В 20 сталь – Сталь 20 – характеристики, применение, ГОСТ

alexxlab | 08.09.2018 | 0 | Вопросы и ответы

описание, расшифровка, аналоги, характеристики, химический состав

Описание

Сталь 20 относится к конструкционным углеродистым качественным сталям. Применяется для изготовления деталей, требующих большой вязкости и не подвергающихся при эксплуатации напряжениям. В частности эта сталь применяется для изготовления неогневой аппаратуры нефтеперерабатывающих заводов: реакционных камер, эвапораторов, ректификационных колонн, газосепараторов, корпусов теплообмеников и других сосудов, а также приварных фланцев. В нефтяном машиностроении изготавливают сердечники поршней грязевых насосов, сухари кованных бурильных ключей, оси, соединительные муфты, пальцы крецкопфов и шестерни привода насоса компрессоров, различные болты, гайки, винты, шпильки, вилки, рычаги, шайбы и т.д.

После нормализации или без термообработки из стали 20 изготавливают 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.

к содержанию ↑

Расшифровка стали 20

Число 20 указывает среднее содержание углерода в сотых долях процента, т.е. содержание углерода в стали 20 равно 0,2%.

Если сталь имеет обозначение 20А, то буква «А» в конце марки указывает, что сталь относится к категории высококачественной

Химический состав, % (ГОСТ 19281-2014)

C, углерод	Mn, марганец	Si, кремний	P, фосфор	S, сера	Cr, хром	Ni, никель	Cu, медь	As, мышьяк
			не более
0,17-0,24	0,17-0,37	0,35-0,65	0,25	0,04	0,035	0,25	0,25	0,08

Термообработка Стали 20

Для повышения поверхностной твердости и, следовательно, увеличения стойкости против износа детали, изготовленные из стали 20, в ряде случаев подвергаются цементации или цианированию (например, пальцы крейцкопфов, шестерни, оси).

Цементация производится при температуре 910—930 °С; цементованные изделия закаливаются с температуры 780—800° С в воде и отпускаются при 150—180 °С. Цианируют, как правило, в ваннах из расплавленных солей, содержащих 20—25% цианистого натрия, при температуре 820—850 °С в течение 20-40 мин. При таком режиме цианирования можно получить цианированный глубиной 0,2—0,3 мм. После цианирования и закалки с отпуском при 150-180 °С изделия имеют твердость на поверхности HRC 62—64.

к содержанию ↑

Механические свойства

ГОСТ	Состояние поставки	σв, МПа,	δ5, %	Ψ, %	Твердость HB, не более
		не менее
ГОСТ 1050-88	Сталь калиброванная:
	горячекатаная, кованая и серебрянка 2-й категории после нормализации	410	25	55	—
	5-й категории после нагартовки	490	7	40	—
	5-й категории после отжига или высокого отпуска	390	21	50	—
ГОСТ 10702-78	Сталь калиброванная и калиброванная со специальной отделкой:
	после отпуска или отжига	390-490	—	50	163
	после сфероидизирующего отжига	340-440	—	50	163
	нагартованная без термообработки	490	7	40	207
ГОСТ 1577-93	Полоса нормализованная или горячекатаная	410	25	55	—
ГОСТ 4041-71 (образцы поперечные)	Лист термообработанный 1 и 2-й категории	340-490	28	—	127

к содержанию ↑

Механические свойства поковок (ГОСТ 8479-70)

Термообработка	Сечение, мм	КП	σ0,2, МПа,	σв, МПа,	δ5, %	Ψ, %	KCU, Дж/см2	Твердость HB, не более
			не более
Нормализация	До 100	175	175	350	28	55	64	101-143
	100-300			350	24	50	59	101-143
	300-500			350	22	45	54	101-143
	500-800			350	20	40	49	101-143
	До 100	195	195	390	26	55	59	111-156
	100-300			390	23	50	54	111-156
	До 100	215	215	430	24	53	54	123-167
	100-300			430	20	48	49	123-167
Закалка + отпуск	100-300	245	245	470	19	42	39	143-179

к содержанию ↑

Механические свойства стали после ХТО

Режим ХТО	Сечение, мм	σ0,2, МПа,	σв, МПа,	δ5, %	Ψ, %	KCU, Дж/см2	Твердость HB, не более
		не более
Цементация при 920- 950 °С, охл. на воздухе; закалка с 800-820 °С в воде; отпуск при 180- 200 “С, охл. на воздухе	50	290-340	490-590	18	45	54	HRCэ 156 — сердцевины; НВ 55-63 — поверхности

к содержанию ↑

Предел выносливости (n = 10⁷)

Характеристики прочности	σ-1, МПа	τ-1, МПа
σ0,2 = 320 МПа, σв = 500 МПа,	206	—
σ0,2 = 310 МПа, σв = 520 МПа,	245	—
σ0,2 = 280 МПа, σв = 490 МПа,	225	—
—	127*1	—
σ0,2 = 280 МПа, σв = 420 МПа,	193	—
—	255	127*2

*1 — Нормализация при 910 °С, отпуск при 620 °С.
*2 — Цементация при 930 °С, отпуск при 190 °С.

к содержанию ↑

Механические свойства при повышенных температурах

tисп, °С	σ0,2, МПа	σв, МПа	δ5, %	ψ, %	KCU, Дж/см2
20	280	430	34	67	218
200	230	405	28	67	186
300	170	415	29	64	188
400	150	340	39	81	100
500	140	245	40	86	88
700	—	130	39	94	—
800	—	89	51	96	—
900	—	75	55	100	—
1000	—	47	3	100	—
1100	—	30	59	100	—
1200	—	20	64	100	—

к содержанию ↑

Ударная вязкость KCU

Термообработка	KCU, Дж/см2, при температуре, °С
	+20	-20	-40	-60
Отжиг	110	68	47	10
Нормализация	157	109	86	15-38

Примечание. σ⁴⁰⁰_1/10000 = 98 МПа;
σ⁴⁷⁵_1/100000 = 35 МПа;
σ⁴⁵⁰_1/10000 = 120 МПа;
σ⁴⁷⁵_1/1000000 = 78 МПа;
σ⁴⁵⁰_1/1000 = 59 МПа;

к содержанию ↑

Технологические свойства

Температура ковки, °С: начала 1280, конца 750. Охлаждение на воздухе.
Свариваемость — сваривается без ограничений, кроме деталей после ХТО.
Способы сварки: РДС, АДС под флюсом и газовой защитой, КТС.

Обрабатываемость резанием — K_{v тв.сп} = 1,7 и K_{v б.ст} = 1,6 в горячекатаном состоянии при НВ 126—131 и σ_в =450—490 МПа.
Флокеночувствительность — не чувствительна.
Склонность к отпускной хрупкости — не склонна.

к содержанию ↑

Температура критических точек, °С

Ac1	Ac3	Ar3	Ar1
735	850	835	680

enginiger.ru

Сталь 20Х – расшифровка марки стали, ГОСТ, характеристика материала

---

Марка стали – 20Х

Стандарт – ГОСТ 4543

Заменитель – 15Х, 20ХН, 12ХН2, 18ХГТ

Сталь 20Х содержит в среднем 0,2% углерода, Х – указывает содержание хрома в стали примерно 1%.

Из легированной конструкционной стали 20Х

изготовляют детали (преимущественно некрупные) подвергаемые цементации и закалке: втулки, пальцы, зубчатые колеса, толкатели, валики, обоймы, гильзы, диски, плунжеры, рычаги, стяжные кольца, штоки впускных клапанов, шпиндели, оправки, червяки, направляющие планки и другие детали, к которым предъявляются требования высокой поверхностной твердости при невысокой прочности сердцевины, детали, работающие в условиях износа при трении.

Массовая доля основных химических элементов, %
C – углерода	Si – кремния	Mn – марганца	Cr – хрома
0,17-0,23	0,17-0,37	0,50-0,80	0,70-1,00

Температура критических точек, °С
Ac1	Ac3	Ar1	Ar3
750	825	665	755

Технологические свойства
Ковка	Температура ковки, °С: начала 1260, конца 750. Заготовки сечением до 200 мм охлаждаются на воздухе, 201-700 мм подвергаются низкотемпературному отжигу.
Свариваемость	Сваривается без ограничений, кроме деталей после химико-термической обработки. Способы сварки: ручная дуговая сварка. Контактная сварка – без ограничений.
Обрабатываемость резанием	В горячекатаном состоянии состоянии при HB 131 и σв = 460 МПа: Kv твердый сплав = 1,7 Kv быстрорежущая сталь = 1,3
Флокеночувствительность	Малочувствительна
Склонность к отпускной хрупкости	Не склонна

Физические свойства	Температура испытаний, °С
	20	100	200	300	400	500	600	700	800	900
Модуль нормальной упругости E, ГПа	216	213	198	193	181	171	165	143	133	–
Модуль упругости при сдвиге кручением G, ГПа	84	83	76	74	71	67	62	55	50	–
Плотность ρn, кг/м3	7830	7810	7780	–	7710	–	7640	–	–	–
Коэффициент теплопроводности λ Вт/(м*К)	42	42	41	40	38	36	33	32	31	–
Удельное электросопротивление ρ, нОм*м	–	–	–	–	–	–	–	–	–	–
	20-100	20-200	20-300	20-400	20-500	20-600	20-700	20-800	20-900	20-1000
Коэффициент линейного расширения α*106, K-1	10,5	11,6	12,4	13,1	13,6	14,0	–	–	–	–
Удельная теплоемкость c, Дж/(кг*К)	496	508	525	537	567	588	626	706	–	–

---

tekhnar.ru

Сталь 20 (20А)

2014-03-04

Сталь 20 или 20А является полноценной заменой для таких марок сталей как сталь 15 и сталь 25. Поставляется сталь 20 в виде фасонного и сортового проката: калиброванный пруток, шлифованный пруток и серебрянка, лист толстый, лист тонкий, лента, полоса, проволока, поковки и кованые заготовки.

Из стали 20 изготавливают крюки кранов, муфты, вкладыши подшипников и другие детали и компоненты работа которых протекает при температурах от -40 °С до +450 °С, необходимо учесть, что изготовление данных деталей из стали 20 возможно только после проведения нормализации или же вовсе без наличия каких-либо термообратывающих работ. После проведения химико-термической обработки металлов сталь 20 используют для производства шестерни, червяков и прочих деталей, к которым предъявляются требования повышенной поверхностной твёрдости при незначительной прочности сердцевины.

Химический состав стали 20 (20А): углерод – 0,17-0,24%, марганец – 0,17-0,37%, кремний – 0,35-0,65%, фосфор – 0,25%, сера – не боле 0,04%, хром – не более 0,035%, никель – 0,25%, медь – 0,25%, мышьяк – 0,08%.

Механические свойства:

• По ГОСТу 1050-88 калиброванная горячекатаная сталь, кованая и серебрянка 2-й категории после нормализации демонстрирует следующие параметры: временное сопротивление разрыву – 410 МПа, относительное удлинение после разрыва – 25 %, относительное сужение – 55 %. Калиброванная сталь 5-й категории после нагартовки: временное сопротивление разрыву – 490 МПа, относительное удлинение после разрыва – 7 %, относительное сужение – 40 %. Калиброванная сталь 5-й категории после отжига или высокого отпуска: временное сопротивление разрыву – 390 МПа, относительное удлинение после разрыва – 21 %, относительное сужение – 50 %;
• По ГОСТу 10702-78 калиброванная сталь после отпуска или отжига: временное сопротивление разрыву – 390-490 МПа, относительное удлинение после разрыва – отсутствует, относительное сужение – 50 %, твёрдость по Бринеллю – 163 МПа. Калиброванная сталь после сфероидизирующего отжига: временное сопротивление разрыву – 340-440 МПа, относительное удлинение после разрыва – отсутствует, относительное сужение – 50 %, твёрдость по Бринеллю – 163 МПа. Нагартованная сталь без термообработки: временное сопротивление разрыву – 490 МПа, относительное удлинение после разрыва – 7%, относительное сужение – 40 %, твёрдость по Бринеллю – 207 МПа.

www.stk-metal.ru

Сталь 20Х

20Х-сталь конструкционная легированная. Сварка стали 20Х производится без подогрева и без последующей термообработки. Сталь 20Х мало мало флокеночувствительна и не склонна к отпускной хрупкости. Сталь 20Х используется для изготовления деталей, к которым предъявляются требования высокой поверхностной твердости при невысокой прочности сердцевины (работающих в условиях износа при трении): втулки шестерни обоймы гильзы диски плунжеры рычаги и другие цементуемые детали Заменителями стали 20Х являются марки 15Х, 20ХН, 12ХН2, 18ХГТ. Химический состав в % стали 20Х. C Si Mn Ni S P Cr Cu 0.17-0.23 0.17-0.37 0.5-0.8  до 0.3  до 0.035  до 0.035 0.7-1  до 0.3 Механические свойства при Т=20oС стали 20Х. Сортамент Размер Напр. sв sT d5 y KCU Термообр. – мм – МПа МПа % % кДж / м2 – Поковки до 100   390 195 26 55 590 Нормализация Поковки 100-300   390 195 23 50 540 Нормализация Поковки 300-500   390 195 20 45 490 Нормализация Твердость стали 20Х после отжига HB=179 Твердость стали 20Х калиброванного нагартованного HB=207 Физические свойства стали 20Х. T E 10-5 a106 l r C R 109 Град МПа 1/Град Вт/(м·град) кг/м3 Дж/(кг·град) Ом·м 20 2.16   42 7830     100 2.13 10.5 42 7810 496   200 1.98 11.6 41 7780 508   300 1.93 12.4 40   525   400 1.81 13.1 38 7710 537   500 1.71 13.6 36   567   600 1.65 14.0 33 7640 588   700 1.43   32   626   800 1.33   31   706   Обозначения: Механические свойства:   sв – Предел кратковременной прочности, [МПа] sT – Предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), [МПа] d5 – Относительное удлинение при разрыве, [ % ] y – Относительное сужение, [ % ] KCU – Ударная вязкость, [ кДж / м2] HB – Твердость по Бринеллю 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 стали) , [Вт/(м·град)] r – Плотность стали , [кг/м3] C – Удельная теплоемкость стали (диапазон 20o – T ), [Дж/(кг·град)] R – Удельное электросопротивление, [Ом·м]

www.baltstroymetall.ru

конструкционный легированный сплав. ГОСТы на сталь 20х

Сталь с легирующими элементами – это металл с усовершенствованными эксплуатационными характеристиками, поскольку добавки в виде никеля, марганца, ванадия, хрома или алюминия наделяют сплав большей прочностью, коррозионной стойкостью и прочими полезными свойствами. Самым популярным легирующим элементом традиционно выступает хром (Cr), который помогает повысить пределы текучести и прочности стали, сохраняя при этом достаточную вязкость сплава.

Сталь 20х принадлежит к разряду легированных конструкционных сплавов, в составе которых доля хрома достигает 1%. Это позволяет называть металл хромированным, а его главное преимущество перед обычными углеродистыми сталями проявляется после соответствующей термической обработки. Благодаря легирующим элементам любые диффузные процессы в таких металлах значительно затормаживаются.

О химическом составе и физических свойствах стали 20х

Как это можно определить по названию данной марки, этот металл имеет 0,20% углерода и около 1% хрома. Это не единственные химические элементы, которые обеспечивают сплаву его отличные свойства:

• Fe – около 97%
• Cr – 0,7-1,0%
• C – 0,17-0,23%
• Mn – 0,5-0,8%
• Ni – до 0,3%
• Si – 0,17-0,37%
• S – не более 0,035%
• P – не более 0,035%
• Cu – не более 0,3%

Такой набор элементов позволяет получать сталь, которая малочувствительна к образованию флокенов, не склонна к отпускной хрупкости и обладает твердостью в HB 10^-1=179МПа. Кроме того, сталь 20х может подвергаться сварке практически без ограничений: исключение составляют лишь химико-термически обработанные изделия.

Физические и механические свойства хромированного сплава марки 20х представлены в следующих таблицах:

Сталь 20х: области применения и ГОСТы

Конструкционная легированная сталь такого типа поставляется в цеха промышленных предприятий в виде проката, технология изготовления которого прописана в ГОСТах: кованые заготовки выпускаются согласно ГОСТ 1133-71 и 8479-70, листовой прокат – ГОСТ 1577-93 и 19903-74, калиброванные прутки – ГОСТ 8559-75, 1051-73, 8560-78, 7417-75 и т.д. Готовая продукция из данного сплава чаще всего представляет собой цементируемые детали и элементы, включая шестерни, обоймы, втулки, гильзы и др. Основные требования, предъявляемые к таким изделиям, касаются высокой поверхностной твердости металла на фоне невысокой прочности сердцевины. Другими словами, сталь 20х отлично подходит для производства износостойких деталей, испытывающих на себе силы трения.

Еще одна сфера применения стали 20х – изготовление измерительного инструмента. Цементируемый сплав позволяет делать инструмент достаточной твердости (минимум Rс=56-64) при сохранении его сложной конфигурации и большой длины.

fx-commodities.ru

Выбираем конструкционную сталь. Характеристики стали 3, 20 и 45, 40х

Сталь ст 3

Сталь 3 (ст3) входит в список конструкционных углеродистых стали. Продукция выпускается различных видов в форме сортового и листового проката. Свойства этого вида стали являются условием для включения их к группе А, вот почему в ее наименовании отсутствуют дополнительные обозначения – ст3. Сталь данного типа производится методом сварки и давления, без горячей или другой дополнительной обработки. При этом используется углеродистая сталь 3.

Представим расшифровку стали 3: «ст» обозначает «сталь», а цифра – номер марки. Процент содержания углерода в данном виде стали указан в номере, и необходимо знать – чем выше номер, тем выше содержание углерода. После номера марки иногда указывается степень раскисления продукта, по параметрам которого сталь подразделяют на кипящие (кп), спокойные (сп) и полуспокойные (пс). Благодаря хорошей свариваемости и простоте данная марка применяется в различных металлических конструкциях и в строительстве.

Сталь 20 и 45

Данные виды стали относятся к качественным углеродистым конструкционным. Являясь низкоуглеродистой, сталь 20 характеризуется отличной свариваемостью, пластичностью и штамповкой. Сталь 20 с такими характеристикам, как правило, используется в производстве разных видов деталей для крепежа – валики, оси и т.д. Данный вид продукции может дополнительно цементироваться, что увеличивает прочность поверхности, одновременно насыщаясь углеродом.

Сталь 45 является среднеуглеродистой качественной конструкционной, особенность которой – невосприимчивость к сварке. В ее характеристики входит также повышенная прочность и, в то же время, низкая вязкость и пластичность. Способ термообработки деталей зависит от условий, в которых протекает работа, где применяются нормализация и улучшение, а также закалка с низким отпуском и ТВЧ. Сталь 45 применяется в производстве деталей небольшого размера: зубчатые колеса, валы, шатуны и детали, подвергающиеся циклическим нагрузкам.

Сталь 40х

Указанный вид стали относится к хромистым конструкционным улучшаемым легированным. Цифры в начале названия показывают процент содержания углерода, а буквы – легирующие элементы. Буква «х» в свою очередь обозначает применение хрома в производстве стали 40х.

Из нее чаще изготавливают средненагруженные детали небольшого размера, причем, чем выше содержание углерода в данной линейке стали, тем выше прочность и ниже пластичность и вязкость. Кроме этого, стали из хрома характеризуются довольно низкой прокаливаемостью

1. Конструкционная сталь — это углеродистая или легированная сталь, которая обладает химическими, физическими, механическими свойствами. Сталь данного качества используется в изготовлении механизмов, различных деталей, машиностроительных конструкций и в строительстве. Процесс легирования происходит с помощью следующих химических элементов: титан, марганец, ванадий, молибден, хром, никель, медь, кремний, азот, ниобий, селен, кобальт, вольфрам, бериллий, бор, алюминий.
2. Инструментальная сталь — это легированная или углеродистая сталь, из которой изготавливаются измерительные и режущие инструменты, штампы горячего и холодного деформирования, а также детали машин. Острота кромки режущих инструментов объясняются именно наличием в стали молибдена. Процесс легирования инструментальной стали происходит с помощью следующих химических элементов: титан, бериллий, молибден, алюминий, вольфрам, ванадий, медь, хром, марганец, кремний, никель, азот, ниобий, селен, кобальт, молибден, бор.

moscowsad.ru

Cталь А20 механические, технологические свойства, химический состав. Сталь А20 круг стальной,сталь А20 шестигранник сатальной

Справочная информация

Характеристика материала сталь А20

Химический состав в % материала сталь А20

C	Si	Mn	S	P
0.17 – 0.24	0.15 – 0.35	0.7 – 1	0.08 – 0.15	до   0.06

Температура критических точек материала сталь А20

Ac1 = 735 ,      Ac3(Acm) = 866 ,       Ar3(Arcm) = 840 ,       Ar1 = 685

Механические свойства при Т=20^oС материала сталь А20

Сортамент	Размер	Напр.	sв	sT	d5	y	KCU	Термообр.
–	мм	–	МПа	МПа	%	%	кДж / м2	–
Сталь горячекатан.	100		450		20	30		Состояние поставки

Твердость материала сталь А20   горячекатанного ,	HB 10 -1 = 168   МПа
Твердость материала сталь А20   калиброванного нагартованного ,	HB 10 -1 = 217   МПа

Технологические свойства материала сталь А20

Свариваемость:	не применяется для сварных конструкций.
Флокеночувствительность:	чувствительна.
Склонность к отпускной хрупкости:	не склонна.

Зарубежные аналоги материала сталь А20Внимание!   Указаны как точные, так и ближайшие аналоги.

США	Германия	Франция	Китай	Болгария	Румыния	Чехия
–	DIN,WNr	AFNOR	GB	BDS	STAS	CSN

Обозначения:

Механические свойства :
sв	– Предел кратковременной прочности , [МПа]
sT	– Предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), [МПа]
d5	– Относительное удлинение при разрыве , [ % ]
y	– Относительное сужение , [ % ]
KCU	– Ударная вязкость , [ кДж / м2]
HB	– Твердость по Бринеллю , [МПа]

Свариваемость :
без ограничений	– сварка производится без подогрева и без последующей термообработки
ограниченно свариваемая	– сварка возможна при подогреве до 100-120 град. и последующей термообработке
трудносвариваемая	– для получения качественных сварных соединений требуются дополнительные операции: подогрев до 200-300 град. при сварке, термообработка после сварки – отжиг

Марочник стали и сплавов

yaruse.ru