Марка стали 20: характеристики, применение

Сталь 20 (ст.20) относится к категории углеродистых конструкционных качественных нелегированных. Благодаря разнообразному и сбалансированному химическому составу, автоматизированной технологии производства изделия из ст.20 обладают прочностью, износостойкостью. Улучшить заданные свойства можно с помощью процедуры лигирования и/или под действием термической обработки.

Применение марки ст 20

Продукция из стали марки 20 востребована во многих сферах:

• строительстве;
• автомобиле- и судостроении;
• изготовлении стальных котлов высокого давления, сосудов;
• производстве нагревательных трубопроводов, коллекторов, бесшовного и электросварного трубопроката;
• разработке фрикционных дисков, звездочек, муфт;
• производстве деталей: подверженных небольшой нагрузке, предназначенных для цементирования, устойчивых к истиранию.

Изделия из стали способны прослужить долго без повреждений при температуре до +350 С.

Расшифровка ст20

Обозначение СТ20 расшифровывается:

• СТ — сталь обогащенная углеродом, качество – обычное;
• 20 — процент содержания углерода (0,2%) .

В маркировке к изделиям можно обнаружить аббревиатуру-пояснение состояния металла. Так, обозначене «сп» говорит о спокойном, «пс» — полуспокойное, «кп» — кипящее.

Маркировка используется на изделиях (например, отводах ст20), поставляемых в страны СНГ. Стандарты к поставкам в зарубежных странах — другие, но химический состав и технологические свойства идентичны.

Свойства

Технологические характеристики

• Допустимая скорость коррозии металла — до 0,5 мм/год;
• наплавка под действием t 400-450 °C;
• обрабатываемость резанием под действием высоких температур и давлении 450-490 МПа;
• хорошая способность к сварке за исключением заготовок под действием химико-термической обработки;
• твердость продукции — до 163 МПа;
• средняя теплопроводность;
• постепенная отдача тепла;
• отсутствует способность сохранять прочность при низких температурах;
• нет склонности к отпускной хрупкости;
• нет чувствительности к флокенам.

В начале ковки изделия начальная температура должна составлять 1280 °C. В конце — не более 750 °C. После ковки материал охлаждают на воздухе. Такие действия увеличивают срок службы деталей из ст.20.

Используют несколько вариантов сварки: ручная дуговая, аргонодуговая неплавящимся электродом, точечно-контактная.

Химсостав

В основу ст.20 входят следующие элементы (доля в %):

• углерод (С) — от 0,17 до 0,24;
• марганец (Mn) — 0,35-0,65;
• кремний (Si) — до 0,37;
• медь (Cu) — до 0,25;
• мышьяк (As) — до 0,08;
• никель (Ni) — до 0,25;
• фосфор (P) — до 0,04;
• сера (S) — до 0,04.

Доля железа колеблется около 98%. Сплав содержит такие фазовые составляющие железа, как феррит и перлит. Химический состав металла контролируется положениями государственного стандарта 1050-58.

Физические и механические свойства

При повышении температуры испытаний от 20С до 900С удельная теплоемкость возрастает с 486 до 695 Дж/(кг · °С). Также возрастает коэффициент линейного расширения с 12,3 до 15,2. Коэффициент теплопроводности, наоборот, при высоких температурах начинает падать: с показателя 51 до значения 26 Вт/(м ·°С). Также уменьшаются плотность (с 7859 до 7600 кг/м3), модули упругости при сдвиге кручением (78-59 Па) и нормальной упругости (212-140 ГПА).

Механические свойства различны при температуре до 20 и при высоких значениях.

Состояние поставки:

• сталь калиброванная (с отделкой и без);
• полосы горячекатаные или после процесса нормализации;
• лист после термической обработки первой и второй категории.

Чем можно заменить сталь 20?

Отечественный аналог

При отсутствии марки ст20 в производстве используют аналоги — конструкционную углеродистую сталь 15 (ДСТУ 7809/ ГОСТ 1050), 25 (ДСТУ 7809 и ГОСТ 1050-88). Продукция из аналогов также обладает высокой прочностью, термоустойчивостью, износостойкостью.

Зарубежные варианты замены

За рубежом используют следующие аналоги:

• 1020, M1020 — США, Австралия;
• Ck22 — Германия, Швейцария;
• C22, C22E — Болгария, Италия, Венгрия, Франция, Англия, Евросоюз;
• S20C, S20CK, S22C, STB410 — Япония;
• 20, 20G, 20R, 20Z — Китай.