Сталь 15 сталь 20 сталь 25

Обновлено: 22.01.2025

Любой мастер, работающий с металлическими изделиями, знает, что такое «марка стали». Ее расшифровка позволяет получить представление о химическом составе и физических параметрах, что является основополагающими сведениями для создания каких-либо предметов из металла. Многие считают, что маркировка стали, металлопроката — это сложный процесс, требующий наличия специальных знаний. Однако несмотря на мнимую сложность, разобраться в ней достаточно просто. Для этого потребуется знать лишь принцип ее составления и как она классифицируется, о чем наша компания и расскажет.

Сплав маркируется буквами и цифрами, благодаря чему удается максимально точно установить наличие химических элементов и их объем. На основании этих данных, а также знаний о том, как разные химикаты взаимодействуют с металлической основой, можно с максимальной точностью понять, какие технические свойства относятся к определённой стальной марке.

Разновидности сталей и особенности нанесения маркировки

Сталь — это железо-углеродный сплав, количество которого не превышает 2,14%. Углеродная составляющая необходима для достижения твердости, но крайне важно следить за его концентрацией. Если он превысит показатель в 2,2%, то металл станет очень хрупким, из-за чем с ним будет практически невозможно работать.

При добавлении любых легирующих элементов можно добиться необходимых характеристик. Именно при помощи комбинации вида и объём добавок получаются марки, которые имеют лучшие механические свойства, устойчивость к воздействию коррозии. Безусловно, улучшить показатели качества можно и посредством тепловой обработки, однако использование легирующих добавок значительно ускоряет этот процесс.

Базовыми классификационными признаками являются следующие показатели.

Степень раскисления.Что показывает маркировка

Для того чтобы расшифровать указанную информацию, не требуется обладать профессиональными навыками и специальными знаниями. Конструкционная сталь, которая имеет обычное качество, а также не содержит легирующие элементы, получила отметку «Ст». Цифра, расположенная далее, отражает количество углерода. После них могут располагаться буквы «КП», которые оповещают о незаконченном раскислении в печи, поэтому подобный сплав считается кипящим. Если подобной аббревиатуры нет, то он считается спокойным типом.

Маркировка и классификация стали по химическому составу

Как упоминалось ранее, одно из главных разделений этого материала основано на ее химическом составе. Базовыми составляющими материала служат железобетон и углерод (его концентрация меньше 2,14%). На основании концентрации и пропорций используемых добавок на объем железа приходится минимум половина.

На основании уровня содержания углерода стальные изделия делятся.

Малоуглеродистые — углерод не более 0,25%.

Среднеуглеродистые — от 0,25 до 0,6%.

Высокоуглеродистые — от 0,6%.

Повышение углеродного компонента способствует повышению металлической твердости, но одновременно снижает его прочность. Для улучшения эксплуатации сплавов в них добавляются разные химические элементы, после чего они превращаются в легированные стали. Они бывают трёх типов.

Сталь углеродистая качественная конструкционная ГОСТ 1050-88

Стандарт устанавливает общие технические условия для горячекатаного и кованого сортового проката из углеродистой качественной конструкционной стали марок 08, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, и 60 диаметром и толщиной до 250 мм, а так же проката калиброванного и со специальной отделкой поверхности всех марок.

В части норм химического состава стандарт распространяется и на другие виды проката, слитки, поковки, штамповки из стали марок, перечисленных выше, а так же стали марок 05кп, 08кп, 08пс, 10кп, 10пс, 11кп, 15кп, 15пс, 20кп и 20пс.

Классификация.

Обозначение двумя первыми цифрами: 08, 10, 15, 20 и т. д. до 60 показывает среднее содержание углерода в сотых долях процента. Буквы кп и пс после цифр соответствуют кипящей или полуспокойной стали.

1ГП – горячая осадка (испытание);

2ГП – для горячей обработки давлением;

3ГП – для холодной механической обработки;

М1 – в нормализованном состоянии;

М2 – нагартованный или нормируемые механические свойства;

М3 – с нормированными механическими свойствами;

ТО – отожженный, высокоотпущенный;

  • ТВ1 – без термической обработки;
  • ТВ2 – нормируемая твёрдость;
  • ТВ3 – нагартованный прокат;

Марка стали

Заменитель

Рекомендуемое применение

Свариваемость

Детали к которым предъявляются требования высокой пластичности, шайбы патрубки, прокладки и другие неответственные детали, работающие в интервале температур от - 40 до + 450 градусов по Цельсию.

