Характеристика стали 20: Конструкционная сталь характеристики, свойства

alexxlab | 21.01.1975 | 0 | Разное

Содержание

Сталь 20 (ст20) — характеристики, химический состав, применение

Сталь 20 (ст20) — характеристики, применение

Класс стали 20 — конструкционная углеродистая качественная.

Удельный вес: 7,85 г/см3

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.

Сталь 20 применение:

Трубы перегревателей, коллекторов и трубопроводов котлов высокого давления, листы для штампованных деталей, цементуемые детали для длительной и весьма длительной службы при температурах до 350 град. По СТ-ЦКБА 010-2004 критическая температура хрупкости 20°С.

Российские аналоги стали 20:

15, 25

Зарубежные аналоги стали 20:

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.

Характеристики стали 20: температура нагрева, твердость, применение

Марка стали: 20 (отечественные аналоги: сталь 15, сталь 25).

Класс: сталь конструкционная углеродистая обыкновенного качества

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).

Удельный вес стали 20: 7,85 г/см³

Твердость материала: HB 10

-1 = 163 МПа

Температура критических точек: Ac₁ = 735 , Ac₃(Ac_m) = 850 , Ar₃(Arc_m) = 835 , Ar₁ = 680

Температура ковки, °С: начала 1280, конца 750, охлаждение на воздухе.

Обрабатываемость резанием: в горячекатанном состоянии при HB 126-131 и δ_B=450-490 МПа, К_{υ тв. спл}=1,7 и К_{υ 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

Вид поставки:

Cортовой 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.

Зарубежные аналоги марки стали 20
США	1020, 1023, 1024, G10200, G10230, h20200, 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

Сталь марки 20 – прочность, надежность и применение

Сталь 20 имеет стандартные характеристики для металла своего класса: она идеально подходит для создания различных труб и нагревательных элементов, широко используется в котлостроении, так как выдерживает воздействие высоких температур, не склонна к деформации и износу. Температура плавления стали 20 составляет от 1280 градусов в начале процесса ковки до 750 в конце.

Как правило, высокая твердость стали 20 позволяет использовать ее для производства различных востребованных в строительстве деталей, таких как:

Этот вид стали идеален для создания тонких деталей, которые работают на истирание. Сталь 20 температура эксплуатации – не выше +350 градусов.

После специальной обработки химико-термическим образом металл можно применять для производства высококачественных деталей повышенной прочности, но наиболее широкое распространение он получил для создания трубопроводных систем, арматуры, предназначенных для подачи воды и пара на критически высоких температурах.

Свойство стали 20

Удельный вес металла составляет 7,85 г/см³. Сталь 20 обладает высокими эксплуатационными характеристиками, что позволяет значительно расширять области ее применения. Для того, чтобы готовые изделия получались максимально качественными, обработка производится в несколько этапов. Изначально производится ковка, изделию придается нужная форма. Затем формируются пазы, резьбы и отверстия. Сталь 20 температура нагрева составляет от 750 градусов.

В нашем магазине мы предлагаем широкий ассортимент различных изделий из металла, в том числе из стали 20 марки. Отечественные ее аналоги – это 15 и 25 марки. У нас вы можете приобрести по приемлемым ценам различные детали для строительства и производства под заказ, также широким спросом пользуются различные металлоконструкции, которые наши мастера изготавливают на мощностях компании. Одним из основных направлений нашей деятельности является изготовление оконных отливов и автомобильных навесов. Мы предоставляем вашему вниманию готовые чертежи, по которым несложно высчитать стоимость изделий и конструкций. Стоит отметить, что цены у нас максимально доступные, мы рады каждому новому клиенту, поэтому предлагаем исключительно высококачественную продукцию собственного производства. Обращайтесь к нам!

характеристики и расшифовка, применение и свойства стали

Страна	Стандарт	Описание
Россия	ГОСТ 1050-2013	Металлопродукция из нелегированных конструкционных качественных и специальных сталей. Общие технические условия
Россия	ГОСТ 1577-93	Прокат толстолистовой и широкополосный из конструкционной качественной стали. Технические условия
Россия	ГОСТ 4041-71	Прокат листовой для холодной штамповки из конструкционной качественной стали. Технические условия
Россия	ГОСТ 10702-2016	Прокат из качественной конструкционной углеродистой и легированной стали для холодного выдавливания и высадки. Технические условия
Россия	ГОСТ 19277-73	Трубы стальные бесшовные для маслопроводов и топливопроводов. Технические условия.
Россия	ГОСТ 21729-76	Трубы конструкционные холоднодеформированные и теплодеформированные из углеродистых и легированных сталей. Технические условия
Россия	ОСТ 14-21-77	Заготовка трубная из углеродистых, низколегированных и легированных сталей
Россия	ТУ 14-162-14-96	Трубы бесшовные горячедеформированные нефтегазопроводные повышенной коррозионной стойкости и хладостойкости.
Россия	ТУ 14-162-20-97	Трубы бесшовные горячедеформированные нефтепроводные повышенной хладостойкости и коррозионной стойкости.
Россия	ТУ 14-158-113-99	Трубы бесшовные горячедеформированные нефтегазопроводные повышенной хладостойкости и коррозионной стойкости диаметром от 102 до 159 мм
Россия	ТУ 1317-006.1-593377520-2003	Трубы стальные бесшовные нефтегазопроводные повышенной эксплуатационной надежности для месторождений ООО &quot;ТНК&quot;

Сталь 20Х — конструкционная легированная

Заменители
Иностранные аналоги
Вид поставки
Назначение
Расшифровка стали 20Х
Применение стали 20Х корпусов, крышек, фланцев, мембран и узла затвора, изготовленных из проката, поковок (штамповок) (ГОСТ 33260-2015)
Применение стали 20Х для деталей арматуры и пневмоприводов, не работающих под давлением и не подлежащих сварке, предназначенных для эксплуатации в условиях низких температур (ГОСТ 33260-2015)
Температура критических точек, °С
Химический состав, % (ГОСТ 4543-71)
Химический состав, % (ГОСТ 4543-2016)
Твердость (ГОСТ 4543-2016)
Механические свойства проката (ГОСТ 4543-2016)
Механические свойства проката
Механические свойства поковок (ГОСТ 8479-70)
Механические свойства в зависимости от температуры отпуска
Механические свойств при повышенных температурах
Предел выносливости при n = 10⁷
Ударная вязкость KCU
Технологические свойства
Свариваемость
Критический диаметр d
Физические свойства
Узнать еще

Заменители

Стали 15Х, 20ХН, 12ХН2, 18ХГТ.

Иностранные аналоги

Германия DIN		20Cr4, 20CrS4
США (AISI, SAE, ASTM)		5120, 5120H
Великобритания (BS)		207
Япония (JIS)		SCr420, SCr420H

ВАЖНО!!! Возможность замены определяется в каждом конкретном случае после оценки и сравнения свойств сталей

Вид поставки

Cортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 4543—71, ГОСТ 2590-88, ГОСТ 2591-88, ГОСТ 10702-78, ГОСТ 2879-88.

Калиброванный пруток ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78, ГОСТ 7417-75, ГОСТ 1051-73.

Шлифованный пруток и серебрянка ГОСТ 14955-77.

Лист толстый ГОСТ 1577—93, ГОСТ 19903—74.

Полоса ГОСТ 82—70, ГОСТ 103—76.

Поковки и кованые заготовки ГОСТ 1133-71, ГОСТ 8479-70.

Трубы ГОСТ 8731-87, ГОСТ 8732-78, ГОСТ 8733-74, ГОСТ 8734-75, ГОСТ 13663-86.

Назначение

Втулки, шестерни, обоймы, гильзы, диски, плунжеры, рычаги и другие цементуемые детали, к которым предъявляются требования высокой поверхностной твердости при невысокой прочности сердцевины, детали, работающие в условиях износа при трении.

Расшифровка стали 20Х

Цифра 20 обозначает, что содержание углерода в стали составляет 0,2%.

Буква Х означает, что в стали содержится хром в количестве до 1,5%.

Применение стали 20Х корпусов, крышек, фланцев, мембран и узла затвора, изготовленных из проката, поковок (штамповок) (ГОСТ 33260-2015)

Марка стали

НД на поставку

Температура рабочей среды (стенки), °С

Дополнительные указания по применению

20X
ГОСТ 4543

Поковки ГОСТ
8479.

Сортовой прокат
ГОСТ 4543.

Листы ГОСТ 1577,
категории 2, 3.

Трубы ГОСТ 8731
гр.В, ГОСТ 8733
гр.В

От -40 до 450

Для сварных узлов арматуры,
работающих в неагрессивных
средах

к содержанию ↑

Применение стали 20Х для деталей арматуры и пневмоприводов, не работающих под давлением и не подлежащих сварке, предназначенных для эксплуатации в условиях низких температур (ГОСТ 33260-2015)

Марка стали	Закалка + отпуск при температуре, °С	Примерный уровень прочности, Н/мм² (кгс/мм²)	Температура применения не ниже, °С	Использование в толщине не более, мм
20Х	200	900 (90)	-60	15

ПРИМЕЧАНИЕ

При термической обработке на прочность ниже указанной в графе 3 или при использовании в деталях с толщиной стенки менее 10 мм температура эксплуатации может быть понижена.
Максимальная толщина, указанная в графе 5, обусловлена необходимостью получения сквозной прокаливаемости и однородности свойств по сечению.

к содержанию ↑

Температура критических точек, °С

Ас₁	Ас₃	Аr₃	Аr₁	M_н
750	825	755	665	390

Химический состав, % (ГОСТ 4543-71)

С	Si	Mn	Cr	Ni	Cu	S	P
С	Si	Mn	Cr	не более
0,17-0,23	0,17-0,37	0,5-0,8	0,7-1,0	0,30	0,30	0,035	0,035

Химический состав, % (ГОСТ 4543-2016)

Марка стали	Массовая доля элементов, %
Марка стали	С	Si	Mn	Cr	Ni	Mo	Al	Ti	V	B
20Х	0,17-0,23	0,17-0,37	0,5-0,8	0,7-1,0	—	—	—	—	—	—

ПРИМЕЧАНИЕ: знак «-» означает, что массовую долю данного элемента не нормируют и не контролируют, если не указано иное.

