Сталь 20 и 20л отличие

Обновлено: 23.01.2025

Сталь марки 20 является одним из наиболее популярных и востребованных металлов. Из этого материала производится очень много разных деталей и конструкций высокого качества. Сталь 20 актуальна и для автомобилестроения, и для станкостроения, и для тракторостроения – области применения можно перечислять очень долго. В сегодняшней статье мы узнаем все об особенностях указанного сплава.

Состав и расшифровка

Сталь 20 имеет отношение к категории высококачественных конструкционных металлов. К химическому составу подобного сплава предъявляются очень высокие требования. Кроме того, процедурам выплавки и разливки СТ20 уделяется особое внимание.

Цифровое значение «20», которое имеется в наименовании рассматриваемого материала, свидетельствует о среднем содержании такого элемента, как углерод, в сотых процентных долях. Это говорит о том, что данный компонент содержится в стали 20 в объеме 0,2%.

Некоторые марки сплавов обозначаются немного иначе, к примеру, 20А. Если к названию материала прикрепляется буквенное обозначение, то это указывает на то, что сталь является высококачественной.

Узнаем, какие именно компоненты присутствуют в составе популярной стали марки 20.

Углерод (0,2%). Как указывалось выше, цифра 20 в названии продукта отражает объем углерода, предусмотренного его составом. Этот элемент играет очень важную роль, поскольку ответственен за должный уровень упрочнения металла. Если количество углерода в составе увеличивается, то это влечет за собой возрастание твердости и прочностных параметров. К обратному эффекту приводит сокращение содержания указанного химического элемента.
Кремний (от 0,17 до 0,35%). Первостепенная роль этого составного компонента заключается в устранении частичек кислорода и водорода, а также азота из содержания металла. Присутствие перечисленных видов газов приводит к росту пористости материала, формированию особых газовых раковин, из-за которых заметно снижается прочность стали.
Марганец (0,35-0,6%). Аналогично кремнию, марганец служит в роли эффективного и мощного раскислителя, однако дополнительно он удаляет из состава материала серу. Марганец хорошо влияет на состояние стальных поверхностей, сокращает риск появления растрескиваний по ходу горячей обработки под сильным давлением. Процессы сварки и ковки упрощаются и проходят намного легче, если в списке содержания металла есть рассматриваемый элемент.
Никель (до 0,3%), хром (до 0,2%), медь (до 0,3%). Перечисленные составляющие положительно сказываются на свойствах и особенностях металла с маркировкой 20. Кроме того, эти компоненты повышают степень коррозионной стойкости сплава. Однако в стали 20 эти полезные элементы предусматриваются в слишком маленьких количествах, поэтому серьезное влияние оказывать просто не способны.

Все остальные процентные позиции, включенные в содержание стали марки 20, приходятся на железо. Состав рассматриваемого материала устанавливается ГОСТами.

Свойства и характеристики

Разберемся в первостепенных параметрах и отличительных чертах стали, относящейся к маркировке под номером 20.

Физические

Степень плотности рассматриваемой высококачественной стали достигает отметки в 7850 кг/куб.м. Процесс плавления материала начинается, как только температурный режим доходит до 1500 градусов Цельсия. Завершающий переход в жидкое состояние может произойти только при установке температуры в 1600 градусов Цельсия.

Нужно отметить, что металл 20 способен очень эффективно проводить и копить тепло. Коэффициентные значения теплопроводности данного материала равняются 48 Вт/м*К. Удельная тепловая емкость рассматриваемого сплава достигает отметки в 490 Дж/кг*К. На фоне роста температур сталь марки 20 способна расширяться. Коэффициентное значение расширения линейного типа равняется 11,6*10-6 1/град.

Химические

Сплав марки 20 не может похвастать повышенной химической стойкостью к большему числу агрессивных кислот и щелочных растворов. При контакте с обычной водой на поверхности подобного материала начинают появляться характерные ржавые отметины. Именно они и оказываются первой причиной значительной порчи внешнего вида и прочностных характеристик металла.

Устойчивость к сопротивлению коррозии можно повысить посредством нанесения на стальную основу специальных гальванических покрытий. Подойдут цинк, хром и им подобные составы.