Сваривается без ограничений, кроме деталей после химико- термической обработки.

Для прокладок, шайб, вилок, труб, а также деталей подвергаемых химико-термической обработке - втулок, проушин, тяг.

Сваривается без ограничений, кроме деталей после химико-термической обработки.

Детали работающие при температуре до + 450 градусов, к которым предъявляются требования высокой пластичности, после химико-термической обработки (ХТО) - детали с высокой поверхностной твердостью при невысокой прочности сердцевины.

Детали работающие при температуре от - 40 до + 450 градусов, к которым предъявляются требования высокой пластичности, а также: втулки, шайбы, ушки, винты и другие детали после ХТО, к которым предъявляются требования высокой поверхностной твердости и износостойкости при невысокой прочности сердцевины.

Болты, винты, крюки и другие детали, к которым предъявляются требования высокой пластичности и работающие при температуре от-40 до + 450 градусов; после ХТО - рычаги, кулачки, гайки и другие детали, к которым предъявляются требования высокой поверхностной твердости при невысокой прочности сердцевины.

Элементы трубных соединений, штуцера, вилки и другие детали котлотурбостроения, работающие при температуре от - 40 до + 450 градусов; после цементации и цианирования детали, к которым предъявляются требования высокой поверхностной твердости и невысокой твердости сердцевины(крепежные детали, рычаги, оси и т.п.)

Сваривается без ограничений.

Для сварных строительных конструкций в виде листов различной толщины и фасонных профилей.

После нормализации или без термообработки крюки кранов, муфты, вкладыши подшипников и другие детали, работающие при температурах от - 40 до+ 450 градусов под давлением; после ХТО - шестерни, червяки и другие детали, к которым предъявляются требования высокой поверхностной твердости и невысокой прочности сердцевины.

После нормализации или без термообработки патрубки, штуцера, вилки, болты корпуса аппаратов и другие детали из кипящих сталей, работающие при температурах от - 20 до + 450 градусов; после цементации и цианирования - оси, крепежные детали, пальцы, звездочки и другие детали, к которым предъявляются требования высокой поверхностной твердости и невысокой твердости сердцевины.

Оси, валы, соединительные муфты, собачки, рычаги, вилки, шайбы, валики болты, фланцы, тройники, крепежные детали и другие неответственные детали; после ХТО - винты, втулки, собачки и другие детали, к которым предъявляются требования высокой поверхностной твердости при невысокой прочности сердцевины.

Тяги, серьги, траверсы, рычаги, валы, звездочки, шпиндели, цилиндры прессов, соединительные муфты и другие детали невысокой прочности.

Сваривается ограниченно. Рекомендуется подогрев и последующая термообработка.

Детали невысокой прочности, испытывающие небольшие напряжения: оси, цилиндры, коленчатые валы, втулки, шпиндели, звездочки, тяги, обода, валы, траверсы, бандажи, диски и другие детали.

После улучшения - коленчатые валы, шатуны, зубчатые венцы, маховики, зубчатые колеса, болты, оси и другие детали; после поверхностного упрочения с нагревом ТВЧ -длинные валы, ходовые валики, зубчатые колеса, к которым предъявляются требования высокой поверхностной твердости и повышенной износостойкости при малой деформации.

Вал-шестерни, коленчатые и распределительные валы, шестерни, шпиндели, бандажи, цилиндры, кулачки и другие нормализованные, улучшаемые и подвергаемые поверхностной обработке детали, от которых требуется повышенная прочность.

После нормализации с отпуском и закалки с отпуском - зубчатые колеса, прокатные валки, штоки, тяжелонагруженные валы, оси, бандажи, малонагруженные пружины и рессоры, лемехи, пальцы звеньев.

Трудно свариваемая. Необходим подогрев и последующая термообработка.

Гусеницы, муфты сцепления коробок передач, корпуса форсунок и другие детали, работающие на трение.

