Сталь 20х: маркировка, характеристики и применение

Прочность и эластичность

Благодаря стали 20, техническим характеристикам, работают тысячи предприятий в самых разных областях хозяйства страны, обеспечивая нужды людей. Прочная и одновременно, пластичная, она с легкостью поддается различным видам обработки. Ее плавят, отливают, формуют, прокатывают, вытягивают, волочат, сгибают.

fiz-st-20.jpg

Технологии изготовления некоторых изделий проката предполагают наличие износостойкого, с особыми свойствами, внешнего слоя и пластичной, мягкой «сердцевины». Добиваются подобной цели помещением уже готовой детали в специально созданную, обычно, термальную среду (сухую, газообразную или жидкую) на заданное время.

Так, внешний слой толщиной порядка 0,3 – 3,0 мм обретает особую структуру и соответствующие эксплуатационные характеристики. Подобная обработка носит название в зависимости от применяемого вещества. Чаще всего «оперируют» цинком (цинкование или цинковка), углеродом (цементация), хромом (хромирование). Так получают шестигранник ст20, квадрат, лист и другие изделия проката.

В первом случае деталь становится недоступной для коррозии, во втором – более прочной. С помощью хромирования продукции придают зеркальный лоск.

Стоит отметить, что дополнительная закалка готовых изделий улучшает сталь 20, технические характеристики ее по износостойкости. Таким образом, при своей невысокой стоимости, фасонные изделия из стали 20, (тот же квадрат г/к ст 20, лист, трубы) достойно конкурируют с аналогами, выполненными из более дорого сырья.

Свариваемость и изготовление шовных труб

Сталь 20, характеристики, применение зависят еще от одного свойства, благодаря которому она стала своеобразным «хитом» у потребителей: при своей приятно доступной цене, она прекрасно сваривается, что крайне востребовано при производстве труб.

Для работы со сталью применяют электродуговую (в защитной среде инертного газа), высокочастотную индукционную сварку. Многолетняя эксплуатация изделий подтверждает достаточную надежность шва. Шовные трубы, особенно, тонкостенные по сей день широко используют для монтажа систем вентиляции, а также на предприятиях пищевой промышленности, например, для транспортировки сырья или готовой продукции.

По характеристикам свариваемости и выносливости получаемых изделий низколегированная сталь 09г2с и качественная ст20 похожи: с помощью обеих получают изделия, способные выдерживать огромные нагрузки при воздействии широчайшего диапазона температур, да еще и под давлением!

st-20-09g2s.jpg

Свойства и характеристики

В составе сплава представлены 7 компонентов. Основным из которых является железо – до 97%. Оставшиеся компоненты следующие:

  • Алюминий;
  • Углерод;
  • Хром;
  • Фосфор;
  • Кремний;
  • Сера.

Точные пропорции химического состава определены в технических условиях 14-1-3987-85. Возможный предельный уровень отклонений химического состава прописан в ГОСТе 1050.

Современная промышленность активно потребляет сталь 20ЮЧ и производимую из нее продукцию. Так, высокий спрос наблюдается на производстве трубопроводной арматуры, труб, элементов, деталей, способных работать в условиях агрессивных сред (химических и органических).

814_big.jpg

Химический состав

Химический состав в %

НТД на сталь 20ЮЧ C S P Mn Cr Si Ni N Cu Ca As Al
ТУ 14-1-4853-90 0,16-0,22 ≤0,005 ≤0,020 0,50-0,80 0,17-0,37 ≤0,25 ≤0,012 ≤0,25 0,001-0,010 ≤0,08 0,03-0,10
ТУ 14-1-4179-86 0,16-0,22 ≤0,012 ≤0,020 0,50-0,80 ≤0,30 0,17-0,37 ≤0,40 ≤0,012 0,03-0,10
ТУ 14-3-1652-89 0,16-0,22 ≤0,012 ≤0,020 0,50-0,80 0,17-0,37 ≤0,40 ≤0,012 0,03-0,10
ТУ 14-3Р-54-2001 0,16-0,22 ≤0,012 ≤0,020 0,50-0,80 ≤0,25 0,17-0,37 ≤0,40 ≤0,012 ≤0,30 0,03-0,10
ТУ 14-162-14-96 0,17-0,22 ≤0,015 ≤0,015 0,50-0,65 ≤0,25 0,17-0,37 ≤0,25 ≤0,012 ≤0,25 0,03-0,05
ТУ 14-3-1745-90 0,16-0,22 ≤0,012 ≤0,020 0,50-0,80 ≤0,25 0,17-0,37 ≤0,40 ≤0,012 0,03-0,10

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.

Расшифровка марки

Проводить расшифровку маркировки конструкционных сталей достаточно просто. Рассматриваемый металл имеет следующий состав:

  1. Содержание углерода составляет от 0,17 до 0,23%. Этот элемент определяет твердость и хрупкость металла.
  2. Легирование в этом случае проводится путем добавления в состав хрома. Тот момент, что после буквы, обозначающей элемент, не стоит цифра указывает на концентрацию хрома в составе не более одного процента.
  3. Присутствуют и другие элементы, свойственные конструкционным сталям.

Легирование рассматриваемого металла проводится для того, чтобы повысить твердость поверхностного слоя, оставив сердцевину менее прочной и более гибкой.

Способность стали 20 меняться и производство бесшовных труб

Изготовление бесшовных труб – мероприятие крайне ответственное и затратное. Используют их чаще всего для возведения нефте- и газопроводов, на предприятиях повышенной опасности, связанных с химической промышленностью. Одним словом, у бесшовных труб не должно быть «слабых мест».

Характеристики марки стали 20 позволяют использовать ее для производства труб с помощью методов и горячего, и холодного волочения. В первом случае получают горячекатаные толстостенные трубы с высокими показателями прочности. Температурный режим на протяжении всего процесса изготовления – выше 1100ºС. Охлаждают трубы долго, придавая им окончательный, «ГОСТовый вид». (изготовление трубы из стали 20, гост 8732-78).

Во втором варианте заготовка нагревается, но поскольку температура не поддерживается, основной процесс проходит уже при обычной температуре. Метод используют для получения бесшовных труб с тонкими стенками.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий