Сталь 20гл: характеристики, расшифровка, химический состав

Алан-э-Дейл       05.11.2022 г.

Содержание

Способы закалки

Закалку деталей выполняют, используя такие способы:

  • производство закалки с одним охладителем представляет собой процесс опускания в среду нагретой детали, где ее требуется оставить до полного охлаждения. Используют при обработке деталей простой формы, для производства которых применяют углеродистый и легированный прокат;
  • закалка сталей, имеющих в своем составе высокий процент углерода, выполняется в двух средах с применением прерывистой закалки. Вначале проводится ускоренное охлаждение (в воде), а затем — постепенное (в масле);
  • для термообработки участка детали выполняют струйное закаливание путем орошения струёй воды сильного напора. При этом не происходит формирования паровой рубашки и обеспечивается глубокое прокаливание. Проводится на установках ТВЧ;
  • охлаждение детали, выполняемое при температуре превышения мартенситной точки, проводится с использованием ступенчатой закалки. При этом требуется обеспечить условия для соблюдения технологии охлаждения и выдержки в данной среде, чтобы все точки сечения детали обладали температурой, создаваемой в закалочной ванне. Затем выполняют постепенное охлаждение и закаливание, обеспечивая преобразование аустенита в мартенсит;
  • при изотермической закалке проводится выдержка стали в закалочной среде установленный технологией период времени для изотермического преобразования аустенита.

При выполнении отпуска, представляющего один из видов термообработки, происходит стадия распада мартенсита и рекристаллизации.

Проведение операции отпуска дает возможность получить материал, обладающий пластичными свойствами, и уменьшить его хрупкость, сохраняя показатели прочности. С этой целью выполняется нагрев изделий в промежутке от 150…260 0C до 370…650 0C и проведение медленного остывания.

  • Конструкционная сталь
  • Инструментальная сталь
  • Магнитная сталь

Описание

Сталь 20Ф применяется: для изготовления трубной заготовки и труб бесшовных горячедеформированных нефтегазопроводных повышенной коррозионной стойкости и хладостойкости, предназначенные для использования в системах транспортирующих газ, системах нефтегазопроводов, технологических промысловых трубопроводов, транспортирующих нефть и нефтепродукты, а также в системах поддержания пластового давления в условиях северной климатической зоны при температуре окружающей среды от -60°С до +40°С, температурой транспортируемых сред от +5°С до +40°С и рабочим давлением до 7,4 МПа; бесшовных горячедеформированных труб повышенной коррозионной стойкости и хладостойкости (ст.20ФА), с наружным диаметром от 89 до 426 мм класса прочности не менее К48, для внутрипромысловых трубопроводов, транспортирующих продукцию нефтяных скважин (низконапорных водоводов подтоварной воды при давлении до 2 МПа в системах заводнения пластов); труб диаметром от 57 до 168 мм для использования в системах газопроводов, нефтегазопроводов, технологических промысловых трубопроводов, транспортирующих нефть и нефтепродукты, а также в системах поддержания пластового давления в условиях климатической зоны с температурой транспортируемых сред от +5° С до +40° С.

Примечание

Конструкционная микролегированная сталь повышенной коррозионной стойкости и хладостойкости. Трубы отличаются от нефтегазопроводных труб обычного исполнения по ГОСТ 8731, ГОСТ 8732, повышенной хладостойкостью, повышенной стойкостью к общей и язвенной коррозии, стойкостью к сульфидному коррозионному растрескиванию и образованию водородных трещин.

Среды для закалки

При выполнении закаливания для получения эффекта переохлаждения аустенита до мартенситного превращения требуется провести ускоренную процедуру охолаживания. Причем это надо выполнить в промежутке 650…400 0C, где аустенит имеет свойства меньшей устойчивости и осуществляется ускоренное преобразование в смесь ферритно-цементитного состава. При температуре свыше 650 0C наблюдается невысокая скорость преобразования аустенита, что позволяет проводить процесс остывания в размеренном режиме при условии постоянного контроля за его ходом.

Сырьем для образования закалочных сред может быть использована вода, масло, водополимерные среды (Термат), солевые растворы, обладающие следующим механизмом воздействия. При опускании в среду закалки вокруг поверхности изделия из перекаленного пара происходит образование плёнки. Процедура охлаждения осуществляется посредством паровой рубашки и продолжается относительно долго. При достижении определенной температуры, задаваемой исходя из компонентов жидкости, происходит разрыв паровой рубашки, начинается кипение жидкости, проходящее на поверхности изделия, и достигается быстрое остывание.

Процесс медленного кипения происходит в несколько этапов:

  • плёночное;
  • пузырьковое;
  • конвективный теплообмен. При этом наблюдается явление более низкого уровня температуры на поверхности металла в сравнении с температурными показателями кипения жидкости. Учитывая невозможность кипения жидкости, происходит замедление охлаждения.

Физические свойства стали 30ХН3А

Температура испытания,°С 20 100 200 300 400 500 600 700 800 900
Модуль нормальной упругости, Е, ГПа 215 207 195 187 175 171
Модуль упругости при сдвиге кручением G, ГПа 84 81 76 72 67 65
Плотность стали, pn, кг/м3 7850 7830 7800 7770 7730 7700 7670 7690 7650 7600
Коэффициент теплопроводности Вт/(м ·°С) 34 35 36 36 36 35 31 28 27
Уд. электросопротивление (p, НОм · м) 268 317 387 469 567 681 817 981
Температура испытания,°С 20-100 20-200 20-300 20-400 20-500 20-600 20-700 20-800 20-900 20-1000
Коэффициент линейного расширения (a, 10-6 1/°С) 10.8 11.5 12.2 12.8 13.2 13.5
Удельная теплоемкость (С, Дж/(кг ·°С)) 494 504 518 536 558 587 657 703 695 687

Механические свойства стали 30ХН3А

Механические свойства в зависимости от температуры отпуска

t отпуска,°С σ0,2, МПа σB, МПа δ5, % ψ, % KCU, Дж/м2 HRCэ
Закалка 820 °C, масло.
200 1460 1620 8 50 80 52
300 1400 1530 7 50 59 50
350 1290 1430 8 50 47 48
400 1180 1290 10 52 54 45
500 920 1070 17 60 107 38
600 780 890 21 64 157 33

Механические свойства в зависимости от сечения

Сечение, мм σ0,2, МПа σB, МПа δ5, % ψ, % KCU, Дж/м2 HB
Закалка 820 °C, масло. Отпуск 580−600°С, воздух.
20 830 930 20 66 147 390
40 810 910 20 65 147 380
60 780 880 20 62 142 370
80 730 850 20 61 132 360

Механические свойства прутка

Термообработка, состояние поставки Сечение, мм σ0,2, МПа σB, МПа δ5, % ψ, % KCU, Дж/м2 HRCэ
Закалка 820 °C, масло. Отпуск 530 °C, вода или масло. 25 785 980 10 50 78  
Закалка 850 °C, масло. 5 1420 1670 13 50 66 50
Отпуск 200 °C, воздух. 20 1370 1670 12 45 49 49

Механические свойства в завис. от темп. испытания и отпуска

t испытания,°C t отпуска,°С σ0,2, МПа σB, МПа δ5, % ψ, %
Закалка 820 °C, масло.
300 20 1390 1540 8 56
300 250   1460 12 57
400 20 1270 1320 9 59
400 250   1250 13 65
400 400   730 17 75
500 20 1030 1140 12 62
500 250   1090 13 67
500 400   730 17 76
500 500   305 34 82

Сталь 25ХГМ. Применение.

Легированная низкоуглеродистая сталь марки 25ХГМ основное применение нашла при производстве шестерен и зубчатых колёс для цилиндрических редукторов 1ЦУ, Ц2У и 1Ц3У. Однако, в следствии низкого процента содержания углерода, сама по себе эта марка не подлежит термообработке. Поэтому, для получения необходимой твёрдости, сталь 25ХГМ подвергается цементации или азотированию. При этом верхний слой насыщается углеродом и именно он проходит закалку. Применение такой технологии позволяет получить достаточную прочность зуба при сохранении пластичности, необходимой для предохранения зубьев от скалывания.

Стандарты

Название Код Стандарты
Листы и полосы В23 ГОСТ 103-2006
Сортовой и фасонный прокат В32 ГОСТ 1051-73, ГОСТ 4543-71, ГОСТ 7417-75, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78, ГОСТ 14955-77, TУ 14-1-5414-2001, TУ 3-850-80, TУ 14-1-2118-77, TУ 14-1-2765-79, TУ 14-1-4612-89, TУ 14-1-950-74, TУ 14-11-245-88, TУ 14-1-5228-93, TУ 14-136-367-2008
Сортовой и фасонный прокат В22 ГОСТ 1133-71, ГОСТ 8319.0-75, ГОСТ 2590-2006, ГОСТ 2591-2006, ГОСТ 2879-2006
Обработка металлов давлением. Поковки В03 ГОСТ 8479-70, СТ ЦКБА 010-2004
Болванки. Заготовки. Слябы В21 ОСТ 14-13-75
Болванки. Заготовки. Слябы В31 ОСТ 3-1686-90, TУ 14-1-4944-90, TУ 1-92-156-90
Термическая и термохимическая обработка металлов В04 СТ ЦКБА 026-2005

Состав

20х13 является коррозионный-стойкого и жаропрочного класса. Основа ее фазовой структуры представлена мартенситом. Марка обладает металлическим блеском с характерным для данного класса зеленоватым оттенком.

Химсостав регулирует государственный стандарт ГОСТ 5632-72, в соответствии с которым сталь 20х13 состоит из следующих элементов: 

  • Углерод занимает 0,16-0,25% от общего состава. Содержание элемента сильно влияет на прочностные и технологические характеристики стали. Карбиды железа обладают повышенной твердостью, а также они делают возможным упрочнение стали за счет проведения термической обработки. Обратным эффектом такого легирования является ухудшение пластичных свойств и свариваемости.
  • Хром 12-14%. Повышает износостойкость стали благодаря образованию на его поверхности оксидов хрома. Помимо этого, он благоприятно воздействует на способность металла к термическому упрочнению, увеличивает сопротивление к образованию коррозии. Стали, легированные хромом, лучше переносят нагрузку в условиях повышенных температур.
  • Кремний (до 0,6%) и марганец (до 0,6%) — обязательные добавки для стали. Они являются главными раскислителями и способствуют удалению кислорода из ее состава. Помимо этого, данные компоненты хорошо влияют на технологические свойства, такие как пластичность и свариваемость. Марганец, кроме всего прочего, оказывает положительное воздействие на чистоту поверхности.
  • Никель (до 0,6%). Основное ее назначение в сплавах — повышение жаростойкости. Но стоит отметить, содержание его в 20х13 несущественно чтобы как-то заметно повлиять на ее характеристики.
  • Сера (до 0,0025%) и фосфор (до 0,03%) — вредные примеси, существенно снижающие прочностные свойства стали и ответственные за возникновение такого эффекта как хрупкость. Сера помимо этого повышает склонность сплава к красноломкости, что означает увеличение риска образования трещин при обработке давлением. Их попадание в сплав неизбежно в силу несовершенства технологии плавки и чистоты химсостава исходной шихты.
  • Остальная часть состава приходится на железо.

Аналоги

Сталь марки 20х13 является российским обозначением. Но помимо этого она имеет ряд мировых аналогов:

  • США 420.
  • Германия 1.4021.
  • Япония SUS420J1.
  • Китай 2Cr13.

Закалка и выполнение высокого отпуска (улучшение)


Для сталей используют процесс упрочнения при закалке методом быстрого охлаждения, производимого на воздухе, в масле или воде. Такая процедура способствует созданию неравновесного строения мартенсита. Операция закалки позволяет стали получить такие характеристики, как высокая твёрдость, низкий уровень пластичности и вязкости. Например, у стали 40ХНМА (SAE 4340) после того, как проведена процедура закалки, показатель твёрдости составляет более 50 HRC, поэтому материал не может быть использован по причине хрупкости и предрасположенности к разрушению. Проведение следующего отпуска, заключающегося в таких операциях, как нагрев до 450 C… 500 0C и выдерживание при этом температурном режиме, позволяет уменьшить внутренние напряжения, учитывая такие явления как распад мартенсита, изменение расстояний решётки. При этом незначительно снижается уровень твёрдости допоказателя 45…48 HRC. Процедура корригирования выполняется для стали, имеющей в своем составе 0,3…0,6 % углерода. Отжиг представляет собой разновидность термообработки и состоит в проведении нагрева до установленного температурного режима, выдержки и охлаждения. При этом происходит возобновление, рекристаллизирование и гомогенизирование металла. Целью операции является требование снизить уровень твердости, что позволяет повысить обрабатываемость металла, улучшить структурный состав и достичь большей степени гомогенности металла, снять напряжения внутри решетки.

Общие сведения стали 20ХН3А

Заменитель марки
стали: 20ХГНР, 20ХНГ, 38ХА, 15Х2ГН2ТА, 20ХГР.
Вид поставки
Круг 20хн3а, сортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 4543–71, ГОСТ 2590–71, ГОСТ 2591–71, ГОСТ 2879–69. Калиброванный пруток ГОСТ 7417–75, ГОСТ 8559–75, ГОСТ 8560–78, ГОСТ 1051–73. Шлифованный пруток и серебрянка ГОСТ 14955–77. Полоса ГОСТ 103–76. Поковки и кованые заготовки ГОСТ 1133–71, ГОСТ 8479–70. Трубы ОСТ 14−21−77.
Применение
Шестерни, валы, втулки, силовые шпильки, болты, червяки, муфты и другие цементируемые детали, к которым предъявляются требования высокой прочности, пластичности и вязкости сердцевины и высокой поверхностной твердости, работающие под действием ударных нагрузок и при отрицательных температурах.

Расшифровка

Сталь 20 относится к группе высококачественных конструкционных сталей. Высококачественная означает более строгие требования к химическому составу шихты, процессам выплавки и разливки.

Сталь 20 включает в себя следующие химические элементы:

  • Углерод (0,2%). Цифра 20 в названии сплава отображает содержание данного компонента в сотых долях процента. Углерод ответственен за упрочнение. Увеличение его в составе приводит к повышению твердости и прочности. Обратным эффектом является параллельное уменьшение пластичности.
  • Кремний (0,17-0,35%). Основное назначение кремния – это удаление частиц водорода, кислорода и азота из состава сплава. Наличие данных газов в составе повышает пористость и количество газовых раковин, что сильно снижает прочность стали.
  • Марганец (0,35-0,6%), как и кремний, — сильный раскислитель, но помимо этого активно способствует удалению серы. Он положительно влияет на качество поверхности сплава. Также снижает вероятность образования трещин во время горячей обработки давлением. Улучшает протекание процессов сварки и ковки.
  • Никель (до 0,3%), хром (до 0,2%) и медь (до 0,3%) в целом положительно влияют как на механические, так и на коррозионностойкие характеристики стали. Но их содержание слишком мало, чтобы оказать какое-то серьезное воздействие на сплав.
  • Фосфор (до 0,035%) и сера (до 0,04) относятся к вредным типам примесей. Их содержание является причиной повышенной хрупкости стали. Также сильно падает значение вязкости и, соответственно, устойчивости к ударным нагрузкам.
  • Остальная часть химического состава приходится на железо.

По уровню раскисления сталь марки 20 делится на 3 категории: спокойная, полуспокойная и кипящая.

  • Спокойная сталь 20 получается в результате полного удаления кислорода из состава сплава. Осуществляется это с помощью введения таких элементов как кремний и марганец. Данный тип стали включает минимальное количество оксидов железа, которое и способствует «спокойному» (без выделения газов) застыванию сплава в ковше. Сталь получается плотная и однородная по составу. Лишь в верхней части образуется газовая раковина, которая благополучно удаляется в процессе механической обработки.
  • Кипящая сталь 20 раскисляется только марганцем. Как результат, это становится причиной повышенного содержания закиси железа. Данное соединение при взаимодействии с углеродом образует углекислый газ. Как следствие, на поверхности расплавленного сплава начинают появляться газовые пузыри, создавая впечатление, будто сплав кипит. Данная сталь имеет высокую пористость. Ее химические компоненты неравномерно распределены по всему объему сплава. Все это приводит к резкому снижению механических характеристик, увеличению риска образования трещин и ухудшение свариваемости. Среди плюсов кипящей стали стоит отметить меньшую стоимость и безотходность производства.

Существует также полуспокойная сталь 20, которая по своим характеристикам представляет что-то среднее между двумя вышеописанными видами сталей.

Технологические свойства стали 20

Для начала процесса ковки достаточно разогреть сталь до +1280 градусов Цельсия, а завершаться процесс должен при температуре -750 градусов Цельсия, при том что охлаждение поковки производится воздушным способом. Сталь марки 20 относится с типу нефлокеночувствительных, а также она не склонна к отпускной способности. Возможность сваривания данного типа стали ничем не ограничена, за исключением тех деталей, которые подвергались химико-термической обработке.

Сталь 20 зачастую используется в процессе производства тех деталей, которые работают со сравнительно небольшим нагружением. Это могут быть оси, пальцы или шестерни, а также и те детали, которые будут подвергаться цементированию для продления срока службы. Помимо всего, такой тип стали может быть использован в процессе изготовления особо тонких деталей, в большинстве своем работающих на истирание. Без термической обработки этот вид стали используется в производстве крюков подъемных кранов, а также прочих деталей, эксплуатация которых производится под некоторым давлением в диапазоне температур от -40 до +450 градусов Цельсия. Химико-термическая обработка наделяет сталь 20 всеми необходимыми свойствами для использования ее в качестве основы для деталей, главной особенностью которых является высокий уровень прочности поверхности.

Сталь 20ХГНТР / Auremo

Обозначения

Название Значение
Обозначение ГОСТ кириллица 20ХГНТР
Обозначение ГОСТ латиница 20XGHTP
Транслит 20HGNTR
По химическим элементам 20CrMnНTiB

Описание

Сталь 20ХГНТР применяется: для производства крестовин карданных валов автомобилей; деталей трактора «Кировец» из стали марки 20ХГНТР»Селект».

Примечание

Сталь конструкционная качественная хромомарганцовоникелевая с титаном и бором.

Стандарты

Название Код Стандарты
Сортовой и фасонный прокат В32 ГОСТ 4543-71, ГОСТ 14955-77, TУ 3-460-87, TУ 14-1-2118-77, TУ 14-1-704-72, TУ 14-11-245-88, TУ 14-136-367-2008
Сортовой и фасонный прокат В22 ГОСТ 8319.0-75
Болванки. Заготовки. Слябы В31 ОСТ 3-1686-90, TУ 14-1-4944-90

Химический состав

Стандарт C S P Mn Cr Si Ni Fe Cu V B Ti Mo W
ГОСТ 4543-71 0.18-0.24 ≤0.035 ≤0.035 0.8-1.1 0.4-0.7 0.17-0.37 0.4-0.7 Остаток ≤0.3 ≤0.05 0.001-0.005 0.03-0.09 ≤0.15 ≤0.2
TУ 3-460-87 0.2-0.25 ≤0.035 ≤0.035 0.85-1.1 0.5-0.7 0.17-0.37 0.4-0.7 Остаток ≤0.3 0.001-0.004 0.03-0.08

Fe — основа.По ГОСТ 4543-71 регламентировано содержание в высококачественной стали: P≤0,025%; S≤0,025%; Сu≤0,30%; в особовысококачественной стали: P≤0,025%; S≤0,015%; Сu≤0,25%.По ТУ 3-460-87 химический состав приведен для стали марки 20ХГНТР»Селект». При производстве проката стали марки 20ХГНТР»Селект», присадка легкоокисляющихся элементов (титана и кальция) производится в центровой литник (А.С. № 981386). Допускаемые отклонения от требований химического состава в готовом прокате при соблюдении норм механических свойств и других требований ТУ 3-460-87 не должны превышать следующих значений (% масс): по углероду ±0,010 %, по марганцу ±0,050 %, по кремнию ±0,020 %, по хрому ±0,020 %, по титану ±0,020 %, по сере +0,005 %, по фосфору +0,005 %. По требованию потребителя сталь поставляется с массовой долей серы до 0,060 %. В стали допускается наличие вольфрама до 0,10 %, молибдена до 0,10 % и ванадия до 0,050 %.

Механические характеристики

Сечение, мм sТ|s0,2, МПа σB, МПа d5, % d10 y, % кДж/м2, кДж/м2
Сортовой горячекатаный прокат по ТУ 3-460-87. Закалка в масло с 850±15 °C + Отпуск при 200±30 °C, охлаждение в масле
15 ≥1150 ≥1350 ≥10 ≥50 ≥900
Сортовой прокат. Закалка в масло с 850 °C + Отпуск при 200 °C, охлаждение в масле
15 ≥980 ≥1180 ≥9 ≥50 ≥765

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
d5 Относительное удлинение после разрыва
d10 Относительное удлинение после разрыва
y Относительное сужение
кДж/м2 Ударная вязкость
Название Значение
Склонность к отпускной хрупкости Склонна.
Флокеночувствительность не чувствительна.
Макроструктура и загрязненность Макроструктура стали по ТУ 3-460-87 должна соответствовать ГОСТ 4543 для качественной стали.
Особенности производства изделий Прокат круглого сечения диаметром 45-110 мм по ТУ 3-460-87 поставляется в высокоотпущенном состоянии. Твердость высокоотпущенного проката не должна превышать 197 НВ. Прокат круглого сечения диаметром 30-45 мм и прокат квадратного сечения поставляются без нормируемой твердости.

Область применения

Низкая стоимость определяет то, что сталь 20, применение которой связано с изготовлением различных изделий, стали использовать для создания различного рода заготовок. Рассматривая особенности стали марки 20 и ее области применения, отметим следующие моменты:

  1. Чаще всего применяется при котлостроении. Примером назовем изготовление труб и нагревательных элементов различного назначения.
  2. В промышленность поставляются заготовки в виде прутка или листа.
  3. Очень часто сталь улучшается путем цементации. Это позволяет увеличить твердость поверхности, но пластичную сердцевину. Примером можно назвать различные оси, кулачки и валики, пальцы и шпиндели, толкательные клапана, пальцы рессора и другие элементы, получившие широкое распространение в машиностроении.
  4. На производственные площадки поставляется прокат с различным диаметром. При этом заготовка может обрабатываться резанием при применении токарного и фрезерного, сверлильного и другого оборудования.
  5. Трубы изготавливаются при применении электросварки. Для этого применяется листовая сталь, которая сваривается в точке соприкосновения. При применении метода горячей деформации получают бесшовные трубы, которые обладают высокими эксплуатационными характеристиками.

Лист сталь 20

Подобные стали применяются на протяжении длительного периода. Стоит учитывать, что температура применения довольно низкая. Другими словами, структура может быстро нагреваться, за счет чего существенно повышается пластичность. Также металл не может выдерживать воздействие низкой температуры, так как она делает структуру более хрупкой. Существенно увеличить область применения стали 20 смогли при правильном проведении термической обработки, а также легировании структуры.

Сталь 15ГЮТ / Auremo

Обозначения

Название Значение
Обозначение ГОСТ кириллица 15ГЮТ
Обозначение ГОСТ латиница 15GJuT
Транслит 15GYuT
По химическим элементам 15MnAlTi

Описание

Сталь 15ГЮТ применяется: для изготовления сварных тяжелонагруженных рамных конструкций; лонжеронов рам грузовых автомобилей.

Химический состав

Стандарт C S P Mn Cr Si Ni Fe Cu Al Ti
TУ 14-1-2366-78 0.11-0.16 ≤0.03 ≤0.04 1-1.4 ≤0.3 0.17-0.35 ≤0.4 Остаток 0.02-0.06 0.08-0.14
TУ 14-1-4632-93 0.12-0.17 ≤0.03 ≤0.04 1-1.4 ≤0.15 0.25-0.45 Остаток ≤0.25 0.02-0.08 0.08-0.14

Fe — основа.

Механические характеристики

Сечение, мм sТ|s0,2, МПа σB, МПа d5, % Твердость по Бринеллю, МПа
Лист отожженый в состоянии поставки по ТУ 14-1-2366-78
340-460 ≥480 ≥17 ≤170
Листовой прокат в состоянии поставки по ТУ 14-1-4632-93 (образцы поперечные)
5-8 ≥390 ≥490 ≥17 ≤183
Название Описание
Сечение Сечение

sТ|s0,2
Предел текучести или предел пропорциональности с допуском на остаточную деформацию — 0,2%

σB
Предел кратковременной прочности

d5
Относительное удлинение после разрыва

Механические свойства стали 30Х13

Прокат Размер, мм Направление Временное сопротивление разрыву, σв, МПа Предел кратковременной прочности, ST, МПа Относительное удлинение при разрыве, δ5, % Относительное сужение, ψ, % Ударная вязкость KCU при 20°С, Дж/см2
Лист 1 — 4 Продольный 500 15
Поковки Продольный 850 710 12 40 350
Проволока До Ж6 700 12 350

Коррозийная стойкость стали

Среда Температура, °С Длительность испытания, час Глубина коррозии, мм/год
Морская вода 100 93 0,01
63,4 % раствор H2SO4 15 24 2,1
Пар — воздух 100 50 0,018

Примечание: Для повышения коррозионной стойкости рекомендуется производить отпуск при температуре до 300 ºС или свыше 650 ºС.

Механические свойства стали при повышенных температурах

Температура испытаний, °С Предел текучести, σ0,2, МПа Временное сопротивление разрыву, σв, МПа Относительное удлинение при разрыве, δ5, % Относительное сужение, ψ, % Ударная вязкость KCU при 20°С, Дж/см2

Прокат. Нормализация при
1000 °С, воздух. Отпуск при 650 °С, 2 — 3 часа
20 700 940 16 52 54
200 660 820 14 58 127
300 630 770 13 53 122
400 570 710 13 53 157
500 530 610 14 55 162
600 410 450 21 81 157
Образец диаметром 6 мм и длиной 30 мм. Деформированный
Скорость деформирования 16 мм/мин, скорость деформации 0,009 с
-1
800 77 89 67 98
900 93 130 82 82
1000 50 76 70 97
1100 37 43 71 98
1200 26 29 74 98

Механические свойства прутков в зависимости от тепловой выдержки

Режим термообработки Температура, °С Время, час Предел текучести, σ0,2, МПа Временное сопротивление разрыву, σв, МПа Относительное удлинение при разрыве, δ5, % Относительное сужение, ψ, % Ударная вязкость KCU при 20°С, Дж/см2
550 3000 672 860 16 51 44
Закалка при 1000 °С, воздух. 600 3000 620 800 20 56 50
Отпуск при 650 °С, воздух. 550 7000 610 800 18 54 49
600 10000 420 — 450 670 23 — 26 57

Механические свойства стали в зависимости от температуры отпуска

Температура отпуска, °С Предел текучести, σ0,2, МПа Временное сопротивление разрыву, σв, МПа Относительное удлинение при разрыве, δ5, % Относительное сужение, ψ, % Ударная вязкость KCU при 20°С, Дж/см2 Твердость, НВ
Закалка при 1050 °С, воздух
200 1300 1600 13 50 81 46
300 1270 1460 14 57 98 42
450 1330 1510 15 57 71 45
500 1300 1510 19 54 75 46
600 920 1020 14 60 71 29
700 650 78 18 64 102 20

Механические свойства стали при испытании на длительную прочность

Предел ползучести, МПа Скорость ползучести %/ч Температура, °С
131 1/100000 400
82 1/100000 450

Примечание: Предел выносливости σ-1 = 372 МПа при n = 107 (образцы гладкие).

Свойства по стандарту ГОСТ 5949-75

Термообработка Сечение, мм Предел текучести, σ0,2, МПа Временное сопротивление разрыву, σв, МПа Относительное удлинение при разрыве, δ5, % Относительное сужение, ψ, % Ударная вязкость, KCU, Дж / см2 Твердость, НВ
Закалка при 950-1020 °С, масло. Отпуск при 200-300 °С, воздух или масло. Образцы (50)

Свойства по стандарту

ГОСТ 18143-72

Термообработка Сечение, мм Предел текучести, σ0,2, МПа Временное сопротивление разрыву, σв, МПа Относительное удлинение при разрыве, δ5, % Относительное сужение, ψ, % Ударная вязкость, KCU, Дж / см2 Твердость, НВ
Прутки шлифованные, обработанные на заданную прочность. 1,0 — 6,0 490 — 830 12

Свойства по стандарту

ГОСТ 18907-73

Термообработка Сечение, мм Предел текучести, σ0,2, МПа Временное сопротивление разрыву, σв, МПа Относительное удлинение при разрыве, δ5, % Относительное сужение, ψ, % Ударная вязкость, KCU, Дж / см2 Твердость, НВ
Прутки шлифованные, обработанные на заданную прочность. 1-30 530 — 780 12

Свойства по стандарту

ГОСТ 25054-81

Буквенные обозначения сталей и их расшифровка

Химический состав многих легированных конструкционных сталей определен ГОСТ 4543–71 «Прокат из легированной конструкционной стали. Технические условия». Этот же стандарт определяет основные буквенные символы для обозначения легирующих элементов. Необходимо учитывать, что в настоящее время выпускают стали с добавками элементов, обозначение которых не предусмотрено стандартом. В этом случае элементы в марке стали обычно обозначают по первым буквам названия.

Читать также: Заточной алмазный диск для точила

Условные буквенные обозначения основных легирующих элементов приведены ниже.

Марки стали

— это классификация сталей по их химическому составу и физическим свойствам. В России, США , Европе , Японии и Китае используются различные способы маркировки для аналогичных сталей.

Сталь 20

Сталь 20 относится к разряду обогащенных углеродом конструкционным сталям высокого уровня качества. На производства поставляется в нескольких вариациях – серебрянка, калиброванная, кованная или горячекатаная. Можно выделить пять типов данной разновидности стали по требованиям к ее механическим свойствам.

Типы стали по требованию к механическим свойствам:

  • Первый тип представляет собой сталь всех используемых видов обработки, но без проведенных испытаний по растяжению и ударной вязкости.
  • Второй тип – это образцы нормализованной стали всех типов обработки размеров в двадцать пять миллиметров, которые подвергаются испытаниям на растяжение и ударную вязкость.
  • Третий тип представляет собой все те же образцы, на которых проводятся вышеупомянутые испытания. Единственное отличие – это их размер. В этом типе он составляет от двадцати шести до ста миллиметров.
  • Четвертый тип представляет собой образцы из заготовок с размером — до сотни миллиметров, которые были обработаны термическим путем. Они также применяются для проведения испытаний над материалом.
  • Пятый тип – это также образцы, которые изготовлены из отожженных или выскоопущенных сталей. Еще одно технологическое решение – это образцы из нагартованной стали.

Сталь 20 может быть при необходимости заменена схожими материалами марок 15 и 25.

Гость форума
От: admin

Эта тема закрыта для публикации ответов.