Не применяется для сварных конструкций

Цельнокатаные колеса вагонов, валки рабочие листовых станов для горячей прокатки металлов, амортизаторов, замочные шайбы, регулировочные прокладки и другие детали, шпиндели, бандажи, диски сцепления, пружинные кольца к которым предъявляются требования высокой прочности и износостойкости.

2015 © ООО «ПКФ «ГлавСтройИнвест»

Сталь марки 15 конструкционная углеродистая

Цифра 15 обозначает, что среднее содержание углерода в стали составляет 0,15%.

Вид поставки

  • Сортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 1050-88, ГОСТ 2591-88, ГОСТ 2879-88, ГОСТ 8509-93, ГОСТ 8510-86, ГОСТ 8240-89, ГОСТ 8239-89, ГОСТ 2590-88.
  • Калиброванный пруток ГОСТ 7417-75, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78, ГОСТ 10702-78.
  • Шлифованный пруток и серебрянка ГОСТ 14955-77, ГОСТ 10702 — 78.
  • Лист толстый ГОСТ 1577-93, ГОСТ 19903-74
  • Лист тонкий ГОСТ 16523-87.
  • Лента ГОСТ 6009-74, ГОСТ 2284-78, ГОСТ 10234-77.
  • Полоса ГОСТ 103-76, ГОСТ 82-70.
  • Проволока ГОСТ 5663-79, ГОСТ 17305-91
  • Поковки и кованые заготовки ГОСТ 8479-70.
  • Трубы ГОСТ 10705-80, ГОСТ 10704-91.

Характеристики и применение

Сталь 15 является нелегированной качественной сталью и применяется для изготовления деталей, к которым предъявляются требования высокой пластичности не подвергающихся при эксплуатации высоким напряжениям и работающим при температуре от -40 до 450°С, деталей после ХТО и других деталей, к которым предъявляются требования высокой поверхностной твердости и невысокой прочности сердцевины.

Сталь 15 применяется для изготовления узлов и деталей неогневой аппаратуры нефтеперерабатывающих заводов:

  • реакционных камер,
  • эвапораторов,
  • ректификационных колон,
  • газосепараторов,
  • корпусов теплообмеников,
  • приварных фланцев

В нефтянном машиностроении из стали этих марок изготавливают:

  • сердечники поршней грязевых насосов,
  • сухари кованых бурильных ключей,
  • оси,
  • соединительные муфты,
  • пальцы крейцкопфов и шестерни привода масляного насоса компрессоров,
  • различных болтов,
  • гайки,
  • винты,
  • шпильки,
  • вилки,
  • рычаги,
  • шайбы и т.д.

Вместо стали марки 15 для изготовления ответственных деталей нефтепромыслового и нефтезаводского оборудования может быть рекомендована сталь с повышенным содержание марганца 15Г. Эта сталь по сравнению со сталью 15 (с нормальным содержанием марганца) обладает большей прочностью при сохранении высоких пластических свойств.

Температура критических точек, °С

Химический состав, % (ГОСТ 1050-88)

C Si Mn Сr S P Cu Ni As
не более
0,12-0,19 0,17-0,37 0,35-0,65 0,025 0,04 0,035 0,25 0,25 0,08

Химический состав, % (ГОСТ 1050-2013)

C Si Mn P S Cr Ni Cu
не более
0,12-0,19 0,17-0,37 0,35-0,65 0,030 0,035 0,25 0,30 0,30

Термообработка — цементация, цианирование

Для повышения поверхностной твердости и, следовательно, увеличения стойкости против износа детали, изготовленные из стали 15 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 течении 20-40 мин. При таком режиме цианирования можно получить цианированный слой глубиной 0,2-0,3 мм. После цианирования и закалки с отпуском при 150-180°С изделия имеют твердость на поверхности HRC 62-64.

Механические свойства проката

Механические свойства поковок

Механические свойства металлопродукции (ГОСТ 1050-2013)

Предел
текучести
σt, Н/мм 2		 Временное
сопротивление
σв, Н/мм 2		 Относительное
удлинение
δ5, %		 Относительное
сужение
ψ%, %
225 370 27 55

ПРИМЕЧАНИЕ: Механические свойства определены на нормализованных образцах.