Твердость (ГОСТ 4543-2016)

Твердость по Бринеллю металлопродукции в отожженном (ОТ) или высокоотпущенной (ВО) состоянии, а также горячекатаной и кованой металлопродукции, нормализованной с последующим высоким отпуском (Н+ВО), диаметром или толщиной свыше 5 мм должна соответствовать нормам, указанным в таблице
Марка стали Твердость HB, не более
20Х 179
ПРИМЕЧАНИЕ
Твердость калиброванной металлопродукции в отожженном (ОТ) или высокоотпущенном (ВО) состоянии, а также горячекатаной и кованой металлопродукции, нормализованной с последующим высоким отпуском (Н+ВО), может быть на 15 НВ более указанной в таблице выше.
Твердость горячекатаной и кованой металлопродукции, поставляемой без термической обработки, не нормируют и не контролируют.
Твердость калиброванной металлопродукции и металлопродукции со специальной отделкой поверхности диаметром или толщиной свыше 5 мм, поставляемой в нагартованном состоянии (НГ), должна соответствовать нормам, указанным в таблице ниже.
Марка стали Твердость НВ, не более
20Х 229

к содержанию ↑

Механические свойства проката (ГОСТ 4543-2016)

Марка стали	Режим термической обработки					Механические свойства, не менее					Размер сечения заготовок для термической обработки (диаметр круга или сторона квадрата), мм
	Закалка			Отпуск		Предел текучести σ_т, Н/мм²	Временное сопротивление σ_в, Н/мм²	Относительное		Ударная вязкость КС U, Дж/см2
	Температура, °С		Среда охлажде- ния	Темпера- тура, °С	Среда охлаждения			удлинение δ₅,%	сужение Ψ, %
	1-й закалки или нор- мализации	2-й за- калки
20Х	880	770— 820	Вода или масло	180	Воздух или масло	635	780	11	40	59	15

к содержанию ↑

Механические свойства проката

ГОСТ	Состояние поставки, режим термообработки	Сечение, мм	σ_0,2, МПа	σ_в, МПа	δ₅, %	Ψ, %	KCU, Дж/см²	Твердость, не более
ГОСТ	Состояние поставки, режим термообработки	Сечение, мм	не более					Твердость, не более
ГОСТ 4543-71	Пруток. Закалка с 880 °С в воде или масле, закалка с 770-820 °С в воде или масле; отпуск при 180 °С, охл. в воде или в масле	15	640	780	11	40	59	—
ГОСТ 10702-78	Сталь нагартованная -калиброванная и калиброванная со специальной отделкой без термообработки	—	—	590	5	45	—	HB 207
ГОСТ 10702-78	Пруток. Цементация при 920-950 °С, охл. на воздухе; закалка с 800 °С в масле; отпуск при 190 °С, охл. на воздухе	60	390	640	13	40	49	HB 250; HRC₅ 55-63

к содержанию ↑

Механические свойства поковок (ГОСТ 8479-70)

Термообработка	Сечение, мм	КП	σ_0,2, МПа	σ_в, МПа	δ₅, %	Ψ, %	KCU, Дж/см²	Твердость HB, не более
Термообработка	Сечение, мм	КП	не менее					Твердость HB, не более
Нормализация	До 100	195	195	390	26	55	59	111-156
	100-300				23	50	54
	300-500				20	45	49
	До 100	215	215	430	24	53	54	123-167
	100-300				20	48	49
	До 100	245	245	470	22	48	49	143-179
Закалка+отпуск	100-300				19	42	39	143-179
	До 100	275	275	530	20	40	44	156-197
	100-300	275	275	530	17	38	34	156-197
	100-300	315	315	570	14	35	34	167-207
	100-300	345	345	590	17	40	54	174-217

к содержанию ↑

Механические свойства в зависимости от температуры отпуска

t_отп. °С	σ_0,2, МПа	σ_в, МПа	δ₅, %	Ψ, %	KCU, Дж/см²
200	650	880	18	58	118
300	690	880	16	65	147
400	690	850	18	70	176
500	670	780	20	71	196
600	610	730	20	70	225

Примечание: Пруток диаметром 25 мм; закалка с 900 °С, в масле.

к содержанию ↑

Механические свойств при повышенных температурах

t_исп. °С	σ_0,2, МПа	σ_в, МПа	δ₅, %	Ψ, %
700	120	150	48	89
800	63	93	56	74
900	51	84	64	88
1000	33	51	78	97
1100	21	33	98	100
1200	14	25	—	—

ПРИМЕЧАНИЕ: Образец диаметром 6 мм, длиной 30 мм, кованый и нормализованный; скорость деформирования 16 мм/мин; скорость деформации 0,009 1/с.

к содержанию ↑

Предел выносливости при

n = 10⁷

Термообработка	σ_-1, МПа
Нормализация, σ_0,2 = 295-395 МПа, σ_в = 450-590 МПа, HB 143-179	235
Закалка + высокий отпуск, σ_0,2 = 490 МПа, σ_в = 690 МПа, HB 217-235	295
Цементация + закалка + низкий отпуск, σ_0,2 = 790 МПа, σ_в = 930 МПа, HRCэ 57-63	412

Ударная вязкость KCU

Состояние поставки	KCU, Дж/см², при температуре, °С
Состояние поставки	+20	-20	-40	-60
Пруток диаметром 115 мм; закалка + отпуск	280-286	280-289	277-287	261-274

Технологические свойства

Температура ковки, °С: начала 1260, конца 750. Заготовки сечением до 200 мм охлаждаются на воздухе, сечением 201-700 мм подвергаются низкотемпературному отжигу.

Обрабатываемость резанием — K_{v тв.спл} = 1,3 и K_{v б.ст} = 1,7 в горячекатаном состоянии при НВ 131 σ_в = 460 МПа.

Флокеночувствительность — малочувствительна.

Склонность к отпускной хрупкости — не склонна.

Свариваемость

Сталь 20Х сваривается без ограничений(кроме химико-термических обработанных деталей). Способы сварки: РДС, КТС без ограничений.

Критический диаметр

Критическая твердость HRC₃	Количество мартенсита, %	d, мм, после закалки
Критическая твердость HRC₃	Количество мартенсита, %	в воде	в масле
32-36	50	26-48	8-24
38-42	90	12-28	3-9

Физические свойства

Плотность ρ кг/см

³ при температуре испытаний, °С

Сталь	20	100	200	300	400	500	600	700	800	900
20Х	7830	7810	7780	—	7710	—	7640	—	—	—

Коэффициент теплопроводности λ Вт/(м*К) при температуре испытаний, °С

Сталь	20	100	200	300	400	500	600	700	800	900
20Х	42	42	41	40	38	36	33	32	31	—

Коэффициент линейного расширения

α*10⁶, К^-1, при температуре испытаний, °С

20-100	20-200	20-300	20-400	20-500	20-600	20-700	20-800	20-900	20-1000
10,5	11,6	12,4	13,1	13,6	14,0	—	—	—	—

Удельная теплоемкость

c, Дж/(кг*К), при температуре испытаний, °С

20-100	20-200	20-300	20-400	20-500	20-600	20-700	20-800	20-900	20-1000
496	508	525	537	567	588	626	706	—	—

Модуль нормальной упругости Е, ГПа, при температуре испытаний, °С

Сталь	20	100	200	300	400	500	600	700	800	900
20Х	216	213	198	193	181	171	165	143	133	—

Модуль упругости при сдвиге на кручением G, ГПа, при температуре испытаний °С

Сталь	20	100	200	300	400	500	600	700	800	900
20Х	84	83	76	74	71	67	62	55	50	—

Характеристики стали 20юч

Применение

Сталь 20ЮЧ применяется:

для изготовления труб, корпусов, днищ, плоских фланцев и других деталей, эксплуатируемых в средах содержащих сероводород и углекислый газ при температурах от -40 °С до +475 °С;
для производства деталей трубопроводной арматуры с проведением термообработки; сварных сосудов газовой и нефтехимической промышленности;
бесшовных горячедеформированных нефтегазопроводных труб повышенной коррозионной стойкости и хладостойкости, предназначенных для использования в системах нефтегазопроводов, технологических промысловых трубопроводов, транспортирующих нефть и нефтепродукты, а также в системах поддержания пластового давления в условиях нефтедобывающих предприятий эксплуатируемых в средах, содержащих сероводород и углекислый газ.

Примечание
Сталь стойкая к коррозионному растрескиванию.

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.

Механические свойства

Механические свойства стали 20ЮЧ, при 20°С

Состояние поставки

Сечение
(мм)

t испыт.
(°C)

t отпуска
(°C)

s_Т | s_0,2(МПа)

s_B(МПа)

d₅(%)

d₄

d₁₀

y
(%)

KCU
(кДж/м²)

HRC

HRB

HSh

Заготовка трубная по ТУ 14-1-4179-86 (термообработанные продольные образцы)

≥235

≥410

≥23

≥490

≤190

Заготовки деталей трубопроводной арматуры по СТ ЦКБА 026-2005. Закалка на воздухе от 900-920 °C (выдержка 2,5-4,0 часа в зависимости от толщины и массы заготовки). (KCU^-40°С)

≤180

≥235

≥412

≥23

≥490

≤190

Толстолистовой прокат (10-160 мм) в состоянии поставки (нормализация или термоулучшение, KCU^-40°С)

Образец

≥235

≥410

≥23

≥480

Трубы бесшовные горячедеформированные термообработанные в состоянии поставки по ТУ 14-162-14-96

Образец

338-470

502-627

≥25

≤92

Трубы холоднодеформированные Dн=25-89 и трубы бесшовные горячедеформированные в состоянии поставки (нормализованные) по ТУ 14-3-1745-90, ТУ 14-3Р-54-2001. Термообработанные, в состоянии поставки (KCU^-40°С)

Образец

245-382

≥412

≥23

≥490

≤190

Технологические свойства
Коррозионная стойкость	По ТУ 14-3-1745-90 пороговое значение сероводородного коррозионного растрескивания должно быть не менее 147 МПа (15 кгс/мм²).
Микроструктура	По ТУ 14-3-1745-90, ТУ 14-3Р-54-2001 полосчатость ферритно-перлитной структуры г/д труб не должна превышать 4,0 балла по ГОСТ 5640. Величина зерна металла труб в состоянии поставки не должна быть крупнее 7 балла, допускаются отдельные зерна 6 балла.