Механические

Среди главных особенностей стали с маркировкой 20 стоит выделить высокие показатели ее пластичности, умеренную степень твердости вкупе с прочностью. Модуль упругости данного материала доходит до отметки 200 Мпа. Относительное удлинение на разрыв составляет от 23 до 26%. Что касается относительного сужения, то здесь актуально значение в 55%.

Предельные прочностные показатели на разрыв варьируются в рамках 36-46 кг/кв.мм. Подобные значения являются в 2,5 раза меньше, нежели в случае с классической нержавейкой. Рассматриваемая сталь может начать «течь» (подвергаться деформации без возрастания нагрузок) уже при 21-27 кг/куб.мм. Материал характеризуется очень высоким уровнем вязкости, за счет чего может без проблем и очень легко справляться с большинством воздействий ударного типа. Вязкость ударного вида здесь равняется 780 кДж/кв.м.

Если речь идет о знакопеременных нагрузках, то материал действует в разы хуже. Расчетные рамки выносливости сплава с маркировкой 20 составляют около 14 кг/кв.мм. Прочностный уровень стали марки 20 возможно повысить посредством проведения или механического, или температурного упрочнения.

Технологические

Рассматриваемый качественный сплав имеет отношение к классу высокотехнологичных. Он очень хорошо поддается различным обработкам, а также операции по резке. Штамповка металла с обозначением 20 может осуществляться как в холодном, так и в горячем состоянии. Материал не подвержен появлению повреждений по ходу обрабатывания под большим давлением.

Сплав марки 20 относят к первому уровню свариваемости. Если запланировано осуществлять варку такой стали, то заранее подготавливать ее посредством термообработок не требуется. Сформированные сварные швы выходят высокоплотными. Если проводится сварка встык, то по уровню прочности она практически не уступает монолитным и цельным конструкциям из металла.

Сталь с маркировкой 20 также имеет непосредственное отношение к цементируемому классу современных сплавов. Сама процедура цементации подразумевается в насыщении металлических поверхностей углеродными частичками. Для этих целей материал нагревают в особой среде углекислого газа. В итоге подобных манипуляций степень твердости цементируемого пласта доходит до отметки 62 HRC. Сердцевинная часть при этом будет и дальше оставаться мягкой – на уровне 20-35 HRC.

Указанная химико-термическая обработка может значительно повысить срок службы готового стального изделия даже под воздействием нагрузок переменного типа.

Марки стали. Расшифровка. Буквенные обозначения легирующих элементов. Группы марок сталей

Нелегированная сталь 20Л используется для изготовления фасонных отливок изделий машиностроения путем выплавляемых моделей, лито-сварных конструкций, работающих в интервале температур -40 +450 0 С – арматура, шаботы, другая продукция.

Сталь 20Л – отечественные аналоги

Характеристики

Сталь для отливок нелегированная

Материал – технологические свойства

Склонность к отпускной хрупкости

Линейная усадка при литье

Режимы термической обработки

2 вариант. Нормализация. Отпуск

Марка 20Л – химический состав

Массовая доля элементов не более, %:

Сталь 20Л – механические свойства

Нормализация 880–900 0 С. Отпуск 630–650 0 С

Материал 20Л – температура критических точек, 0 С

Марка 20Л – ударная вязкость, Дж/см 2

Размеры – толщина, диаметр, мм

Нормализация 870–890 0 С. Охлаждение (воздух) 250–300 0 С. Отпуск (воздух) 630–650 0 С

Сталь 20Л – физические свойства

Материал 20Л – точные и ближайшие зарубежные аналоги

Сталь представляет собой сплав железа с углеродом, при этом содержание последнего в ней составляет не более 2,14 %, а железа более 50 %. Углерод придает сплаву твердость, но при его избытке металл становится слишком хрупким.

Одним из важнейших параметров, по которому стали делят на различные классы, является химический состав. Среди сталей по данному критерию выделяют легированные и углеродистые, последние подразделяются на мало- (углерода до 0,25 %), средне- (0,25-0,6 %) и высокоуглеродистые (в них содержится больше 0,6 % углерода).

Сталь подлежит обязательной маркировке.

Для уточнения сведений по конкретной марке стали могут использоваться так называемые марочники. 2-е (2003) и 3-е (2011) издания «Марочника сталей и сплавов» под ред. А. С. Зубченко содержат описание около 600 марок сталей и сплавов черных металлов, 4-е (2014) издание — более 700 марок [5] .