Механические свойства калиброванной металлопродукции (ГОСТ 1050-2013)

Механические свойства, не менее, для металлопродукции
нагартованной
Временное
сопротивление
σв, Н/мм 2		 Относительное
удлинение
δ5, %		 Относительное
сужение
ψ%, %
440 8 45
отоженной или
высокоотпущенной
Временное
сопротивление
σв, Н/мм 2		 Относительное
удлинение
δ5, %		 Относительное
сужение
ψ%, %
340 23 55

Механические свойства (ПНАЭ Г-7-002-86)

Сортамент Характеристика Температура, К (°С)
293
(20)		 293
(20)		 323
(50)		 373
(100)		 423
(150)		 473
(200)		 523
(250)		 573
(300)
Сортовая
горячекатаная
сталь
толщиной
или диаметром
до 80 мм		 минимальное
значение
временного
сопротивления
σв
при расчетной
температуре,
МПа (кгс/мм 2 )		 333
(34)		 333
(34)		 333
(34)		 333
(34)		 333
(34)		 323
(33)		 314
(32)		 294
(30)
минимальное
значение
предела
текучести
σ0,2
при расчетной
температуре,
МПа (кгс/мм 2 )		 186
(19)		 186
(19)		 186
(19)		 177
(18)		 177
(18)		 157
(16)		 137
(14)		 118
(12)
Поковки
диаметром до
300 мм, КП175*		 минимальное
значение
временного
сопротивления
σв
при расчетной
температуре,
МПа (кгс/мм 2 )		 355
(36)		 343
(35)		 333
(34)		 324
(33)		 314
(32)		 294
(30)		 294
(30)		 294
(30)
минимальное
значение
предела
текучести
σ0,2
при расчетной
температуре,
МПа (кгс/мм 2 )		 175
(18)		 167
(17)		 157
(16)		 147
(15)		 147
(15)		 128
(13)		 118
(12)		 118
(12)
То же,
до 100 мм,
КП195*		 минимальное
значение
временного
сопротивления
σв
при расчетной
температуре,
МПа (кгс/мм 2 )		 390
(40)		 383
(39)		 373
(38)		 363
(37)		 353
(36)		 343
(35)		 333
(34)		 324
(33)
минимальное
значение
предела
текучести
σ0,2
при расчетной
температуре,
МПа (кгс/мм 2 )		 195
(20)		 195
(20)		 177
(18)		 167
(17)		 167
(17)		 147
(15)		 128
(13)		 128
(13)
Поковки
диаметром до
50 мм, КП215*		 минимальное
значение
временного
сопротивления
σв
при расчетной
температуре,
МПа (кгс/мм 2 )		 390
(40)		 383
(39)		 373
(38)		 363
(37)		 353
(36)		 343
(35)		 333
(34)		 324
(33)
минимальное
значение
предела
текучести
σ0,2
при расчетной
температуре,
МПа (кгс/мм 2 )		 195
(20)		 195
(20)		 177
(18)		 167
(17)		 167
(17)		 147
(15)		 128
(13)		 128
(13)

ПРИМЕЧАНИЕ. 215* — категория прочности, цифра — значение предела текучести при 20 °С.

Механические свойства при повышенных температурах

tисп, °С Состояние поставки σ0.2, МПа σв, МПа δ5, % ψ, % KCU, Дж/см 2
20 Пруток диаметром 45 мм. 215 420 33 70 211
200 Нормализация при 900-920°С,
отпуск при 650-660°С		 205 400 24 68 216
300 170 420 24 63 235
400 150 380 33 71 157
500 150 235 36 75 123

ПРИМЕЧАНИЕ. σ 400 1/10000=116 МПа, σ 400 1/100000=93 МПа, σ 450 1/10000=78 МПа, σ 450 1/100000=47 МПа,

Сталь 25 конструкционная углеродистая сталь

Цифра 25 обозначает, что среднее содержание углерода в стали составляет 0,25%.

C Si Mn Cr S Р Cu Ni As
не более
0,22-0,30 0,17-0,37 0,50-0,80 0,25 0,04 0,035 0,25 0,25 0,08
Марка стали Массовая доля элементов, %
C Si Mn P S Cr Ni Cu
не более
25 0,22-0,30 0,17-0,37 0,50-0,80 0,030 0,035 0,25 0,30 0,30

Характеристики и свойства

Сталь 25 является нелегированной конструкционной сталью с нормальным содержанием марганца.

Для повышения поверхностной твердости и, следовательно, увеличения стойкости против износа детали, изготовленные из сталь марки 25 в ряде случаев подвергаются цементации или цианированию (например пальцы крейцкопфов, шестерни, оси).

Вместо стали марки 25 для изготовления ответственных деталей нефтепромыслового и нефтезаводского оборудования может быть рекомендована сталь с повышенным содержанием марганца 20Г. Эта сталь обладает большей прочностью при сохранении высоких пластических свойств.

Назначение и применение

Сталь 25 применяется для изготовления деталей требующих большой вязкости и не подвергающихся при эксплуатации высоким напряжениям, к которым предъявляются требования высокой поверхностной твердости и износостойкости при невысокой прочности сердцевины, например:

  • оси,
  • валы,
  • соединительные муфты,
  • собачки,
  • рычаги,
  • вилки,
  • шайбы,
  • валики,
  • болты,
  • фланцы,
  • тройники,
  • крепежные детали
  • неответственные детали

Сталь 25 применяется для изготовления неогневой аппаратуры нефтеперерабатывающих заводов, например:

  1. реакционных камер,
  2. эвапораторов,
  3. ректификационных колонн,
  4. газосепараторов,
  5. корпусов теплообменников и других сосудов,
  6. а также для приварных фланцев.

В нефтяном машиностроении из стали этих марок также изготовляют:

  1. сердечники поршней грязевых насосов,
  2. сухари кованых бурильных ключей,
  3. оси,
  4. соединительные муфты,
  5. пальцы крейцкопфов
  6. шестерни привода масляного насоса компрессоров,
  7. различные болты,
  8. гайки,
  9. винты,
  10. шпильки,
  11. вилки,
  12. рычаги,
  13. шайбы и т. д.

Применение стали 25 для крепежных деталей (ГОСТ 32569-2013)

Марка стали Технические требования Допустимые параметры эксплуатации Назначение
Температура стенки, °С Давление среды,
МПа (кгс/см 2 ),
не более
сталь 25
ГОСТ 1050,
ГОСТ 10702		 СТП 26.260.2043 От -40 до +425 2,5 (25) Шпильки, болты
10 (100) Гайки
От -40 до +450 Шайбы

Условия применения стали 25 для крепежных деталей арматуры (ГОСТ 33260-2015)

Марка материала,
класс или группа
по ГОСТ 1759.0		 Стандарт или
технические
условия на
материал		 Параметры применения
Болты,
шпильки,
винты		 Гайки Плоские
шайбы
Температура
среды, °С		 Давление
номинальное Pn,
МПа(кгс/см 2 )		 Температура
среды, °С		 Давление
номинальное Pn,
МПа(кгс/см 2 )		 Температура
среды, °С		 Давление
номинальное Pn,
МПа(кгс/см 2 )
25 ГОСТ 1050 От -40
до 425		 2,5 (25) От -40
до 425		 10 (100) От -40
до 425		 10 (100)

Коэффициент относительной эрозионной стойкости деталей арматуры из стали 25 (ГОСТ 33260-2015)

Детали
проточной
части
арматуры		 Материал
деталей		 Коэффициент
эрозионной
стойкости
относительно
стали
12X18H10T		 Максимальный
перепад
давления,
при котором
отсутствует
эрозионный
износ, МПа
Корпус,
патрубки,
седло,
шибер		 25 (25Л) 0,0055 0,022
  1. Коэффициент эрозионной стойкости материала представляет собой отношение скорости эрозионного износа материала к скорости эрозионного износа стали 12Х18Н10Т (принятой за 1).
  2. Материалы являются эрозионностойкими, если коэффициент относительной эрозионной стойкости не менее 0,5 и твердость материала HRC 28.

Стойкость стали 25 против щелевой эрозии (ГОСТ 33260-2015)

Группа
стойкости		 Балл Эрозионная
стойкость по
отношению к
стали 12X18H10T		 Материал
Нестойкие 6 0,005-0,05 сталь марки 25

Термообработка — цементация

Цементация стали 25 производится при температуре 910-930°С; цементованные изделия закаливаются с температуры 780-800°C в воде и отпускаются при 150-180°C.

Термообработка — цианирование

Цианируют, как правило, в ваннах из расплавленных солей, содержащих 20-25% цианистого натрия, при температуре 820-850°C в течении 20-40 мин. При таком режиме
цианиривания можно получить цианированный слой глубиной 0,2-0,3 мм. После цианирования и закалки с отпуском при 150-180°C изделия имеют твердость на поверхности HRC 62-64.

Твердость HB (ГОСТ 1050-2013)

Марка
стали		 Твердость HB,
не более
горячекатаной
и кованой		 калиброванной и
со специальной
отделкой
поверхности
без термической
обработки		 после отжига
или высокого
отпуска		 нагартованной после отжига
или высокого
отпуска
25 170 — 217 170

Механические свойства металлопродукции для стали 25 (ГОСТ 1050-2013)

Марка
стали		 Механические свойства,
не менее
Предел
текучести
σ0,2, МПа		 Временное
сопротивление
σв, МПа		 Относительное
удлинение
δ5, %		 Относительное
сужение
ψ, %
25 275 450 23 50

ПРИМЕЧАНИЕ. По согласованию изготовителя с заказчиком для металлопродукции из стали марки 25 допускается снижение временного сопротивления на 20 Н/мм 2 , по сравнению с нормами, указанными в таблице, при одновременном повышении норм относительного удлинения на
2 % (абс.).

Механические свойства металлопродукции в нагартованном или термически обработанном состоянии (ГОСТ 1050-2013)

Марка стали
Временное
сопротивление
σв, Н/мм 2		 Относительное
удлинение δ5, %		 Относительное
сужение ψ, %
25 нагартованной
540 7 40
отожженной или высокоотпущенной
410 19 50

Механические свойства металлопродукции из стали 25 в зависимости от размера (ГОСТ 105-2013)

Механические свойства
металлопродукции размером
Предел текучести
σ0,2, МПа
не менее		 Временное сопротивление
σв, МПа		 Относительное
удлинение
δ5, %		 Работа
удара
KU, Дж
не менее
до 16 мм включ.
375 550-700 19 35
св. 16 до 40 мм включ.
315 500-650 21 35
св. 40 до 100 мм включ.
+ + + +
  1. Механические свойства, определяются на образцах, вырезанных из термически обработанных (закалка с отпуском) заготовок.
  2. Знак «+» означает, что испытания проводят для набора статистических данных, результаты испытаний заносят в документ о качестве.
  3. Значения механических свойств приведены для металлопродукции круглого сечения.
ГОСТ Состояние поставки Предел
прочности
при растяжении
σв, МПа		 δ5 (δ4), % ψ % Твердость
HB, не более
не менее
ГОСТ 1050-88 Сталь горячекатаная, кованая,
калиброванная и серебрянка 2-й
категории после нормализации		 450 23 50 —
Сталь калиброванная 5-й категории
после отжига или высокого отпуска		 410 19 50 —
ГОСТ 10702-78 Сталь нагартованная калиброванная
и калиброванная со специальной
отделкой без термообработки		 540 7 40 217
ГОСТ 1577-93 Полоса нормализованная
или горячекатаная		 450 23 50 —
ГОСТ 4041-71
(образцы
поперечные)		 Лист термообработанный
1 и 2-й категорий		 390-540 26 — 138
ГОСТ 16523-89
(образцы
поперечные)		 Лист горячекатаный 390-540 (21)(22) — —
Лист холоднокатаный 390-540 — —

Механические свойства поковок (ГОСТ 8479-70)

Термообработка Сечение,
мм		 Предел
текучести
σ0,2, МПа		 Предел
прочности
при растяжении
σв, МПа		 δ5, % ψ, % KCU, Дж/см 2 Твердость НВ,
не более
не менее
Закалка + отпуск
+ нормализация		 До 100 175 350 28 55 64 101-143
100-300 175 350 24 50 59 101-143
300-500 175 350 22 45 59 101-143
До 100 195 390 26 55 59 111-156
100-300 195 390 23 50 54 111-156
300-500 195 390 20 45 49 111-156
До 100 215 430 24 53 54 123-167
100-300 215 430 20 48 49 123-167
До 100 245 470 22 48 49 143-179
Закалка + отпуск 100-300 275 530 17 38 34 156-197

