиной до четырёх миллиметров. Главное достоинство метода – сплав становится более прочным в результате наклёпа.

С применением рассмотренных способов, получают изделия:

  • Холоднокатаные стальные трубы, цельносварные. Листы соединяют по краям швов, выступающих по прямой линии после свёртки по радиусу. В итоге получаются цельные элементы с отличным показателем твёрдости.
  • Бесшовные трубы. Изготавливаются способом горячего и холодного волочения. В итоге получается очень прочное изделие, при этом довольно дорогостоящее.
  • Иные варианты: лист, уголок, проволока и пр.

Область применения

  • Машиностроение. Для выделки шестерней, соединительных муфт, компонентов червячных пар. Помимо этого, производят устройства для крепежа первого класса, соединительные элементы.
  • Трубопроводная отрасль по производству арматуры.
  • Строительство. За счёт ценнейших характеристик, СТ20 применяют для производства металлических конструкций.

трубы из стали 20

Отличные характеристики крепления в процессе спаивания, доступная цена, хорошая прочность позволяют использовать элементы в несущих конструкциях.

Отличия стали 3 от стали 20

Сталь марки 3 является сталью обычного качества, популярной в строительстве за счёт технологичности, прочности, бюджетной стоимости. Её пластические характеристики посредственны. В составе СТ3:

  • углерод – 0,14-0,22%,
  • кремний – 0,05-0,17%,
  • марганец – 0,4-0,65%,
  • никель, медь, хром – не более 0,3%,
  • мышьяк не более 0,08%,
  • сера, фосфор – до 0,05 и 0,04%.

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.

Добавить комментарий
Adblock
detector