Легированные стали, в отличие от нелегированных, имеют несколько иное обозначение, поскольку в них присутствуют элементы, специально вводимые в определённых количествах для обеспечения требуемых физических или механических свойств. К примеру:

хром
(Cr) повышает твёрдость и прочность
никель
(Ni) обеспечивает коррозионную стойкость и увеличивает прокаливаемость
кобальт
(Co) повышает жаропрочность и увеличивает сопротивление удару
ниобий
(Nb) помогает улучшить кислостойкость и уменьшает коррозию в сварных конструкциях.

Наименование маркировки	Название	Зарядовое число атомного ядра	Обозначение элемента
Л	Бериллий	№ 4	Be
Р	Бор	№ 5	B
А	Азот	№ 7	N
Ш	Магний	№ 12	Mg
Ю	Алюминий	№ 13	Al
С	Кремний	№ 14	Si
П	Фосфор	№ 15	P
Т	Титан	№ 22	Ti
Ф	Ванадий	№ 23	V
Х	Хром	№ 24	Cr
Г	Марганец	№ 25	Mn
К	Кобальт	№ 27	Co
Н	Никель	№ 28	Ni
Д	Медь	№ 29	Сu
Гл	Галлий	№ 31	Ga
Е	Селен	№ 34	Se
Ц	Цирконий	№ 40	Zr
Б	Ниобий	№ 41	Nb
М	Молибден	№ 42	Mo
Кд	Кадмий	№ 48	Cd
В	Вольфрам	№ 74	W
и	Иридий	№ 77	Ir
АС	Свинец	№ 82	Pb
Ви	Висмут	№ 83	Bi
Ч	Редкоземельные металлы	–

Условные обозначения

Механические свойства

Относительное удлинение при разрыве

Предел кратковременной прочности

Свариваемость

Физические свойства

Коэффициент линейного расширения

Купить металлопрокат из нелегированной стали для отливок 20Л в Санкт-Петербурге Вы можете по телефону. Специалисты оформят заказ, сориентируют по сортаменту, ценам, условиям доставки.

Электронный документооборот — ЭДО. Безопасный способ передачи документов, быстро, удобно, архив всех файлов, современное решение для бухгалтерии и снабжения. Мы работаем с Контур.Диадок и СБИС, присоединяетесь!

Маркировка сталей — что обозначают буквы и цифры?

Классификация и маркировка сталей проводится по самым разным их признакам. В первую очередь они различаются химическим составом и в зависимости от него делятся на углеродистые либо легированные. Первые, исходя из концентрации в них углерода в процентном отношении, могут быть мало-, средне- и высокоуглеродистыми и содержать, соответственно, до 0,25, 0,25-0,6 и больше 0,6 процентов этого химического элемента. Вторые классифицируются с учетом процентного содержания в них легирующих компонентов. При наличии их в количестве, соответственно, от 2,5, 2,5-10,0 и больше 10,0 процентов, такие стали могут быть низко-, средне- и высоколегированными.

Как расшифровать марку стали?

Маркировка сталей по ГОСТу во многом зависит от их назначения. По этому признаку из них выделяют стали конструкционные, подходящие для строительных целей и производства деталей в машиностроительной отрасли. Имеют специальную маркировку инструментальные стали, предназначенные для изготовления всевозможных инструментов, штамповых, мерительных, режущих и других. В отдельную категорию выделяют стали, наделенные определенными физическими свойствами, такими как особый коэффициент линейного расширения или специальные магнитные и электротехнические параметры. Коррозионностойкие, жаропрочные и жаростойкие стали объединяют в группу сталей со специальными химическими свойствами.

При маркировке сталей обращают внимание на их качество, которое определяется процентным содержанием в них таких вредных примесей, как сера с фосфором. В составе стали обыкновенного качества они присутствуют в количестве, соответственно, 0,06 и 0,07 процентов. По мере уменьшения их содержания стали могут быть качественными, высоко- и особовысококачественными.

Для правильной расшифровки маркировки сталей имеет значение степень их раскисления, то есть показатель удаления из них кислорода. Исходя из данного признака, стали бывают спокойными (раскисленными полностью), они маркируются буквами «СП», проставляемыми после марки. Обозначение «КП» говорит о том, что сталь кипящая (слабораскисленная). А буквами «ПС» помечается сталь, находящаяся по своим показателям раскисления между спокойными и кипящими сталями.

Характеристики стали 20Л

Классификация

Сталь конструкционная обыкновенная

Применение

Используется во многих областях промышленности: для изготовления арматуры, отливок различных деталей для машиностроения. Любые детали и элементы, которые производят с применением метода выплавки, сварно-литьевым способом, которые предназначены для эксплуатации в температурных режимах -40 до 450 °С.

Маркировка стали расшифровывается: «Л» — сталь литейная, 20 – процентное содержание углерода — 0,20% (примеси пр. элементов минимальны).

Сталь марки 20Л отличается слабой стойкостью к воздействию кислотных и щелочных сред. В условиях повышенной влажности поверхность изделий из 20Л подвержена сильной коррозии, что резко снижает прочность. Для её повышения на изделия рекомендовано наносить защитные покрытия – цинк, хром, пр.

К особенностям стали 20Л относят её структуру — смесь перлита и феррита. Используя термическую обработку 20Л, можно создать структуру пакетного мартенсита. Все эти мероприятия существенно повышают прочность и снижают пластичность стали. После упрочнения термическим способом прокат 20Л применяют для производства метизов, так как прочность достигает 8,8 класса.

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.

Химический состав 20Л

Массовая доля элементов стали 20Л по ГОСТ 977-88

C (Углерод)	Si (Кремний)	Mn (Марганец)	P (Фосфор)	S (Сера)	Fe (Железо)
0,12 — 0,2	0,5 — 0,52	0,45 — 0,9	2, min
К20	216	412	22	35	491

Механические свойства по стандарту ГОСТ 4491-2016

Предел текучести, МПа, min	Временное сопротивление, МПа, min	Относительное удлинение, %, min	Относительное сужение, %, min	Ударная вязкость KCU, кДж/м 2, min
				при 20 °С	при минус 60 °С
245	440	22	32	49,0	24,5

Технологические свойства 20Л

Технологические свойства по стандарту ГОСТ 977-88

Сталь данной марки характеризуется возможностью повысить её изначальные свойства и качества за счёт обработки. Причём она отлично поддаётся всем видам обработки. Штамповку выполняют как в холодном состоянии металла, так и в горячем.

20Л устойчива к появлению трещин в процессе обработки давлением, не требует специальных мероприятий до сварки. А полученные сварочные швы при сварке встык незаметны и образуют цельную поверхность. Свариваемость стали 20Л не имеет ограничений, кроме элементов, которые до этого подвергались обработке химико-термическим методом. Возможна сварка АДС, КТС, РДС, под газовой защитой и флюсом.

Срок эксплуатации изделий из 20Л можно увеличить, «цементируя» наружный слой – насыщение углеродом. При таком виде обработки поверхность сплава может достигать показателя твёрдости — 62 HRC.

Сплав 20Л нефлокеночувствителен.

Описание

Сталь 20Л применяется при изготовлении:

арматуры и фасонных отливок деталей по выплавляемым моделям для общего машиностроения;
деталей сварнолитых конструкций и других, эксплицируемых в диапазоне температур от -40°C до +450°C;
отливок деталей для газовых, паровых, гидравлических турбин, компрессоров с рабочей температурой от -40°C до+350°С;
отливок деталей II и III групп для трубопроводной арматуры, приводных устройств, работающих при температуре рабочей среды -30°C. +450°С;
литых центров для колёсных пар локомотивов, дизель-поездов, моторных вагонов электропоездов;
отливок деталей оборудования станций теплоснабжения, атомных электростанций, теплоэлектроцентралей;
центробежнолитых труб для различных отраслей производства и др.

Дополнительные свойства 20Л

Ближайшие эквиваленты (аналоги) стали 20Л.

США	Германия	Япония	Англия	Китай	Польша
ASTM,AISI	DIN,WNr	JIS	BS	GB	PN
SC1020	1.0446	SC410	GS240	ZG204-415	L20
WCA	1.0619	SC42	—	ZG230-450	—
WCB	GP240GH	SCPH1	—	ZG25	—
J03001	GS-45	SCPH2	—	ZG250-485	—
A1Q	—	—	—	—	—
J02003	—	—	—	—	—
J02508	—	—	—	—	—

Дополнительные свойства по стандарту ГОСТ 977-88

Общее назначение стали 20Л можно охарактеризовать как производство:

деталей, которые при эксплуатации не будут поддаваться большим нагрузкам (упоры, пальцы, копиры, шестерни, пр.),
элементов, предназначенных для эксплуатации в течение длительного времени (при температурах, не превышающих 350 °С),
деталей, эксплуатация которых требует высокой стойкости к истиранию.

После нормализации, и без обработки термическим способом сталь 20Л пригодна для изготовления крановых крюков, вкладышей подшипников и пр. деталей, предназначенных для эксплуатации под давлением при -40 – 450 °С.

Для изготовления деталей и элементов, к которым в процессе эксплуатации определены такие требования, как большая степень прочности поверхности, сталь 20Л подвергают химико-термической обработке (червячные пары, собственно червяки, шестерни).

Востребован сплав 20Л при изготовлении труб и арматуры для трубопроводов и паропроводов (даже при критических показателях транспортируемых сред). Из данной стали производят бесшовные трубы, профили (в том числе сварные) различного сечения.

Все эксплуатационные характеристики 20Л дают возможность изготавливать из неё подшипники валы, заготовки для деталей, элементы сварных котлов, листы под сварку для собственно котлов, и нагревательных аппаратов.

Виды проката

Все вышеперечисленные описания делают марку стали 20 востребованной при изготовлении разного вида прокатного профиля. Прокат получают двумя основными способами:

Горячее деформирование. Применяют к заготовкам, толщина которых более 4 мм. Недостатком такой обработки — образование окалины, являющейся дополнительным концентратором напряжения.
Холодное деформирование. Используют при прокате заготовок толщиной до 4 мм. Основное преимущество данной обработки — дополнительное упрочнение сплава в результате наклепа.

Характеристики стали 25Л

Расшифровка марки стали 25Л: цифра 25 означает содержание в сплаве 0,25 % углерода, а буква Л — обозначение литейной стали.

Литейный сплав 25Л предназначен для изготовления отливок (заготовок). Поэтому к нему предъявляются специфические требования.

И основными особенностями данной стали являются:

жидко-текучесть — свойство расплавленного металла полностью заполнять форму;
отсутствие склонности к образованию усадочных раковин;
отсутствие склонности к образованию трещин.

Область использования в промышленности, машиностроении литейной стали 25Л очень широка. Из неё изготавливают цельные конструкции — станины прокатных станов, шкивы, плиты настильные, рамы рольгангов и тележек, крышки цилиндров, бабы паровых молотов, траверсы, крышки и пр.

Кроме того, 25Л незаменима при производстве литых деталей самого разнообразного применения – элементы насосов, сварно-литых конструкций, фланцы, поршни, элементы подшипников, арматура турбин, валы и оси, патрубки, маховики, балансиры и зубчатые колёса, мульды и пр.

Данная сталь подходит для литья конструкций, элементов и деталей, эксплуатация которых проходит под давлением и в температурных режимах — -40 °С до +450 °С.

Область применения

Особенности стали 20 позволили ей получить широкое распространение в разных отраслях промышленности.

Сталь 20 — характеристики, применение, ГОСТ

20К — Сталь конструкционная углеродистая качественная, хорошо сваривается, сварка осуществляется без подогрева и без последующей термообработки, способы сварки: ручная дуговая сварка, автоматическая дуговая сварка под флюсом и газовой защитой, КТС, ЭШС. Свариваемость по НАКС относится к группе М01 (W01). Котельную низкоуглеродистую сталь сваривают с применением флюса АН-8 и проволоки Св-10Г2.

Не склонна к флокеночувствительности, склонность к отпускной хрупкости отсутствует. Нашла свое применение для производства фланцев, днищ, цельнокованых и сварных барабанов, деталей паровых котлов, из нее изготавливают полумуфты, корпуса аппаратов и другие детали котлостроения и сосудов, работающие под давлением и при температуре до 450 °С. Ковка осуществляется при температурном режиме начала 1260°С, конца 750°С

Общие данные

Заменитель

Сталь 15, Сталь 25

Вид поставки

Сортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 1050-74, ГОСТ 2590-71, ГОСТ 2591-71, ГОСТ 2879-69, ГОСТ 8509-86, ГОСТ 8510-86, ГОСТ 8240-72, ГОСТ 8239-72.
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 1577-81, ГОСТ 19903-74.

Лист тонкий ГОСТ 16523-70.

Лента ГОСТ 6009-74, ГОСТ 10234-77.

Полоса ГОСТ 1577-81, ГОСТ 103-76, ГОСТ 82-70.

Проволока ГОСТ 5663-79, ГОСТ 17305-71.

Поковки и кованые заготовки ГОСТ 8479-70.

Трубы ГОСТ 10704-76, ГОСТ 10705-80, ГОСТ 8731-87, ГОСТ 8732-78, ГОСТ 8733-87, ГОСТ 5654-76, ГОСТ 550-75.

Основные отличия Стали 20 от Стали 20А

Добавление буквы «А» в конце обозначения Стали 20, указывает на то что Сталь 20А относиться к категории — сталь высококачественная. Основные отличия в химическом составе это более жёсткие требования по содержанию Серы (S) и более широкие по содержанию Углерода (С) (смотреть таблицу).

Химический элемент	%
Сталь 20	Сталь 20А
Углерод (C)	0.17-0.24	0.15-0.25
Сера (S), не более	0.04	0.035

Следовательно Сталь 20А менее подвержено охрупчиванию.

Расшифровка стали марки 20К

Расшифровка стали 20К: Получают конструкционные углеродистые качественные стали в конвертерах или в мартеновских печах. Обозначение этих марок сталей начинается словом «Сталь». Следующие две цифры указывают на среднее содержание углерода в сотых долях процента, цифры 20 обозначают содержание его около 0,2 процента. Буква К после содержания углерода обозначают котловую сталь. Котельные стали представляют группу углеродистых конструкционных сталей, широко применяемых в производстве барабанов котлов среднего и высокого давления. Сварные конструкции из котельных сталей, изготовленные с применением электрошлаковой сварки, подвергают последующей термообработке.

Конструкционная качественная углеродистая сталь 20

Конструкционная качественная углеродистая сталь используется для изготовления листов горячекатаных, кругов, полос, труб бесшовных, труб электросварных, шестигранников, коллекторов, трубопроводов, перегревателей, других частей котлов высокого давления, листов для штамповки, цементуемых изделий длительного срока эксплуатации при температурах до +3500С.

Сталь 20 одна из самых практичных марок сталей, повсеместно используется для производства труб стальных и горячекатаных листов.

Марка металлопроката Заменитель

Механические свойства стали 20К

Для проката толщиной менее 8 мм допускается снижение относительного удлинения на 1% на 1 мм уменьшения толщины, для проката толщиной более 20 мм — на 0.25 % на 1 мм увеличения толщины, но не более, чем на 2%. Для листов из углеродистой стали допускается увеличение верхнего предела временного сопротивления на 29.4 Н/мм2. При испытании механических свойств листов толщиной 25 мм и более дополнительно контролируют относительное сужение поперечного сечения

Состояние поставки	Сечение, мм	σ0,2 (МПа)	σв(МПа)	δ5 (%)	KCU (Дж / см2)
					в состоянии поставки	после механическго старения
		не менее
Листы категорий: 2-5, 10, 11, 16, 18	До 20	245	400-510	25	59	29
	21-40	235		24	54	24
	41-60	225		23	49	24

Применение стали 20

Сталь 20 используется для изготовления:

труб и трубной арматуры, крюков и других деталей, эксплуатируемых в условиях высокого давления и температур от -40°C до 450°C;
тонких запчастей, эксплуатируемых в условиях повышенного истирания;
упоров, шестерен, пальцев и других деталей, которые используются под малой нагрузкой;
сварных профилей;
(после химико-термической обработки) деталей, которым требуется усиленная прочность поверхности, но не сердцевины (шестерни, червяки и т. п.).