Ударная вязкость

Состояние поставки \ температура	20 (KCV)	-50 (KCV)
Трубы бесшовные г/д по ТУ 14-162-14-96. Образцы продольные	≥1666	≥784
Трубы бесшовные г/д по ТУ 14-162-14-96. Образцы поперечные	≥784	≥294

Обозначения.

Механические свойства:

s_в— Предел кратковременной прочности, [МПа]
s_Т— Предел текучести, [МПа]
s_0,2— Предел пропорциональности (допуск на остаточную деформацию — 0,2%), [МПа]
d₅— Относительное удлинение при разрыве, [ % ]
y — Относительное сужение, [ % ]
KCU — Ударная вязкость, [ кДж / м²]
HB — Твердость по Бринеллю, [МПа]
HV — Твердость по Виккерсу, [МПа]
HSh — Твердость по Шору, [МПа]

Физические свойства:

T — Температура, при которой получены данные свойства, [Град]
E — Модуль упругости первого рода, [МПа]
a — Коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20o — T ) , [1/Град]
l — Коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала) , [Вт/(м·град)]
r — Плотность материала , [кг/м³]
C — Удельная теплоемкость материала (диапазон 20o — T ), [Дж/(кг·град)]
R — Удельное электросопротивление, [Ом·м]

Марка стали 20Х13: характеристики, ГОСТ, расшифровка | Справочник

Марка: 20Х13 (стар. 2Х13) (заменители: 12Х13, 14Х17Н2).

Вид поставки: сортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 5949-75, ГОСТ 2590-2006, ГОСТ 2591-2006, ГОСТ 2879-2006, ГОСТ 18968-73, ГОСТ 19442-74.

Класс: Сталь коррозионностойкая жаропрочная.

Использование в промышленности: энергетическое машиностроение и печестроение; турбинные лопатки, болты, гайки, арматура крекинг-установок с длительным сроком службы при температурах до 500 град.

Химический состав стали 20Х13

C	Cr	Fe	Mn	P	S	Si
0,16-0,25	12-14,0	Осн.	≤0,8	≤0,030	≤0,025	≤0,8

Коррозионная стойкость стали 20Х13

Сталь 20Х13 обладает высокой стойкостью в атмосферных условиях (кроме морской атмосферы), в речной и водопроводной воде. Применяется в энергетическом машиностроении, в крекинг-установках с длительным сроком службы при температурах до 500 °С для деталей печей.

Технологические параметры 20Х13

Сталь 20Х13 имеет хорошую технологичность при горячей пластической деформации. Рекомендуются следующие интервалы деформации начало 1100 °С, конец 875-950 °С, нагрев под прокатку и ковку проводят медленно до 780 °С, после деформации также следует применять медленное охлаждение. Смягчающей термической обработкой стали 20Х13 является отжиг при 750- 800 °С, охлаждение с печью до 500 °С; окончательная термическая обработка – закалка с 950-1000 °С с охлаждением в масле или на воздухе и отпуск на заданную твердость и коррозионную стойкость. Сталь является технологичной при горячей и холодной деформации. Она относится к мартенситному классу. Критические точки стали Ac1 = 820 °С и Ac3 = 950 °С. В закаленном состоянии микроструктура состоит из мартенсита и карбидов; в отожженном состоянии – из смеси высокохромистого феррита и карбида типа М23С6. С повышением температуры отпуска выше 450 °С происходит значительное снижение прочности, сопровождаемое увеличением пластичности, при этом снижается также коррозионная стойкость.

Сталь 20ЮЧ: Характеристики, расшифровка марки

Характеристики стали 20ЮЧ

Марки стали 20юч представляют конструкционную легированную сталь, устойчивую к коррозионному растрескиванию. Как правило, к такому виду относятся высокопрочные нержавеющие стали различных классов. Улучшенные технические характеристики достигаются благодаря особой термической обработке.

Точный химический состав стали 20ЮЧ

Марки стали 20юч представляют собой конструкционную легированную сталь, устойчивую к коррозионному растрескиванию. Как правило, к такому виду относятся высокопрочные нержавеющие стали различных классов. Улучшенные технические характеристики достигаются благодаря особой термической обработке.

Данный сплав имеет довольно сложный химический состав, который регламентируется нормативами технического протокола ЗМЗ № 562-2012. Основу материала составляет железо. Оно представлено в составе примерно на 97%. Дополнительными являются еще 7 элементов, представленных в небольших динамичных пропорциях:

Марганец
Хром
Кремний
Углерод
Алюминий
Фосфор
Сера

Точное процентное соотношение всех составляющих элементов стали 20ЮЧ смотрите в таблице, представленной ниже, или на диаграмме.

Mn	Cr	Si	C	Al	P	S
от 0,5 до 0,8	0,3	от 0,17 до 0,37	от 0,16 до 0,22	от 0,03 до 0,1	0,02	0,008

Преимущества стали 20ЮЧ

Сопротивления пластическим деформациям;
Прокаливаемость легированных сталей выше;
Отсутствует склонность к отпускной хрупкости
После отпуска вязкость стали не снижается
Не теряет пластичность и не изменяет зернистость при сварке.

Применение стали 20ЮЧ

плоские фланцы,
корпуса и днища,
нефтяные и газопроводные трубы, обладающие повышенной коррозионной устойчивостью и хладостойкостью,
детали, работающие в средах с высоким содержанием сероводорода и углекислого газа,
элементы, функционирующие при температуре от -40°С до +475°С.

Помимо этого из стали марки 20ЮЧ производят трубопроводную арматуру с применением термической обработки, а также сварные сосуды для газовой и нефтяной промышленности. К тому же детали из этого материала используются в системах поддержания пластового давления, которые активно добываются на нефтедобывающих предприятиях.

Отечественные и зарубежные аналоги

Россия	09Г2, 09Г2Т, 09Г2ДТ, 10Г2С
Германия	13Mn6, 9MnSi5
Болгария	09G2S
Венгрия	Vh3
США	5117, 5120, 5120H, G51170, G51200, H51200
Япония	SB49
Китай	12Mn

быстрорежущая сталь | Инструментальная сталь | P20 Формовочная сталь

P20 Mold Steel – это универсальная низколегированная инструментальная сталь, которая характеризуется хорошей ударной вязкостью при умеренных уровнях прочности. Сталь обычно используется для изготовления полостей и оснастки пресс-форм для литья пластмасс под давлением, а также для штампов для литья под давлением цинка. P20 обычно продается в предварительно закаленном состоянии с твердостью приблизительно 300 HBW.

Композиция

К	Мн	Si	Cr	Пн
0.33	0,80	0,65	1,75	0,40

Физические свойства

Плотность: 0,284 фунта / дюйм ³ (7861 кг / м ³)
Удельный вес: 7,86
Модуль упругости: 30 x 10 ⁶ psi (207 ГПа)
Теплопроводность:
24 БТЕ / фут / час / ° F
41.5 Вт / м / ° К
Обрабатываемость: 60-65% 1% углеродистой стали

Инструкции по термообработке

Снятие напряжения

Предварительный нагрев: Поскольку P20 продается в предварительно закаленном состоянии, закалочная термообработка не требуется. После механической обработки и с перерывами в процессе эксплуатации сталь должна подвергаться термическому снятию напряжения путем нагрева до 900 ° F (482 ° C), выравнивания и выдержки в течение одного часа на дюйм (25,4 мм) толщины и охлаждения на воздухе до температуры окружающей среды.

В тех редких случаях, когда сталь необходимо повторно закалить, перед закалкой сталь необходимо сначала отжечь.

Закалка

Критическая температура:
Ac1: 1405ºF (763ºC)

Предварительный нагрев: Нагрейте со скоростью, не превышающей 400ºF в час (222ºC в час) до 1150-1250ºF (621-677ºC), и выполните выравнивание.

Аустенизация (высокая температура): Быстро нагрейте от предварительного нагрева до 1550 ° F (843 ° C). Выдержите 30 минут для первого дюйма (25.4 мм) плюс 15 минут на каждый дополнительный дюйм (25,4 мм).

Закалка: Газ под давлением или прерывистая нефть до 150-125ºF (66-51ºC).

Для масла: охладите до черного цвета при температуре около 900 ° F (482 ° C), затем охладите на неподвижном воздухе до 150–125 ° F (66–51 ° C).

Закалка: Закалка сразу после закалки или криогенной обработки. Выдерживайте при температуре 1 час на дюйм (25,4 мм) толщины, минимум 2 часа, затем охладите на воздухе до температуры окружающей среды.Температура отпуска и твердость указаны в таблице выше.

Отжиг

Нагревают со скоростью, не превышающей 400 ° F в час (222 ° C в час) до 1450 ° F (788 ° C), и выдерживают при температуре в течение 1 часа на дюйм (25,4 мм) максимальной толщины; Минимум 2 часа. Затем медленно охладите в печи со скоростью, не превышающей 50ºF в час (28ºC в час) до 1150ºF (621ºC). Продолжайте охлаждение до температуры окружающей среды в печи или на воздухе.

Вся инструментальная сталь продается как отожженная, за исключением P20 и 4140HT, которые подвергаются термообработке до HRC 28/32.

Легированная сталь

: свойства, обработка и применение

Легированная сталь – это класс стали, который, помимо углерода, легирован другими элементами в диапазоне от 1 мас.% до 50 мас.%, которые используются для улучшения различных свойств материала [1].

Эти элементы обычно включают марганец, никель, хром, молибден, ванадий, кремний и бор. Менее распространенные элементы включают алюминий, кобальт, медь, церий, ниобий, титан, вольфрам, олово, цинк, свинец и цирконий.

Здесь вы узнаете о:

Виды легированной стали
Свойства легированной стали
Производство и обработка легированной стали
Применение и области применения легированной стали

Виды легированной стали

Есть несколько подкатегорий легированной стали.К ним относятся:

Низколегированные стали обычно содержат менее 8 мас.% Нежелезных элементов, тогда как высоколегированные стали содержат более 8 мас.% Нежелезных элементов [2]. Обе стали обычно обладают превосходными механическими свойствами по сравнению с углеродистыми сталями [3].