Механические свойства стали после ХТО

Режим ХТО Сечение,
мм		 Предел
текучести
σ0,2, МПа		 Предел
прочности
при растяжении
σв, МПа		 δ, % ψ, % Твердость,
не более
не менее
Цементация при 920- 950 °С;
закалка с 820-840 °С в воде;
отпуск при 180-200 °С,
охл. на воздухе		 60 345 550 25 45 HRCэ 170 *1 ;
НВ 55-63 *2

Предел выносливости (n = 10 7 )

Состояние стали σ-1, МПа
Закалка с 870 °С в масле; отпуск при 480 °С, Предел
текучести
σ0,2 = 330 МПа, Предел
прочности
при растяжении
σв = 460 МПа		 203
Отжиг, Предел
прочности
при растяжении
σв = 410 МПа		 186
Нормализация, Предел
прочности
при растяжении
σв = 450 МПа		 245
Горячая прокатка, Предел
прочности
при растяжении
σв = 400 МПа		 225

Ударная вязкость KCU

tисп., °C Условия испытания Предел
текучести
σ0,2, МПа		 Предел
прочности
при растяжении
σв, МПа		 δ10 (δ5), % ψ, % KCU, Дж/см 2
20 После прокатки.
Скорость деформирования
0,8 мм/мин		 310 490 28 58 78
200 320 560 13 44 97
300 200 540 22 57 88
400 165 465 25 66 69
500 150 330 28 70 49
700 После прокатки. Образец диаметром
6 мм и длиной 30 мм.
Скорость деформирования
16 мм/мин; скорость
деформации 0,009 1/с		 130 145 (42) 77 —
800 69 96 (57) 78 —
900 47 79 (53) 95 —
1000 40 54 (60) 100 —
1100 24 38 (66) 100 —
1200 14 23 (101) 100 —
1300 20 25 (67) 100 —

ПРИМЕЧАНИЕ. σ 400 1/10000 = 137 МПа, σ 400 1/100000 = 103 МПа, σ 450 1/10000 = 81 МПа, σ 450 1/100000 = 52 МПа.

Технологические свойства

Температура ковки, °С: начала 1280, конца 700. Охлаждение на воздухе.
Свариваемость — сваривается без ограничений, кроме деталей после ХТО. Способы сварки: РДС, АДС под флюсом и газовой защитой, КТС.
Обрабатываемость резанием — Kv тв.спл = 1,7 и Kv б.ст = 1,6 в горячекатаном состоянии при Предел
прочности
при растяжении
σв = 450-490 МПа.
Флокеночувствительность — не чувствительна.
Склонность к отпускной хрупкости — не склонна.

Сталь марки 20 конструкционная углеродистая

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.

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

Заменители и аналоги

  • С22 — Германия DIN
  • 1.0402 — Евронормы (EN)
  • 1020 — США (AISI, ASTM)
  • XC18, AF 40 C20, AF 42 — Франция (AFNOR)
  • 050A20- Великобритания BS
  • S 20 — Япония JIS
  • 12024 — Чехия (CSN)
  • 20 — Польша(PN/H)

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.

Механические свойства

Предел выносливости (n = 10 7 )

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.

tисп, °С σ0,2, МПа σв, МПа δ5, % ψ, % KCU, Дж/см 2
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 —
Термообработка KCU, Дж/см 2 , при температуре, °С
+20 -20 -40 -60
Отжиг 110 68 47 10
Нормализация 157 109 86 15-38

Примечание. σ 400 1/10000 = 98 МПа;
σ 475 1/100000 = 35 МПа;
σ 450 1/10000 = 120 МПа;
σ 475 1/1000000 = 78 МПа;
σ 450 1/1000 = 59 МПа;

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 — Kv тв.сп = 1,7 и Kv б.ст = 1,6 в горячекатаном состоянии при НВ 126—131 и σв =450—490 МПа.
Флокеночувствительность — не чувствительна.
Склонность к отпускной хрупкости — не склонна.

Читайте также: