Характеристики сталь 20 гл – : : 20
alexxlab | 26.03.2019 | 0 | Вопросы и ответы
| до 0.04 | до 0.04 | ||||||||||||||||||
| Сортамент | Размер | Напр. | sв | sT | d5 | y | KCU | Термообр. |
| – | мм | – | МПа | МПа | % | % | кДж / м2 | – |
| Отливки, К25, ГОСТ 977-88 | 540 | 275 | 18 | 25 | 491 | Нормализация 880 – 900 ° C, Отпуск 600 – 650 ° C | ||
| Отливки, КТ30, ГОСТ 977-88 | 530 | 334 | 14 | 25 | 383 | Закалка 870 – 890 ° C, Отпуск 620 – 650 ° C | ||
| Отливки, ГОСТ 21357-87 | 500 | 300 | 20 | 35 | Нормализация | |||
| Отливки, ГОСТ 21357-87 | 550 | 400 | 15 | 30 | Закалка и отпуск |
Зарубежные аналоги 20ГЛ
В таблице указаны точные и сходные по составу аналоги.
| США | Германия | Япония | Евросоюз | Италия | Болгария | Венгрия | Польша | Румыния | Чехия | Австрия | |||||||||
| – | DIN,WNr | JIS | EN | UNI | BDS | MSZ | PN | STAS | CSN | ONORM | |||||||||
|
|
Расшифровка обозначений, сокращений, параметров
| 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] |
Другие марки из этой категории:
Обращаем ваше внимание на то, что данная информация о марке 20ГЛ, приведена в ознакомительных целях. Параметры, свойства и состав реального материала марки 20ГЛ могут отличаться от значений, приведённых на данной странице. Более подробную информацию о марке 20ГЛ можно уточнить на информационном ресурсе Марочник стали и сплавов. Информацию о наличии, сроках поставки и стоимости материалов Вы можете уточнить у наших менеджеров. При обнаружении неточностей в описании материалов или найденных ошибках просим сообщать администраторам сайта, через форму обратной связи. Заранее спасибо за сотрудничество!
www.c-met.ru
Сталь 20ГЛ / Auremo
Обозначения
| Название | Значение |
|---|---|
| Обозначение ГОСТ кириллица | 20ГЛ |
| Обозначение ГОСТ латиница | 20GL |
| Транслит | 20GL |
| По химическим элементам | 20Mn |
Описание
Сталь 20ГЛ применяется: для изготовления дисков, звездочек, зубчатых венцов, барабанов и других деталей, к которым предъявляются требования по прочности и вязкости, работающих под действием статических и динамических нагрузок; для изготовления 3-й группы отливок деталей трубопроводной арматуры в северном исполнении с испытанием ударной вязкости KCU -60≥300 кДж/м2 (3,0 кгс·м/см2), работающих при температурах рабочей среды от -60 до +350 °С без ограничения номинального рабочего давления; ответственных литых деталей автосцепного устройства и тележек грузовых и пассажирских вагонов, электро- и дизельпоездов и локомотивов.
Примечание
Сталь хладостойкая.
Стандарты
| Название | Код | Стандарты |
|---|---|---|
| Отливки со специальными свойствами (чугунные и стальные) | В83 | ГОСТ 21357-87 |
| Отливки стальные | В82 | ГОСТ 977-88, ОСТ 24.920.01-80, TУ 24.05.486-82, СТ ЦКБА 014-2004 |
Химический состав
| Стандарт | C | S | P | Mn | Cr | Si | Ni | Fe | Cu |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ГОСТ 977-88 | 0.15-0.25 | ≤0.04 | 1.2-1.6 | – | 0.2-0.4 | – | Остаток | – | |
| TУ 24.05.486-82 | 0.17-0.25 | ≤0.04 | ≤0.04 | 1.1-1.4 | ≤0.3 | 0.3-0.5 | ≤0.3 | Остаток | ≤0.3 |
| ГОСТ 21357-87 | 0.17-0.25 | ≤0.02 | ≤0.02 | 1.1-1.4 | ≤0.3 | 0.3-0.5 | ≤0.3 | Остаток | ≤0.3 |
Fe – основа.
Механические характеристики
| Сечение, мм | sТ|s0,2, МПа | σB, МПа | d10 | y, % | кДж/м2, кДж/м2 | Твердость по Бринеллю, МПа |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Закалка на воздухе с 870-890 °C + отпуск при 620-650 °C, охлаждение на воздухе | ||||||
| 100 | ≥334 | ≥530 | ≥14 | ≥25 | ≥383 | – |
| Нормализация при 880-900 °C + отпуск при 600-650 °C, охлаждение на воздухе | ||||||
| 100 | ≥275 | ≥540 | ≥18 | ≥25 | ≥491 | 143-187 |
| Отливки деталей ж.д. состава. Нормализация или нормализация + отпуск | ||||||
| – | 294-343 | ≥490 | ≥20 | ≥30 | ≥490 | – |
| – | ≥343 | ≥510 | ≥18 | ≥25 | ≥490 | – |
| Отливки. Закалка в воду с 920-940 °C + отпуск при 600-620 °C, охлаждение на воздухе (KCU-60) | ||||||
| – | ≥400 | ≥500 | ≥15 | ≥30 | ≥3 | – |
| Отливки. Нормализация при 920-940 °C, охлаждение на воздухе (KCU-60) | ||||||
| – | ≥300 | ≥500 | ≥20 | ≥35 | ≥3 | – |
Описание механических обозначений
| Название | Описание |
|---|---|
| Сечение | Сечение |
| sТ|s0,2 | Предел текучести или предел пропорциональности с допуском на остаточную деформацию – 0,2% |
| σB | Предел кратковременной прочности |
| d10 | Относительное удлинение после разрыва |
| y | Относительное сужение |
| кДж/м2 | Ударная вязкость |
www.auremo.org
Обеспечение повышенных механических свойств сталей типа 20ГЛ
ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПОВЫШЕННЫХ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ
СТАЛЕЙ ТИПА 20ГЛ
Федосюк А.А. (БГИТА, г.Брянск, РФ)
Influence of various factors on shaping of indexes of mechanical properties of steels type 20ГЛ is considered. The estimation of a rational chemical compound of steels and a value of an index of a hardness penetration are reduced.
Низкоуглеродистые стали, легированные марганцем, имеют широкую область применения. Это обусловлено, прежде всего, тем, что при сравнительно низкой стоимости они обладают довольно высоким пределом текучести, низким температурным порогом хрупкости, хорошей свариваемостью и деформируемостью. Такие критерии составляют основу для разработки высокопрочных низколегированных конструкционных сталей.
Немаловажное значение имеют и литейные стали, используемые при изготовлении ответственных деталей для железнодорожного транспорта. В целях обеспечения постоянно растущих требований, связанных с увеличением грузооборота и скорости движения поездов, особое внимание уделяют конструкционной прочности и надежности. Таким образом, очевидной становится целесообразность повышения значений следующих показателей: предела текучести, предела выносливости и ударной вязкости.
Механические свойства сталей типа 20ГЛ регламентирует ГОСТ 977-88, однако его требования являются минимальными. В условиях высокого нагружения, при больших скоростях движения железнодорожных составов, а также в холодных климатических районах требуется существенное увеличение известных значений свойств.
В связи с этим необходимость приобретает рациональное структурирование сталей, которое зависит от многих факторов: химического состава, способов модифицирования и микролегирования, содержания вредных примесей и неметаллических включений, способов и режимов термической обработки.
Доказано [1], что для сталей типа 20ГЛ рациональной является измельченная структура с наличием субструктурных участков на основе зернистого бейнита.
В низкоуглеродистых ферритно-перлитных сталях большое влияние на свойства ферритной составляющей (предел текучести и температуру перехода из вязкого состояния в хрупкое) оказывает размер ее зерен.
Соотношение между структурой и свойствами таких сталей описывается двумя уравнениями: уравнением Холла-Петча
(1)
и уравнением Петча
(2),
где – предел текучести; – напряжение трения при движении дислокаций внутри зерен; – диаметр зерна, мм; – коэффициент пропорциональности; – температура хрупкого перехода; и – постоянные.
Напряжение и плотность дислокаций связаны следующим уравнением:
(3),
где – постоянный коэффициент.
За счет увеличения плотности дислокаций значение может повыситься на 50 МПа [2]. Этого можно достигнуть понижением температуры превращения с помощью увеличения скорости охлаждения или содержания марганца, однако необходимо учитывать, что чрезмерное понижение этой температуры может способствовать образованию структуры игольчатого бейнита и, как следствие, существенному снижению ударной вязкости.
Перлит практически не влияет на величину предела текучести, но при повышении значения предела прочности он резко отрицательно воздействует на температуру перехода в хрупкое состояние.
Упрочнение может происходить в результате образования твердого раствора, так как растворенные элементы повышают предел прочности и предел текучести. Это происходит, главным образом, из-за различия размеров атомов растворенного элемента и железа.
Элементы, образующие растворы замещения, слабо влияют на величину прочности и, кроме того, их широкое применение неэффективно с точки зрения экономии. А элементы, которые образуют растворы внедрения, хоть и обладают большей динамикой упрочнения, но их растворимость ограничена, что не дает возможности использования в больших количествах. Важно, что растворы замещения и растворы внедрения (за исключением никеля) отрицательно влияют на ударную вязкость.
Среди множества механизмов упрочнения ферритно-перлитных сталей также выделяют дисперсионное. Твердение способствует значительному повышению прочности, но влечет за собой снижение ударной вязкости. Эффективным здесь является использование элементов, комплексно воздействующих на свойства дисперсионным упрочнением и измельчением зерна. Эти элементы (ванадий, ниобий, титан) применяются как в отдельности, так и в сочетании друг с другом. Их карбиды и карбонитриды выделяются по границам феррит-аустенит [3], в результате чего образуются цепочки дисперсных включений, обеспечивающие упрочнение.
Положительное влияние измельчения зерен стали на повышение значения предела текучести и снижение температурного порога хрупкости делает наиболее предпочтительным данный механизм упрочнения.
Данные, характеризующие изменение предела текучести, предела прочности и температуры охрупчивания стали при легировании в расчете на 1 % массы легирующего элемента, приведены в таблице 1 [2].
Таблица 1 – Влияние углерода и легирующих элементов на изменение предела текучести (), предела прочности () и температуры вязко-хрупкого перехода () в расчете на 1 % элемента [2]
Элемент | |||
МПа | |||
Углерод Азот Фосфор Олово Кремний Медь Марганец Молибден Никель Хром Алюминий | +4600 +4600 +670 +140 +85 +39 +32 +11 +0 -302) 0 | +6800 +6800 +670 — +85 +9 +28 +45 +9 -282) 0 | — +7001) +400 +150 +44 — 0 — — — +753) |
1) Зависимость нелинейная 2) Отрицательное значение обусловлено удалением примесей внедрения 3) При условии нахождения в твердом растворе | |||
В качестве параметра, характеризующего структурообразование стали в разных условиях охлаждения, а также при нормализации и отжиге, может служить показатель прокаливаемости.
Прокаливаемость стали определяется экспериментально методом торцовой закалки [4] и расчетным путем [5, 6]. В случае, если для определенной марки стали нет кривой или полосы прокаливаемости, можно использовать математическую модель прокаливаемости сталей:
(4),
где П – параметр прокаливаемости, мм; C, Si, Al, Cu, Mn, Cr, V, Ni, Mo – содержание соответствующих химических элементов, %.
Прокаливаемость характеризует проникновение закаленной зоны вглубь закаливаемого изделия, а величина показателя прокаливаемости служит для оценки этой величины по соответствующим диаграммам и номограммам. Примером может служить номограмма прокаливаемости Блантера [7].
При одной и той же скорости охлаждения в результате нормализации стали можно целенаправленно получать структуры с различным соотношением составляющих при различной их дисперсности с помощью регулирования показателя прокаливаемости. При определенных значениях эквивалентных скоростей охлаждения можно обеспечить двухуровневое композиционное структурирование стали. В сталях типа 20ГЛ с ферритно-перлитной структурой композиция формируется путем расположения в ферритной матрице изолированных друг от друга измельченных перлитных зерен в количестве до 30 %. Субструктурные композиции представляют зернистый бейнит или аусферрит, формирующийся на основе ферритного зерна при повышенном содержании марганца. Легирование стали марганцем ощутимо повышает ее прочностные свойства. При содержании марганца до 1,4-1,5 % его влияние имеет линейный характер и обуславливается зернограничным и твердорастворным упрочнением. Более значительное упрочнение обеспечивается содержанием марганца свыше указанного предела. Это связано с образованием бейнитной структуры. Однако из-за возможной зернограничной сегрегации аустенитных включений в субструктуре зернистого бейнита и, соответственно, резкого снижения ударной вязкости содержание марганца в стали не рекомендуется увеличивать сверх 1,4-1,45 %.
Корректировка структуры и свойств стали проводится с использованием дополнительной термической обработки: при П < 5 мм нужно проводить повторную нормализацию, а если П > 6,5 мм, то после однократной нормализации проводится высокотемпературный отпуск, целью которого является устранение участков структуры с игольчатыми продуктами промежуточного или мартенситного превращений.
Для сталей типа 20ГЛ с рациональным химическим составом рекомендуется применять единый режим термической обработки с температурой закалки 920-940 °С и температурой отпуска 620-640 °С.
Литература
1. Сильман Г.И., Серпик Л.Г., Федосюк А.А. Рациональное структурирование сталей типа 20Г и 20ГЛ // Теоретические и технологические основы рационального структурирования чугунов и сталей. Юбилейный сборник монографических научных работ. Под ред. Г.И. Сильмана. – Брянск: Изд-во БГИТА, 2010. – 402 с.
2. Пикеринг Ф.Б. Физическое металловедение и разработка сталей. Пер. с англ. М.: Металлургия, 1982. – 184 с.
3. Гольдштейн М.И., Грачев С.В., Векслер Ю.Г. Специальные стали. – М.: Металлургия, 1985. – 408 с.
4. Качанов Н.Н. Прокаливаемость стали. – М.: Металлургия, 1978. – 192 с.
5. Сильман Г.И. Материаловедение: Учебное пособие для вузов. – М.: ИЦ «Академия», 2008. – 336 с.
6. Сильман Г.И., Серпик Л.Г. Математическая модель прокаливаемости сталей // Проблемы повышения качества отливок. – Брянск: Изд-во ЦНТИ, 1990. – С. 40-44.
7. Блантер М.Е. Теория термической обработки: Учебник для вузов. – М.: Металлургия, 1984. – 328 с.
science-bsea.narod.ru
ПОВЫШЕНИЕ СВОЙСТВ СТАЛЕЙ ДЛЯ ВАГОННЫХ ОТЛИВОК
ПОВЫШЕНИЕ СВОЙСТВ СТАЛЕЙ ДЛЯ ВАГОННЫХ ОТЛИВОК
Сильман Г. И. (БГИТА, Брянск, РФ)
Марганцевая сталь 20ГЛ, микролегированная ванадием или титаном, широко используется для изготовления ответственных вагонных отливок Существенное повышение свойств стали в отливках может быть обеспечено как с помощью термической обработки, так и за счет комплексного воздействия на жидкий металл (раскисления, модифицирования, микролегирования).
Результаты проведенных исследований показывают, что на свойства стали 20ГТЛ очень сильно влияет термоциклическая обработка при рациональных режимах охлаждения, обеспечивающая значительное измельчение структуры. В качестве термоциклической обработки использовали многократную нормализацию от 9200С при скорости охлаждения 50 К/мин. Количество циклов варьировали от одного до пяти. При использованной скорости охлаждения перлитная сетка в структуре всех образцов полностью отсутствовала. Структура стали состояла из феррита, перлита и зернистого бейнита. Особенно сильное измельчение структуры достигается после второго и третьего циклов обработки. Дальнейшее увеличение числа циклов малоэффективно. Двойная нормализация со скоростью охлаждения 15 К/мин в сопоставлении с обычной (одинарной) нормализацией при той же скорости охлаждения повышает весь комплекс механических свойств стали, особенно пластичность и ударную вязкость. Двойную термообработку можно рекомендовать для улучшения свойств стали в тех случаях, когда обычная нормализация не обеспечивает уровень свойств, требуемый техническими условиями. При небольших скоростях охлаждения (4 и 10 К/мин.) перлитная сетка в структуре стали сохраняется. Исчезает эта сетка при 20-23 К/мин.
Измельчение первичной и вторичной структуры стали обеспечивается также модифицированием и микролегированием. В качестве модификатора использован силикокальций. Микролегирование производилось титаном или ванадием. Микролегирование повышает механические свойства стали, что особенно заметно по сочетанию , и KCU модифицированных сталей, причем сталь 20ГТЛ оптимизированного состава по механическим свойствам не уступает стали 20ГФЛ.
Сопоставление свойств сталей 20ГЛ, 20ГТЛ и 20ГФЛ проведено также путем статистической обработки результатов механических свойств более 100 производственных плавок каждой марки стали после двух видов термообработки – нормализации и термоулучшения. Нормализация проводилась от 920-9400С, термоулучшение состояло из закалки в воде от 920-9400С и отпуска при 620-6400С для стали 20ГЛ и 660-6800С для сталей 20ГТЛ и 20ГФЛ. Микролегированные стали обладают более высокой прочностью, чем сталь 20ГЛ. Термоулучшение существенно повышает прочностные свойства всех сталей по сравнению с нормализованным состоянием. Особенно характерно это для стали 20ГФЛ.
Более сложным и зависящим от химического состава стали является влияние термообработки на ударную вязкость. Отрицательно по сравнению с нормализацией влияет на KCU стали 20ГФЛ термоулучшение. Объясняется это процессами карбидного и карбонитридного старения стали при отпуске. В стали 20ГТЛ основной эффект создается структурой зернистого сорбита, что приводит к повышению KCU при отрицательных температурах (по сравнению с другими исследованными сталями).
В нормализованном состоянии наилучшее сочетание свойств достигается в стали 20ГТЛ. Учитывая также меньшую стоимость и дефицитность титана по сравнению с ванадием, следует рекомендовать для нормализуемых отливок использовать сталь 20ГТЛ. Для обеспечения наиболее высокой прочности целесообразно микролегировать сталь ванадием (сталь 20ГФЛ) или сочетать ванадий с титаном (сталь 20ГФТЛ) и подвергать отливки термоулучшению. Дальнейшее повышение прочностных свойств может быть обеспечено снижением температуры отпуска до 580-6000С и увеличением прокаливаемости стали за счет ее комплексного легирования.
В связи с тем, что литые детали транспортных машин (в том числе и железнодорожных вагонов) работают в условиях усталостного нагружения с большим количеством ударов, в наиболее полной мере оценить эксплуатационную надежность этих деталей можно по результатам ударно-усталостных испытаний, имитирующих такие условия. Эта характеристика является наиболее чувствительной ко всем видам технологического воздействия на металл. Микролегирование стали ванадием или титаном обеспечивает примерно одинаковый уровень ударно-усталостной прочности, превышающий эту характеристику стали 20ГЛ в 2 и более раз (без модифицирования).
Модифицирование оказывает особенно сильное влияние на ударно-усталостную прочность стали 20ГЛ, повышая ее в 1,7 раза. Характерно также сближение свойств сталей 20ГЛ, 20ГТЛ и 20ГФЛ после модифицирования, однако и в этом случае микролегированная сталь имеет ударно-усталостную прочность почти в 1,5 раза выше, чем сталь 20ГЛ.
Результаты испытаний показали целесообразность совместного микролегирования и модифицирования стали, причем для микролегирования предпочтительнее использовать титан, оказывающий сильное и стабильное влияние на ударно-усталостную прочность стали и являющийся по сравнению с ванадием значительно более дешевым легирующим элементом.
science-bsea.narod.ru
| / Справочник металлопроката / Марочник сталей /Сталь для отливок обыкновенная Характеристика материала 20ГЛ
Химический состав в % материала 20ГЛ.
Механические свойства при Т=20oС материала 20ГЛ.
Обозначения:
| ||||||||
www.stcenter.ru