Преимущества и недостатки стали 20
Сталь марки 20 является сплавом высшего класса с высокими техническими характеристиками и доступной стоимостью.
К главным достоинствам ее относятся пластичность и прочность, стойкость к истиранию, устойчивость к воздействию температур в диапазоне от -40 до +450 градусов Цельсия.
Сталь 20 не восприимчива к воздействию высокого давления - не формирует трещин в структуре.
Важным преимуществом является высокая свариваемость до термообработки и отсутствие необходимости закалки после сварки.
К недостатком этого материала можно отнести высокую подверженность коррозии при контакте с окружающей средой, чего можно избежать, покрыв его защитным химическим составом (гальваника).
Расшифровка маркировки и состав стали 20
Сталь 20 - это сплав, состоящий из углерода и других элементов. Согласно ГОСТ 1050-88, содержание углерода в нем должно составлять от 0,17 до 0,24%, в среднем 0,2%.
- Сталь 20 изготавливается из железа и других компонентов, добавляемых для оптимизации прочности и износостойкости.
- Марганец добавляется в количестве 0,6%, он служит сильным раскислителем, уменьшая количество серы в смеси.
- Кремний добавляется в количестве 0,35% для снижения концентрации водорода, кислорода и азота.
- Медь, хром и никель добавляются в количестве 0,3%, 0,2% и 0,3% соответственно для повышения устойчивости к ржавчине и механической прочности.
- Сера и фосфор, концентрация которых составляет 0,04% и 0,035% соответственно, являются вредными добавками, снижающими технические характеристики материала.
Качество стали определяется количеством дополнительных компонентов. Чтобы изменить это, состав может быть обогащен различными легирующими элементами.
Характеристики и свойства стали 20
Физические характеристики:
- Плотность составляет 7850 кг/м3.
- Плавление при температуре от 1500°C.
- Электрическое сопротивление 220 МОм*мм.
- Теплопроводность стали без дополнительных компонентов составляет 48 Вт/м*К.
- Теплоемкость 490 Дж/кг*К.
- Линейное расширение 11,6*10-6 1/град.
Химические свойства
Сталь отличается низкой устойчивостью к щелочам и кислотам. Она подвержена коррозии при высокой влажности. Чтобы сделать сталь более устойчивой к коррозии, на нее наносят гальванические покрытия, состоящие из хрома и цинка.
Механические параметры:
- Легко обрабатывается.
- Отличается средней твердостью и прочностью.
- Модуль упругости составляет 200 МПа.
- Максимальное сжатие структуры - 55%.
- Относительное удлинение при разрыве - 26%.
- Предел прочности металла на разрыв - 14 кг/мм2.
- Ударная вязкость поверхности металла составляет 780 кДж/м2.
- Прочность на растяжение может достигать 46 кг/мм2.
Особенности термообработки стали 20
Металл подвергается многочисленным процессам термической обработки, включающим закалку, отпуск и отжиг. В результате этих процессов феррито-перлитная структура изменяется на мартенситную, пластичность материала снижается, а прочность повышается.
Для нагрева заготовок используются два типа печей - индукционные и доменные. В процессе закалки температура в печи поддерживается в пределах от 790 до 820 градусов Цельсия, а продолжительность процесса определяется технологией. Процесс охлаждения может происходит в воде, масле или на воздухе. При отжиге заготовки нагреваются до температуры от 160 до 200 градусов Цельсия.
Типы прокатного профиля СТ20
Прокатный профиль из стали 20 получают двумя способами:
- Горячее деформирование используется только для листов определенной толщины, не более 4 мм.
- Холодное деформирование подходит 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 сверки по радиусу. Получаются цельные изделия с повышенной твердостью.
- Бесшовные трубы получают методом горячего и холодного волочения, что придает изделию максимальную прочность и влияет на стоимость в сторону увеличения. Профиля всех видов: листы, швеллера, проволоки, прутки - могут производится любым по длине и ширине изделия.
Сферы применения стали 20
Сталь 20 обладает определенными техническими характеристиками, которые делают ее пригодной для использования в различных отраслях промышленности. Из нее производят различные виды трубопроводной арматуры (накидные гайки, соединители, фланцы, крестовины, ниппели), строительные материалы, компоненты промышленного оборудования, судов и других металлических конструкций.
Сплав также используется для производства бесшовных труб, холоднокатаных сварных труб, двутавровых балок, швеллеров, металлических уголков, листов различной толщины и прутков. Продукция изготовленная из стали 20 должна соответствовать государственным стандартам:
- для проволоки различного сечения (ГОСТ 17305-91),
- металлических полос различной ширины (ГОСТ 82-70),
- тонких листов (ГОСТ 16523-97),
- труб (ГОСТ 10704-9),
- кованых деталей и поковок (ГОСТ 8479-70),
- толстых металлических листов (ГОСТ 1577-93),
- для шлифовальных прутков (ГОСТ 14955-77),
- для калиброванных прутков (ГОСТ 7417-75 ).
ГОСТы 8240-97 и 1050-88 подробно описывают технические условия на изготовление фасонного и сортового проката. Все ГОСТы содержат основные требования к качеству готовой продукции и ее испытаниям перед поступлением в продажу.
Сталь 20 является популярной маркой, находит широкое применение в промышленности и быту.