Свойства легированной стали

Легированные стали

могут содержать широкий спектр элементов, каждый из которых может улучшать различные свойства материала, такие как механическая термическая стойкость и коррозионная стойкость. Элементы добавлены в небольших количествах, менее примерно 5 мас.% имеют тенденцию улучшать механические свойства, например повышать прокаливаемость и прочность, тогда как более крупные добавки до 20 мас.% повышают коррозионную стойкость и стабильность при высоких или низких температурах [2].

Эффекты добавления различных элементов в сталь, наряду с типичными количествами в весовой доле, суммированы в таблице ниже [2].

Элемент	Символ	вес.%	Функция
Алюминий	Al	0,95–1,30	Легирующий элемент в азотированных сталях
висмут	Bi	–	Повышает обрабатываемость
Бор	В	0.001–0,003	Повышает прокаливаемость
Хром	Cr	0,5–2,0	Повышает прокаливаемость
Хром	Cr	4–18	Коррозионная стойкость
Медь	Cu	0,1–0,4	Коррозионная стойкость
Свинец	Пб	–	Повышает обрабатываемость
Марганец	Mn	0.25–0,40	Предотвращает ломкость в сочетании с серой
Марганец	Mn	> 1	Повышает прокаливаемость
Молибден	Пн	0,2–0,5	Подавляет рост зерна
Никель	Ni	2–5 12–20	Повышает прочность Повышает коррозионную стойкость
Кремний	Si	0.2–0,7	Повышает прочность и закаливаемость
		2	Повышает предел текучести (пружинная сталь)
		Высшее%	Повышает магнитные свойства
Сера	S	0,08–0,15	Улучшает обрабатываемость (свойства стали для свободной обработки)
Титан	Ti	–	Снижает мартенситную твердость хромистых сталей
Вольфрам	Вт	–	Повышает твердость при высоких температурах
Ванадий	В	0.15	Повышает прочность при сохранении пластичности, способствует мелкозернистой структуре

В целом, по сравнению с углеродистыми сталями, легированные стали могут обладать повышенной прочностью, пластичностью и ударной вязкостью. Однако недостатком является то, что легированные стали обычно имеют более низкую обрабатываемость, свариваемость и формуемость.

Производство и обработка

Способы легирования и обработки легированной стали зависят от желаемого результата.Требуемая комбинация элементов сначала плавится в печи при температуре выше 1600 ° C в течение 8–12 часов. Затем сталь отжигается при температуре выше 500 ° C для удаления примесей и изменения физических и химических свойств [4].

Затем прокатная окалина (смесь оксидов железа), образующаяся в процессе отжига, удаляется с поверхности стали плавиковой кислотой перед повторением процесса отжига и удаления окалины. Наконец, сталь плавится и отливается для прокатки и придания окончательной формы.

Приложения и примеры

Поскольку термин «легированная сталь» охватывает множество типов стали, область его применения широка.

Низколегированные стали используются в широком спектре отраслей промышленности из-за их исключительной прочности, обрабатываемости, рентабельности и доступности. Они используются в военных транспортных средствах, строительном оборудовании, кораблях, трубопроводах, нефтедобывающих платформах, работающих под давлением, и в конструктивных элементах. Примеры включают HY80 и HY100.

Высоколегированные стали могут быть дорогими в производстве и сложными в обработке. Тем не менее, их превосходная твердость, ударная вязкость и коррозионная стойкость делают их идеальными для конструкционных компонентов, автомобильных приложений, оборудования для химической обработки и производства электроэнергии. Примеры высоколегированных сталей включают марки HE, HF, HH, HI, HK и HL.

[1] Р. Эллиотт, Технология чугуна. Баттервортс, 1988, стр. 1

[2] Дж. Т. Блэк и Р.А. Козер, Материалы и процессы ДеГармо в производстве, 12-е издание. Wiley, 2017, стр. 105

[3] «Разница между низколегированной сталью и высоколегированной сталью», Блог Amardeep Steel Center, 27 декабря 2017 г. [Онлайн]. [Доступ: 10 октября 2018 г.].

[4] B. Индекс, «Процесс производства легированной стали», Наука, 25 апреля 2017 г. [Онлайн]. Доступно: https://sciencing.com/alloy-steel-manufacturing-process-7267414.html. [Доступ: 17 октября 2018 г.].

Сталь против титана – прочность, свойства и области применения

Когда проектировщикам требуются прочные, прочные материалы для своих проектов, сталь и титан – это первые варианты, которые приходят на ум.Эти металлы входят в широкий ассортимент сплавов – неблагородные металлы, пропитанные другими металлическими элементами, которые производят в сумме больше, чем его части. Существуют десятки титановых сплавов и сотни других стальных сплавов, поэтому часто бывает сложно решить, с чего начать при рассмотрении этих двух металлов. Эта статья, посвященная изучению физических, механических и рабочих свойств стали и титана, может помочь дизайнерам выбрать, какой материал подходит для их работы. Каждый металл будет кратко исследован, а затем последует сравнение их различий, чтобы показать, когда лучше выбрать один из них.

Сталь

Сталь, усовершенствованная в начале 20 века, быстро стала самым полезным и разнообразным металлом на Земле. Он создается путем обогащения элементарного железа углеродом, который увеличивает его твердость, прочность и стойкость. Во многих так называемых легированных сталях также используются такие элементы, как цинк, хром, марганец, молибден, кремний и даже титан, для повышения их устойчивости к коррозии, деформации, высоким температурам и т. Д. Например, сталь с высоким содержанием хрома относится к нержавеющим сталям или к тем сталям, которые менее подвержены коррозии, чем другие сплавы.Поскольку существует множество видов стали, трудно обобщить ее конкретные свойства, но наша статья о типах стали дает хорошее представление о различных классах.

В общем, сталь – это плотный, твердый, но работоспособный металл. Он реагирует на процесс упрочнения при термообработке, что позволяет даже самой простой стали иметь различные свойства в зависимости от того, как она была нагрета / охлаждена. Он магнитный и может легко проводить тепло и электричество. Большинство сталей подвержены коррозии из-за состава железа, хотя нержавеющие стали в некоторой степени успешно устраняют этот недостаток.Сталь имеет высокий уровень прочности, но эта прочность обратно пропорциональна ее ударной вязкости или показателю устойчивости к деформации без разрушения. Хотя существуют стали для механической обработки, существуют и другие стали, которые трудно, если вообще возможно, обрабатывать из-за их рабочих свойств.

Должно быть ясно, что сталь может использоваться для множества различных работ: она может быть твердой, жесткой, прочной, устойчивой к температурам или коррозии; Беда в том, что невозможно сделать все это одновременно, не жертвуя одним свойством над другим.Тем не менее, это не большая проблема, поскольку большинство марок стали недорогие и позволяют конструкторам комбинировать различные стали в своих проектах для получения дополнительных преимуществ. В результате сталь находит свое применение почти во всех отраслях промышленности, она используется в автомобилестроении, авиакосмической, строительной, архитектурной, производственной, электронной, инфраструктурной и многих других областях.

Титан

Титан был впервые очищен до металлических форм в начале 1900-х годов, и он не так редок, как думает большинство людей.Фактически, это четвертый по распространенности металл на Земле, но его трудно найти в высоких концентрациях или в элементарной форме. Кроме того, его трудно очистить, что делает его более дорогим в производстве, чем в источниках.

Элементарный титан – серебристо-серый немагнитный металл с плотностью 4,51 г / см. ³, что делает его почти вдвое легче стали и помещает его в категорию «легких металлов». Современный титан выпускается либо в виде элементарного титана, либо в виде различных титановых сплавов, и все они созданы для повышения прочности и коррозионной стойкости основного титана.Эти сплавы обладают необходимой прочностью для использования в качестве материалов для аэрокосмической, конструкционной, биомедицинской и высокотемпературной отраслей, в то время как элементарный титан обычно используется в качестве легирующего агента для других металлов.

Титан трудно сваривать, обрабатывать или формировать, но его можно подвергать термообработке для повышения его прочности. Он обладает уникальным преимуществом биосовместимости, то есть титан внутри тела остается инертным, что делает его незаменимым для технологии медицинских имплантатов. Он имеет отличное соотношение прочности и веса, обеспечивая такую же прочность, как сталь при 40% ее веса, и устойчив к коррозии благодаря тонкому слою оксида, образующемуся на его поверхности в присутствии воздуха или воды.Он также противостоит кавитации и эрозии, что предрасполагает его к приложениям с высокими напряжениями, таким как авиация и военные технологии. Титан жизненно важен для проектов, где вес сведен к минимуму, но прочность максимальна, а его высокая коррозионная стойкость и биосовместимость позволяют использовать его в некоторых уникальных отраслях промышленности, не охватываемых более традиционными металлами.

Сравнение стали и титана

Выбор одного из этих металлов зависит от конкретного применения. В этом разделе будут сравниваться некоторые механические свойства, общие для стали и титана, чтобы показать, где должен быть указан каждый металл (представлен в Таблице 1 ниже).Обратите внимание, что значения для стали и титана в таблице 1 взяты из обобщенных таблиц, так как каждый металл сильно различается по характеристикам в зависимости от типа сплава, процесса термообработки и состава.

Таблица 1: Сравнение свойств материалов стали и титана

* широко варьируется в зависимости от сплава и термообработки
Свойства материала	Сталь			Титан
Шт.	Метрическая	Английский		Метрическая система	Английский
Плотность	7.8-8 г / см ³		0,282-0,289 фунта / дюйм ³	4,51 г / см ³	0,163 фунта / дюйм ³
Модуль упругости	200 ГПа		29000 тысяч фунтов / кв. Дюйм	116 ГПа	16800 тысяч фунтов / кв. Дюйм
Предел текучести при растяжении	350 МПа *		50800 фунтов на кв. Дюйм *	140 МПа *	20300 фунтов на кв. Дюйм *
Удлинение при разрыве	15% *			54%
Твердость (по Бринеллю)	121 *			70

Первое поразительное различие между титаном и сталью – это их плотность; как обсуждалось ранее, титан примерно вдвое меньше стали, что делает его значительно легче.Это подходит для применения титана в областях, где требуется прочность стали в более легком корпусе, и дает возможность использовать титан в деталях самолетов и других приложениях, зависящих от веса. Плотность стали может быть преимуществом в определенных областях применения, например, в шасси транспортных средств, но в большинстве случаев снижение веса часто вызывает беспокойство.

Модуль упругости, иногда называемый модулем Юнга, является мерой гибкости материала. Он описывает, насколько легко согнуть или деформировать материал без пластической деформации, и часто является хорошей мерой общей упругой реакции материала.Модуль упругости титана довольно низкий, что говорит о том, что он легко сгибается и деформируется. Отчасти поэтому титан трудно обрабатывать, так как он склеивает мельницы и предпочитает возвращаться к своей первоначальной форме. Сталь, с другой стороны, имеет гораздо более высокий модуль упругости, что позволяет легко обрабатывать ее и позволяет использовать ее в таких областях, как режущие кромки, поскольку она ломается и не сгибается под нагрузкой.

При сравнении пределов текучести титана и стали при растяжении возникает интересный факт; сталь в целом прочнее титана.Это противоречит распространенному заблуждению о том, что титан прочнее большинства других металлов, и показывает преимущество стали перед титаном. Хотя титан по прочности не уступает стали, он весит вдвое меньше, что делает его одним из самых прочных металлов на единицу массы. Однако сталь является основным материалом, когда важна общая прочность, поскольку некоторые из ее сплавов превосходят все другие металлы с точки зрения предела текучести. Дизайнеры, стремящиеся исключительно к прочности, должны выбирать сталь, но дизайнеры, озабоченные прочностью на единицу массы, должны выбирать титан.

Относительное удлинение при разрыве – это мера начальной длины испытуемого образца, деленная на его длину непосредственно перед разрушением в испытании на растяжение, умноженная на 100 для получения процента. Большое удлинение при разрыве предполагает, что материал «растягивается» больше; Другими словами, он более склонен к повышенной пластичности перед разрушением. Титан является таким материалом, где он растягивается почти на половину своей длины перед разрушением. Это еще одна причина того, почему титан так сложно обрабатывать, поскольку он тянется и деформируется, а не скалывается.Сталь бывает многих разновидностей, но обычно имеет низкое удлинение при разрыве, что делает ее более твердой и более склонной к хрупкому разрушению при растяжении.

Твердость – это сравнительное значение, которое описывает реакцию материала на царапины, травления, вмятины или деформации на его поверхности. Он измеряется с помощью инденторных машин, которые бывают разных видов в зависимости от материала. Для высокопрочных металлов часто указывается тест на твердость по Бринеллю, который представлен в таблице 1. Несмотря на то, что твердость стали по Бринеллю сильно варьируется в зависимости от термической обработки и состава сплава, в большинстве случаев она всегда тверже, чем титан.Это не означает, что титан легко деформируется при появлении царапин или вмятин; Напротив, слой диоксида титана, образующийся на поверхности, исключительно твердый и выдерживает большинство сил проникновения. Оба они являются стойкими материалами, которые отлично работают в суровых условиях, исключая любые дополнительные химические воздействия.

Сводка

В этой статье представлено краткое сравнение свойств, прочности и областей применения стали и титана. Для получения информации о других продуктах обратитесь к нашим дополнительным руководствам или посетите платформу Thomas Supplier Discovery Platform, чтобы найти потенциальные источники поставок или просмотреть подробную информацию о конкретных продуктах.

Источники:

https://books.google.com/books?hl=en&lr=&id=68mQLz7yJ8UC&oi=fnd&pg=PR5&dq=introduction+to+titanium+alloys&ots=lhsHnla-iW&sig=iwc5SZXiHIp=ru&sig=iwc5SZXiHIpScjg7xproduction 20 сплавов & f = false
https://crosstraxx.com/pages/a-look-at-the-differences-between-titanium-and-stronic-steel
http://www.matweb.com/search/datasheet.aspx?bassnum=MS0001&ckck=1
http: // www.matweb.com/search/DataSheet.aspx?MatGUID=66a15d609a3f4c829cb6ad08f0dafc01
http://web.mit.edu/ruddman/www/iap/materialsselection.pdf

Прочие изделия из стали

Типы профилей из конструкционной стали
Ведущие производители и поставщики арматуры
Типы арматуры
Виды стали
Виды нержавеющей стали
Ведущие сталелитейные компании и производители стали США в мире
Все о стали 5160 (свойства, прочность, применение)
Все о стали 440 (свойства, прочность, применение)
Все о стали 430 (свойства, прочность, применение)
Все о стали 304 (свойства, прочность, применение)
Все о 52100 Сталь
Свойства, состав и применение стандартных сталей
Обработка стали для поверхностного упрочнения (цементирование)
Все о стали 9260 (свойства, прочность, применение)
Все о стали 4130 (свойства, прочность, применение)

Больше от Metals & Metal Products

26 различных марок стали

Сталь стала основным товаром с тысячами различных вариаций в зависимости от ее предполагаемого использования, поэтому давайте рассмотрим наиболее часто используемые различные типы стали, их отличительные свойства, а также способы их использования.

Железо – наиболее доступный минерал, распространенный в ядре и мантии Земли, хотя в чистом виде он чрезвычайно мягкий и требует окисления до оксида железа. Плохая прочность и долговечность этой формы сильно затрудняют использование железа. Для улучшения этих свойств в чистое железо добавляется до 2% углерода, в результате чего получается очень прочное и твердое вещество, называемое сталью.

Благодаря своей высокой прочности на разрыв и прочности, сталь используется для изготовления всего, от швейных игл до нефтяных танкеров, а также инструментов, необходимых для их производства.Тем не менее, в сталь часто добавляют другие типы металлов, чтобы придать ей различные качества в зависимости от предполагаемого использования.

С помощью этих металлических добавок на сегодняшний день было произведено 3500 различных разновидностей стали, каждая из которых обладает различными структурными, химическими и физическими характеристиками и свойствами. Еще более поразительным является тот факт, что более 75% этих вариантов были введены за последние два десятилетия для удовлетворения быстро развивающихся промышленных потребностей.

Давайте рассмотрим наиболее часто используемые типы стали, их отличительные свойства и области применения:

Углеродистая сталь

Большая часть стали в мире – это углеродистая сталь.Он содержит железо, углерод и различные количества других легирующих элементов. В качестве основного легирующего элемента углеродистой стали углерод составляет около 90% всего производства стали.

Это помогает создать более прочный и более жесткий металл. Это связано с тем, что атомы, присутствующие в углероде, позволяют ему перемещаться через кристаллическую решетку железа, слегка искажая решетку и заполняя промежутки между атомами металла.

Учитывая эту характеристику, получаемые изделия из углеродистой стали чрезвычайно твердые.Эту прочность определяет количество присутствующего углерода, далее классифицируя его на три категории:

Узнайте все о лезвии из углеродистой стали здесь.

Высокоуглеродистая сталь

Высокоуглеродистая сталь обычно содержит от 0,61% до 1,5% углерода, что приводит к получению прочной, хрупкой и твердой стали. Для повышения износостойкости его подвергают соответствующей термообработке. Помимо того, что он используется для изготовления высокопрочных проволок и пружин, он является полезным материалом для производства амортизирующего оборудования.

Среднеуглеродистая сталь

Этот вариант включает содержание углерода от 0,31% до 0,6%, что приводит к получению умеренно пластичной стали с большей прочностью на разрыв, чем у низкоуглеродистой стали. Чтобы упрочнить его, его часто подвергают отпуску – одной из форм термической обработки. Поскольку он очень пластичен и может принимать различные формы и размеры, этот тип является наиболее часто используемым из трех. От небоскребов до заборов, мостов и домов – вы увидите, что он используется повсюду.

Низкоуглеродистая сталь

Низкоуглеродистая сталь содержит до 0.3% углерода. Несмотря на то, что низкоуглеродистая сталь обладает высокой пластичностью и пластичностью, она характеризуется низким пределом прочности на разрыв, который, безусловно, можно улучшить с помощью процесса холодной прокатки. Это включает прокатку стали между двумя полированными роликами в условиях высокого давления. Среди его наиболее распространенных применений – производство металлических листов, ящиков, труб, цепей, тросов, ящиков, заклепок, каркасов транспортных средств и т. Д.

Источник: Techpedia

Легированная сталь

Легированная сталь состоит из различного количества различных металлов, помимо железа.Эти дополнения помогают управлять свойствами стали в конкретных областях применения. В некоторой степени используются такие металлы, как алюминий, никель, кремний, хром, марганец, титан и медь. Использование этих металлов приводит к характеристикам, не присущим углеродистой стали. Желаемые изменения происходят в прочности, деформируемости, коррозионной стойкости, пластичности и прокаливаемости стали.

Как правило, легированная сталь более чувствительна к различным видам обработки и используется в более специализированных отраслях, таких как бытовая техника, судостроение и автомобильная промышленность.Он может быть более прочного или более осязательного, с высокой устойчивостью к ржавчине или более подходящим для сварки.

Легированная сталь

часто используется для производства трубопроводов, автозапчастей, генераторов, трансформаторов и электродвигателей.

В зависимости от комбинации легирующих элементов легированные стали могут иметь множество различных вариаций. Мы собрали наиболее распространенные типы:

Вольфрамовая сталь

Вольфрам, также известный как вольфрам, представляет собой тусклый серебристый металл с самой высокой температурой плавления среди всех типов металлов в чистом виде.Что отличает его от других типов металлов, так это его прочность и способность выдерживать высокие температуры. Благодаря этим характеристикам этот металл используется в различных стальных сплавах для повышения устойчивости к коррозии и износу.

Кроме того, в соплах ракетных двигателей используется вольфрамовая сталь для достижения высокой термостойкости. В сочетании с кобальтом, никелем и железом вольфрамовая сталь может использоваться для производства лопаток турбин для многих типов самолетов. Кроме того, многие другие машины и инструменты требуют высокой термостойкости и поэтому используют вольфрамовую сталь.

Источник: Баланс

Узнайте больше о вольфрамовой стали здесь.

Никелевая сталь

Никелевый стальной сплав

– один из наиболее часто используемых стальных сплавов во всем мире. Помимо высокого содержания никеля, составляющего около 3,5%, он содержит около 0,35% углерода. Его особенность заключается в том, что добавление никеля усиливает конструкционную сталь без пропорционального снижения пластичности. Это повышение ударной вязкости помогает противостоять трещинам, которые могут быть вызваны сильными ударами, ударами и нагрузками.

Кроме того, во время закалки никель снижает деформацию стали. Никелевая сталь обеспечивает невероятную чувствительность к термообработке, поскольку добавление никеля снижает температуру стали, что делает ее идеальной для термообработки.

Источник: Bright hub engineering

Марганцевая сталь

Марганцевая сталь – это деформируемая сталь с содержанием марганца от 11 до 14%. Благодаря отличным характеристикам деформационного упрочнения и износостойкости марганцовистая сталь используется в производстве сложных железнодорожных путей.Другие современные области применения включают ковши лопаты, шкафы для дробеструйной обработки, скребки, защитные пластины от высверливания и т. Д.

Источник: West Yorkshire Steel

Узнайте больше о марганцевой стали здесь.

Ванадиевая сталь

известна своими антикоррозийными свойствами, а также способностью поглощать удары. Ванадиевая сталь используется не только для труб и трубок, несущих химикаты, но и в виде тонкого слоя для связи титана со сталью в аэрокосмической сфере.Достаточно всего лишь 1% ванадия и хрома для достижения устойчивости к ударам и вибрации, что делает его идеальным для применения в автомобилях.

Источник: mining.com

Хромированная сталь

Добавление хрома снижает критическую скорость охлаждения и увеличивает стойкость к образованию накипи, износостойкость и жаропрочность стали. Он в основном используется для повышения коррозионной стойкости. Обладая высокой эластичностью и прочностью на разрыв, хромистая сталь часто используется для производства деталей машин и автомобилей, камнедробилок и сейфов.

Источник: Borinox

Хром-ванадиевая сталь

В хромованадиевой стали

используются как хром, так и ванадий, сочетающие в себе свойства каждого из них. Обладая чрезвычайно высокой прочностью на разрыв, сталь легко режется, но не является хрупкой. Обычно используются шестерни, оси, шатуны, рамы автомобилей и так далее.

Кремниевая сталь

Когда дело доходит до магнитной силы, кремнистая сталь является сегодня наиболее важным материалом. В то время как небольшие количества кремнистой стали используются в импульсных трансформаторах и небольших реле, в таких приложениях, как большие двигатели и генераторы, используются тонны кремнистой стали.Среди его свойств очень востребованы снижение насыщения, удельное сопротивление, магнитострикция и магнитокристаллическая анизотропия. С добавлением всего 1-2% кремния сталь наиболее широко используется для производства постоянных магнитов.

Узнайте все о Silicon Steel здесь.

Молибденовая сталь

Как ценный легирующий агент для стали, молибден помогает улучшить ударную вязкость стали, свариваемость, а также ее коррозионную стойкость. Это делает его идеальным для использования в конструкционных сталях, поэтому они широко используются в морской среде.В нефтегазовых трубопроводах и шариковых подшипниках также используется молибденовая сталь.

Источник: Metalpedia

Сталь кобальт

Кобальтовые сплавы

обладают огромной коррозионной стойкостью, износостойкостью, жаропрочностью и магнитными свойствами. Некоторые более жесткие области применения кобальта включают лопатки и лопатки газовых турбин. Тем не менее, этот тип стали чаще используется для изготовления режущих инструментов.

Источник: Science direct

Алюминий Сталь

Добавление алюминия помогает включить способность отражать тепло.Обладая плотностью около одной трети плотности стали, он используется там, где важны малый вес и высокая прочность. Таким образом, алюминиевая сталь широко используется для производства выхлопных систем мотоциклов и автомобилей. Помимо автомобильной промышленности, алюминиевая сталь широко используется в производстве энергии, архитектуре, приготовлении пищи, упаковке, передаче электроэнергии и т. Д.

Источник: Aalco

Инструментальная сталь

– это сталь, используемая для производства различных видов инструментов, используемых для самых разных целей, включая ударные инструменты, режущие инструменты, такие как инструменты для изготовления ножей, и другие.Они состоят из металлических сплавов, таких как вольфрам, кобальт, молибден и ванадий в различных количествах. Они не только прочные и долговечные, но и очень устойчивы к нагреванию.

В зависимости от типа производимого инструмента качество инструментальной стали различается, в результате чего существует множество вариантов в категории инструментальной стали:

Ударопрочная инструментальная сталь

Как следует из названия, этот вариант из инструментальной стали разработан для обеспечения высокой устойчивости к ударам при различных температурах.С низким содержанием углерода, кремния и молибдена, он абразивный и умеренно вязкий. Эта сталь в основном используется для изготовления таких инструментов, как отвертки, пробойники, долота и инструменты для клепки.

Инструментальная сталь специального назначения

Эта инструментальная сталь специально разработана для достижения средней вязкости и ковкости с использованием стали низколегированной стали. Их часто используют для изготовления гаечных ключей, оправок и метчиков.

Инструментальная сталь для горячей обработки

Инструментальная сталь

для горячей обработки используется для производства инструментов, требующих высокой термостойкости в течение продолжительных периодов времени, например, тех, которые используются при ковке, экструзии, штамповке, литье и лезвиях для горячей резки.

Инструментальная сталь для закалки в воде

Как самый дешевый вид, водоотверждаемая инструментальная сталь – наиболее широко используемая инструментальная сталь в производстве инструментов. Чтобы придать твердость предметам или инструментам, эту сталь закаливают в воде. Обладая высокой устойчивостью к поверхностному износу, эта сталь часто используется для изготовления напильников, фрез, молотков, лезвий и подобных изделий.

Быстрорежущая инструментальная сталь

Быстрорежущая инструментальная сталь состоит из стальных сплавов вольфрама, молибдена и ванадия.Эти компоненты твердые и сохраняют свою твердость при воздействии высоких температур, что позволяет производить сталь, которая идеально подходит для высокоскоростного оборудования, такого как сверла, развертки, пилы, пуансоны, метчики и т. Д.

Инструментальная сталь для холодной обработки

Этот вариант инструментальной стали отличается высоким содержанием хрома для достижения низкой деформации при закалке, которая может осуществляться воздухом или маслом. Эта особенность означает, что производимые инструменты не трескаются легко. Как высокопрочная сталь, инструментальная сталь для холодной обработки идеально подходит для изготовления лезвий ножей, штампов, инструментов для чеканки и т. Д.

Формовочная сталь

Для изготовления пресс-форм и пресс-форм для пластмасс

для изготовления пресс-форм используется углеродистая сталь. Кроме того, еще одним распространенным применением является литье под давлением из цинка.

Источник: Наука поразила

Нержавеющая сталь

В то время как нержавеющая сталь изготавливается из нескольких металлических сплавов, основным элементом является хром, составляющий от 10 до 20% от общего состава стали. Нержавеющая сталь, ранее известная как «нержавеющая» сталь, пользуется большой популярностью благодаря своему внешнему виду и высокой устойчивости к ржавчине.Точнее, она примерно в 200 раз более устойчива к ржавлению, чем другие типы стали, особенно когда количество хрома превышает 11%.

Благодаря своей высокой коррозионной стойкости нержавеющая сталь является самым дорогим типом стали. Как высокопрочный тип, нержавеющая сталь способна противостоять износу, который неизбежно происходит в результате повседневного использования. Невидимый слой хрома предотвращает окисление, чтобы еще больше повысить устойчивость к царапинам и коррозии.Другие металлические компоненты, из которых состоит нержавеющая сталь, включают молибден и никель.

В зависимости от области применения размеры и марки нержавеющей стали могут быть разными, и они могут иметь форму листов, стержней, труб, пластин и проволоки. Основываясь на кристаллической структуре и механических свойствах нержавеющей стали, ее можно разделить на различные типы:

Ферритная нержавеющая сталь

Ферритная нержавеющая сталь содержит около 12-17% хрома, до 0.1% углерода, следовые количества никеля и других легированных металлов в небольших количествах, таких как алюминий, молибден и титан. Хотя ферритные стали являются вязкими, прочными и магнитными, их можно дополнительно упрочнить путем холодной обработки. Однако они не поддаются термообработке, а это значит, что их нельзя закалить с помощью этой техники.

Аустенитная нержавеющая сталь

Аустенитная сталь содержит намного больше хрома, чем ее аналоги из нержавеющей стали. Содержание хрома в этом типе стали может достигать 18%, в то время как другие элементы включают никель, составляющий 8%, и углерод при 0.8%. Несмотря на то, что аустенитная сталь не поддается термообработке, она популярна благодаря своим немагнитным свойствам, что делает ее одной из наиболее широко используемых сталей во всем мире. Некоторые распространенные применения включают производство труб, оборудования для пищевой промышленности и кухонной утвари.

Мартенситная нержавеющая сталь

Мартенситная сталь, содержащая от 11 до 17% хрома, содержит примерно 1,2% углерода и менее 0,4% никеля. Мартенситные стали не только чувствительны к термообработке, но также обладают магнитными свойствами.Стоматологические и хирургические инструменты, ножи, лезвия и другие режущие инструменты изготовлены из мартенситной нержавеющей стали.

Дуплекс из нержавеющей стали

Дуплексная сталь

– это просто комбинация ферритных и аустенитных сталей, в результате чего сталь намного прочнее, чем обе по отдельности. Он не только сваривается, но и устойчив к коррозии. Тем не менее, он не обладает сильной магнитной силой.

Нержавеющая сталь для дисперсионного твердения

Эта сталь состоит из 17% хрома и 4% никеля, что позволяет получить разновидность закаленной стали.Кроме того, некоторые другие металлы также добавляются в различных количествах, включая алюминий, медь и ниобий. Этому типу можно придать различные формы, что делает их идеальными для использования в компонентах двигателей и контейнерах для ядерных отходов. Он также обеспечивает умеренную коррозионную стойкость.

Источник: Techpedia

Поставщик нержавеющей стали сплава 20 – Запас никелевого сплава 20

Нержавеющая сталь сплава 20 – это супераустенитный нержавеющий сплав, разработанный для максимальной коррозионной стойкости к серной кислоте и другим агрессивным средам, не подходящим для типичных аустенитных марок.

Наша сталь сплава 20 представляет собой решение для коррозионного растрескивания под напряжением, которое может возникнуть при добавлении нержавеющей стали в хлоридные растворы. Мы поставляем Alloy 20 сталь для различных применений и поможем определить точное количество для вашего текущего проекта. Сплав 20 может использоваться для широкого спектра применений, включая регулирующие клапаны, предохранительные клапаны и центробежные насосы. Он состоит из углерода, хрома, меди, железа, марганца, молибдена, никеля, фосфора, кремния и серы.

Best Stainless предлагает своим клиентам различные профили из легированной стали 20 в соответствии с высокими стандартами качества UNS N08020 и ASTM B473.

Спросите эксперта

Никелевый сплав 20 Механические свойства стали

Состояние	Предел прочности при растяжении Предел прочности (PSI)	0,2% Предел текучести Прочность (PSI)	Удлинение (% в 2 дюйма)	Уменьшение площади (%)	Твердость 6	Твердость по Бринеллю 6	Твердость Роквелл
Отожженный	80 000	35 000	30	50	*	*	Цитата »

Никелевый сплав 20 Применения

Никелевый сплав 20 стандартных форм

Никелевый сплав 20 Состав

Углерод 0.070 Макс
Хром 19,0-21,0
Медь 3,0-4,0
Утюг 29,85-44,0
Марганец 2,0 Макс
Молибден 2,0-3,0
Никель 32,0-38,0
Фосфор 0,0450 Макс
Кремний 1.00 Макс
Сера 0,0350 Макс

Отраслевые стандарты

Позвоните нам сегодня по телефону (713)482-4000

Сплав 20 Нержавеющая сталь – Пенн Нержавеющая сталь

Сплав 20 Нержавеющая сталь – Пенн Нержавеющая сталь Сплав 20 Нержавеющая сталь – Пенн Нержавеющая сталь

Главная / Ресурсы / Информация о продукте / Сорта нержавеющей стали / Сорта никеля / Нержавеющая сталь сплава 20

Запасы

Penn Stainless теперь включают сплав 20 (UNS N08020) в листах, рулонах, листах, круглых прутках, обработанных плоских прутках и трубных изделиях.

Обзор

Общие свойства

Сплав 20 (UNS N08020) представляет собой аустенитный суперсплав на основе никеля, железа и хрома с добавками меди и молибдена, которые обеспечивают стойкость к агрессивным средам, точечной коррозии и щелевой коррозии. Он также стабилизирован колумбием, чтобы минимизировать выделение карбида во время сварки. Сплав 20, по-видимому, попадает как в категорию нержавеющих, так и в никелевую, поскольку он обладает характеристиками обоих. Он был разработан для максимальной устойчивости к кислотному воздействию и демонстрирует превосходную стойкость к коррозионному растрескиванию под напряжением при кипении от 20% до 40% серной кислоты, а также имеет отличную общую коррозионную стойкость к серной кислоте и хлоридному коррозионному растрескиванию под напряжением.Сплав 20 имеет хорошие механические свойства как при температуре окружающей среды, так и при повышенных температурах, примерно до
930 ° F (500 ° C), и его легко производить с помощью обычных промышленных процессов.

Технические характеристики : UNS N08020

Приложений:

Сплав 20 был первоначально разработан для использования в приложениях, связанных с серной кислотой; однако в настоящее время он часто используется в самых разных отраслях промышленности. Приложения, которые обычно используют сплав 20, включают:

Химическая и смежная промышленность
Производство продуктов питания и красок
Теплообменники
Взрывчатые вещества
Танки
Клапаны
Стеллажи для травления
Производство синтетического каучука и пластмасс
Фармацевтические препараты
SO ² скрубберы и другие тяжелые условия эксплуатации

Стандарты:

ASTM / ASME: UNS N08020
ЕВРОНОРМА: FeMi35Cr20Cu4Mo2
DIN: 2.4660

Сопротивление

Коррозионная стойкость:

Превосходная стойкость к общей коррозии, точечной и щелевой коррозии в химических веществах, содержащих хлориды, серную, фосфорную и азотную кислоты.
Содержание никеля способствует снижению нагрузки на хлорид-ионы и коррозионной стойкости.
Добавки меди и молибдена обеспечивают стойкость к агрессивным средам, точечной коррозии и щелевой коррозии.
Хром повышает устойчивость к окислительным средам, таким как азотная кислота.
Колумбий снижает эффект осаждения карбидов.

Обработка

Свариваемость:

Все широко используемые методы сварки, за исключением ацетилена, могут быть успешно применены.
Присутствие колумбия сводит к минимуму выделение карбидов в зоне термического влияния, поэтому в большинстве случаев этот материал можно использовать в состоянии после сварки.
Предварительный нагрев не требуется.

Термическая обработка:

Не подлежит упрочнению путем термообработки.
Стабилизированный отжиг проводится при температуре 1750-1850 ° F с последующей закалкой в воде.
Снятие напряжений может выполняться на отожженном материале при температуре до 950 ° F.

Обработка – Горячее формование:

Равномерно нагрейте до начальной температуры 2100–2225 ° F. Закончите ковку до того, как приклад упадет ниже 1800 ° F.
Чтобы стабилизировать материал после операций горячей обработки, повторно нагрейте его при 1750-1850 ° F в течение минимум 1/2 часа на один дюйм толщины и закалите в воде.

Обработка – Холодное формование:

Сплав 20 имеет хорошую формуемость в холодном состоянии. Гибка, вытяжка и прессование, а также другие операции формования, которые происходят при производстве готовых изделий, легко выполняются.
Сплав 20 обычно можно сгибать на листогибочном прессе по радиусу, вдвое превышающему толщину материала.
После обжатия в холодном состоянии более чем на 15% часто требуется окончательный стабилизирующий отжиг.

Обрабатываемость:

Из-за высокой скорости деформационного упрочнения сплава 20 требуется следующее:
- Возможны только низкие скорости резания поверхности по сравнению с низколегированной стандартной аустенитной нержавеющей сталью.
- Инструменты должны быть постоянно задействованы.
- Тяжелые корма важны для того, чтобы выйти за пределы закаленной «кожи».

Недвижимость

Химические свойства:

ТИП	С	Cr	Cu	Fe	Mn	Пн	Ni	P	Si	S	Nb (CB)
Сплав 20 UNS N08020	0.07 макс	мин .: 19,00 макс .: 21,00	мин .: 3,00 макс .: 4,00	Весы	2,00 макс	мин .: 2,00 макс .: 3,00	мин .: 32,00 макс .: 38,00	0,045 макс	1,00 макс	0,035 макс	8 XC мин. 1,00 макс.

Механические свойства:

Состояние стабилизированного отжига
Форма продукта	Предел прочности Предел прочности, тыс. Фунтов на квадратный дюйм (мин)	Урожайность Прочность, 0.Смещение 2% тыс. Фунтов / кв. Дюйм (мин.)	Относительное удлинение,% (мин.)	Уменьшение площади % (мин)	Твердость по Бринеллю (макс.)	Твердость Роквелл B (макс.)
Пластина, лист	80	35	30	–	217	95
Пруток	80	35	30	50	–	–

Физические свойства:

Плотность	Удельный вес	Удельная теплоемкость от 32 до 212 ° F	Удельное электрическое сопротивление при 68 ° F	Коэффициент Пуассона	Магнитная проницаемость при 68 ° F	Модуль упругости при 68 ° F
0.6 фунтов на кв. Дюйм

Будьте на шаг впереди

Будьте в курсе последних новостей от Penn Stainless. Подпишитесь на нашу рассылку новостей.

Нержавеющая сталь – Общая информация

St St Введение

Нержавеющая сталь – это не отдельный материал, а название семейства коррозионно-стойких сталей.Как и многие научные открытия, происхождение нержавеющей стали произошло по счастливой случайности. В 1913 году в Шеффилде, Англия, Гарри Брерли исследовал разработку новых стальных сплавов для использования в стволах оружия. Он заметил, что некоторые из его образцов не ржавели и их было трудно травить. Эти сплавы содержали около 13% хрома.
Первое применение этих сталей было в столовых приборах, благодаря которым впоследствии Шеффилд стал всемирно известным. Одновременная работа во Франции привела к разработке первых аустенитных нержавеющих сталей.
Мировой спрос на нержавеющую сталь увеличивается примерно на 5% в год. Годовое потребление в настоящее время превышает 20 миллионов тонн и растет в таких областях, как строительная промышленность и бытовая техника. Постоянно находят новые применения привлекательный внешний вид, устойчивость к коррозии, низкие эксплуатационные расходы и прочность нержавеющей стали. Нержавеющая сталь дороже стандартных марок стали, но она более устойчива к коррозии, не требует особого ухода и не требует окраски или других защитных покрытий.Эти факторы означают, что нержавеющая сталь может быть более рентабельной, если учесть срок службы и стоимость жизненного цикла.

Недвижимость

Выгодные свойства нержавеющих сталей можно увидеть по сравнению со стандартной гладкой углеродистой низкоуглеродистой сталью. Хотя нержавеющие стали обладают широким спектром свойств, в целом, по сравнению с мягкой сталью, нержавеющие стали имеют:

~ Повышенная коррозионная стойкость

~ Повышенная криогенная вязкость

~ Более высокая степень деформационного упрочнения

~ Повышенная прочность в горячем состоянии

~ Более высокая пластичность

~ Повышенная прочность и твердость

~ Более привлекательный внешний вид

~ Низкие затраты на обслуживание

Коррозионная стойкость

Все нержавеющие стали – это сплавы на основе железа, содержащие не менее 10.5% хрома. Хром в сплаве образует самовосстанавливающийся защитный прозрачный оксидный слой. Этот оксидный слой придает нержавеющим сталям коррозионную стойкость. Самовосстановление оксидного слоя означает, что коррозионная стойкость остается неизменной независимо от методов изготовления. Даже если поверхность материала порезана или повреждена, она само заживет и будет сохранена устойчивость к коррозии.

И наоборот, обычные углеродистые стали можно защитить от коррозии с помощью окраски или других покрытий, таких как гальваника.Любая модификация поверхности обнажает лежащую под ней сталь и может произойти коррозия.

Коррозия различных марок нержавеющей стали будет различаться в разных средах. Подходящие сорта будут зависеть от условий эксплуатации. Даже следовые количества некоторых элементов могут заметно изменить коррозионную стойкость. В частности, хлориды могут отрицательно влиять на коррозионную стойкость нержавеющей стали.

Марки с высоким содержанием хрома, молибдена и никеля являются наиболее устойчивыми к коррозии.

Криогенное (низкотемпературное) сопротивление

Криогенное сопротивление измеряется пластичностью или ударной вязкостью при отрицательных температурах. При криогенных температурах предел прочности аустенитных нержавеющих сталей значительно выше, чем при температурах окружающей среды. Они также обладают отличной прочностью.

Ферритные, мартенситные и дисперсионно-твердые стали не должны использоваться при минусовых температурах.Прочность этих марок значительно снижается при низких температурах. В некоторых случаях это падение происходит при температуре, близкой к комнатной.

Деформационная закалка

Упрочняемые марки нержавеющей стали обладают тем преимуществом, что значительное повышение прочности металла может быть достигнуто просто за счет холодной обработки. Комбинация стадий холодной обработки и отжига может использоваться для придания изготовленному компоненту определенной прочности.

Типичным примером этого является волочение проволоки. Проволока, которая будет использоваться в качестве пружин, будет закалена до определенной прочности на разрыв. Если бы та же проволока использовалась в качестве сгибаемой стяжной проволоки, она была бы отожжена, что привело бы к получению более мягкого материала.

Прочность в горячем состоянии

Аустенитные марки сохраняют высокую прочность при повышенных температурах. Это особенно верно в отношении марок с высоким содержанием хрома и / или кремния, азота и редкоземельных элементов (например,грамм. комплектация 310 и С30815). Ферритные сорта с высоким содержанием хрома, такие как 446, также могут обладать высокой прочностью в горячем состоянии.

Высокое содержание хрома в нержавеющих сталях также помогает противостоять образованию накипи при повышенных температурах.

Пластичность

Пластичность обычно определяется относительным удлинением во время испытания на растяжение. Удлинение для аустенитных нержавеющих сталей довольно велико. Высокая пластичность и высокая скорость деформационного упрочнения позволяют формировать аустенитные нержавеющие стали с использованием жестких процессов, таких как глубокая вытяжка.

Высокая прочность

По сравнению с мягкими сталями нержавеющие стали имеют более высокий предел прочности на разрыв. Дуплексные нержавеющие стали имеют более высокий предел прочности на разрыв, чем аустенитные стали.

Самый высокий предел прочности наблюдается у мартенситного (431) и дисперсионного твердения (17-4 PH). Прочность этих марок может быть вдвое выше, чем у наиболее часто используемых нержавеющих сталей ТИПОВ 304 и 316.

Магнитный отклик

Магнитный отклик – это притяжение стали к магниту. Аустенитные сорта обычно немагнитны, хотя холодная обработка может вызвать магнитный отклик у низкоаустенитных марок. Никель с высоким содержанием никеля, например 316 и 310, останется немагнитным даже при холодной обработке.

Все остальные марки являются магнитными.

Семейства из нержавеющей стали

Хотя коррозионная стойкость нержавеющей стали обусловлена присутствием хрома, для улучшения других свойств добавляются другие элементы.Эти элементы изменяют микроструктуру стали.

Нержавеющие стали делятся на семейства в зависимости от их металлургической микроструктуры. Микроструктура может состоять из стабильных фаз аустенита или феррита, «дуплексной» смеси этих двух, мартенсита или затвердевшей структуры, содержащей осажденные микрокомпоненты.

Аустенитная нержавеющая сталь

Аустенитная нержавеющая сталь содержит минимум 16% хрома и 6% никеля.Они варьируются от основных марок, таких как 304, до супер-аустенитных, таких как 904L и марок молибдена с 6% -ным содержанием молибдена.

Добавляя такие элементы, как молибден, титан или медь, можно изменять свойства стали. Эти модификации могут сделать сталь пригодной для использования при высоких температурах или повысить коррозионную стойкость. Большинство сталей становятся хрупкими при низких температурах, но никель в аустенитной нержавеющей стали подходит для низкотемпературных или криогенных применений.

Аустенитные нержавеющие стали обычно немагнитны.Они не затвердевают при термической обработке. Аустенитные нержавеющие стали быстро затвердевают при холодной обработке. Несмотря на то, что они упрочняются, из нержавеющих сталей они легче всего формируются.

Основные легирующие элементы иногда отражаются в названии стали. Обычное название нержавеющей стали 304 – 18/8, для 18% хрома и 8% никеля.

Применения аустенитной нержавеющей стали

Области применения аустенитных нержавеющих сталей включают:

~ Кухонные мойки

~ Архитектурные приложения, такие как кровля и облицовка

~ Кровля и водостоки

~ Двери и окна

~ Балюстрада

~ Скамейки и зоны приготовления пищи

~ Пищевое оборудование

~ Теплообменники

~ Духовки

~ Химические резервуары

Ферритные нержавеющие стали

Ферритные нержавеющие стали включают такие марки, как 430, и содержат только хром в качестве основного легирующего элемента.Количество присутствующего хрома колеблется от 10,5 до 18%.

Они известны своей умеренной коррозионной стойкостью и плохими технологическими характеристиками. Производственные свойства могут быть улучшены за счет модификации сплава, и они являются удовлетворительными для таких марок, как 434 и 444. Ферритные нержавеющие стали не могут быть упрочнены термической обработкой и всегда используются в отожженном состоянии.

Ферритные нержавеющие стали магнитные. Они также не подвержены коррозионному растрескиванию под напряжением. Свариваемость приемлема для тонких сечений, но снижается с увеличением толщины сечения.

Применение ферритной нержавеющей стали

Ферритные нержавеющие стали обычно используются в:

~ Выхлопные газы автомобиля

~ Топливные магистрали

~ Кухонная утварь

~ Архитектурная отделка

~ Бытовая техника

Мартенситная нержавеющая сталь

Высокое содержание углерода и низкое содержание хрома – отличительные черты мартенситной нержавеющей стали по сравнению с ферритной нержавеющей сталью.

Мартенситные нержавеющие стали включают 410 и 416. Закаленные мартенситные стали не могут быть успешно подвергнуты холодной деформации. Они магнитные, обладают средней коррозионной стойкостью и плохой свариваемостью.

Применения для мартенситной нержавеющей стали

Мартенситные нержавеющие стали обычно используются для:

~ Лезвия ножа

~ Столовые приборы

~ Хирургические инструменты

~ Крепежные детали

~ Валы

~ Пружины

Дуплексная нержавеющая сталь

Дуплексные нержавеющие стали имеют высокое содержание хрома и низкое содержание никеля.Это дает микроструктуру дуплексных нержавеющих сталей, которая включает как аустенитную, так и ферритную фазы. В их число входят такие сплавы, как 2304 и 2205. Эти сплавы названы так из-за их соответствующего состава – 23% хрома, 4% никеля и 22% хрома, 5% никеля.

Благодаря наличию в микроструктуре аустенита и феррита дуплексные нержавеющие стали обладают свойствами обоих классов. Несмотря на компромисс между двумя «чистыми» типами, дуплексные сорта могут предложить некоторые уникальные решения в отношении свойств.Дуплексные сорта устойчивы к коррозионному растрескиванию под напряжением, но не на том же уровне, что и ферритные сорта. Прочность дуплексных сталей выше, чем у ферритных, но уступает аустенитным.

Самое главное, что коррозионная стойкость дуплексных сталей равна или превосходит нержавеющие стали 304 и 316. Это особенно верно для хлоридной атаки.

Дуплексные сплавы легко свариваются. Они также обладают высокой прочностью на разрыв.

Применение дуплексной нержавеющей стали

Дуплексные нержавеющие стали обычно находят применение в таких областях, как:

~ Теплообменники

~ Морское применение

~ Опреснительные установки

~ Пищевые травильные установки

~ Морские нефтегазовые установки

~ Химический и нефтехимический завод

Марки осадочного твердения

Марки дисперсионного твердения содержат как хром, так и никель.При термической обработке они развивают очень высокую прочность на разрыв. Сплавы с дисперсионным упрочнением обычно поставляются в состоянии, «обработанном на твердый раствор», что позволяет производить механическую обработку стали. После механической обработки или формовки сталь может подвергаться старению в процессе низкотемпературной термообработки. Поскольку термообработка выполняется при низких температурах, деформация детали не возникает.

630 – наиболее распространенная марка дисперсионного твердения. Эта марка также известна как 17-4 PH из-за состава 17% хрома, 4% никеля, 4% меди и 0.3% ниобия.

Применения для защиты от атмосферных осадков

Нержавеющая сталь с дисперсионным твердением обычно используется для:

~ Оборудование для целлюлозно-бумажной промышленности

~ Аэрокосмические приложения

~ Лопатки турбины

~ Контейнеры для ядерных отходов

~ Механические компоненты

Стандартные классификации

Старая трехзначная система нумерации из нержавеющей стали AISI (e.грамм. 304 и 316) все еще широко используется. Новые сорта определены в системе SAE и ASTM, в которой используется 1-буквенный + 5-значный номер UNS. Примером этого является новый термин для 304, то есть S30400. Другие обозначения включают старые номера BS, такие как 304S31, а иногда и старые номера экстренных служб военного времени, такие как «EN» 58E.

Некоторые марки не охвачены стандартными номерами и могут быть собственными марками или иметь названия с использованием стандартов для специальной продукции, такой как сварочная проволока.

Выбор сорта

Процесс выбора марки нержавеющей стали – это компромисс между желаемыми свойствами готового продукта.

При выборе конкретной марки нержавеющей стали важно учитывать основные требуемые свойства, такие как коррозионная стойкость и термостойкость. Важное внимание также следует уделять вторичным свойствам, таким как физические и механические свойства. Эти свойства будут определять другие факторы, такие как простота изготовления любых возможных марок.

Если вторичные свойства неадекватны, может оказаться невозможным жизнеспособное и экономичное производство требуемого продукта.

Примером может служить нержавеющая сталь 303. Обладает отличной обрабатываемостью благодаря добавке серы. Однако сера также дает 303 плохую свариваемость, коррозионную стойкость и формуемость.

Выбор правильной марки обеспечит долгую безотказную жизнь продукта в сочетании с рентабельностью изготовления и установки.

Марка стали	Твердость НВ, не более
20Х	229