Механические свойства при испытании на длительную прочность сталь 20К

Температура испытания, °С	Предел ползучести, МПа	Скорость ползучести %/ч	Предел длительной прочности, МПа, не менее	Длительность испытания, ч	Температура, °С
400	108	1/100000	127	10000	450
450	94	1/10000	93	100000	450
450	63	1/100000	75	10000	500
—	—	—	54	100000	500

Преимущества и недостатки стали 20

Сталь 20 отличается качеством и сравнительно невысокой стоимостью производства. Это улучшаемый сплав, что делает его приспосабливаемым к эксплуатации в самых разных условиях и, как следствие, распространенным.

Сталь 20 корозионно неустойчива и подвержена влиянию химических веществ — это ее главный недостаток. К достоинствам можно отнести:

хорошую свариваемость без особых требований к процедуре;
несклонность к отпускной хрупкости;
нечувствительность к флокенам;
соотношение цена-качество;
плотность материала;
умеренную прочность.

Сталь 20 — это черный металл с простым составом без дорогих легирующих добавок. Сплав производится давно, процесс производства хорошо изучен, оптимизирован, отработан ; нет никаких особых условий или требований, поэтому металл не отличается высокой стоимостью.

Механические свойства стали 20К в горячекатаном состоянии в зависимости от тепловой выдержки

Расшифровка маркировки

Маркировка стали 20 указывает на химический состав сплава, в частности ; на долю углерода в составе. Так как сталь 20 считается высококачественной, к точности ее химического состава предъявляются более высокие требования.

Химический состав

Химический состав стали 20 включает в себя следующие элементы и их обозначения:

Углерод. Первая цифра 20 указывает на содержание углерода в сотых долях, т.е. 0.2%. Достоинством стали с повышенным содержанием углерода является более высокая прочность, но этот же показатель приводит к снижению пластичности.
Кремний. Доля кремния в сплаве составляет от 0.17 до 0.35%. Благодаря наличию кремния в составе металла, снижаются пористость, количество газовых раковин, негативно влияющих на прочность сплава. Поры и раковины образуются из-за газов кислорода, азота и водорода, за удаление частиц которых отвечает кремний.
Марганец. Доля марганца составляет от 0.35 до 0.6%. Марганец, как и кремний, препятствует окислению, а также выводит серу из состава. Благодаря марганцу термическая обработка под давлением протекает с низкой вероятностью образования трещин, улучшается результативность ковки и сварочных работ, поверхность изделий становится более качественной.
Хром, медь, никель. Доля никеля и меди обычно не превышает 0.3%, доля хрома ; 0.2%. Это легирующие добавки, оказывающие положительное влияние на свойства стали, но в данном случае их содержание незначительно, поэтому заметного влияния на характеристики сплава они не оказывают.
Фосфор, сера. Содержание фосфора допустимо до 0.035%, серы ; до 0.04%. Это примеси, оказывающие вредное воздействие на сталь. Они повышают хрупкость, негативно влияют на вязкость, в результате чего сталь теряет устойчивость к динамическим нагрузкам.
Железо. Остальная часть сплава приходится на железо.

Химический состав в % материала 20

C	Si	Mn	Ni	S	P	Cr	Cu	As
0.17 — 0.24	0.17 — 0.37	0.35 — 0.65	до 0.3	до 0.04	до 0.035	до 0.25	до 0.3	до 0.08

Механические свойства стали 20К в зависимости от температуры испытания

Сферы применения

Определенные технические характеристики стали 20 объясняют ее применение в разных направлениях промышленности:

Производстве трубной арматуры (накидных гаек, штуцеров, фланцев, крестовин, ниппелей).
Изготовлении строительных материалов.
Сборке разных металлоконструкций, машин, судов, промышленного оборудования.

Из этого металла производят:

Бесшовные трубы. Изготавливаются путем холодного, горячего волочения. Их особенность — высокая прочность.
Цельносварные холоднокатаные трубы.
Различные профиля (проволоку, двутавры, швеллера, металлические уголки, листы разной толщины, прутки).

Изделия из этого сплава изготавливаются по определенным государственным стандартам:

ГОСТ 17305-91— производство проволоки разного сечения.
ГОСТ 82-70 — изготовление металлических лент разной ширины.
ГОСТ 16523-97 — производство легких листов малой толщины.
ГОСТ 10704-9 — изготовление труб.
ГОСТ 8479-70 — производство кованых деталей, поковок.
ГОСТ 1577-93 — изготовление металлических листов большой толщины.
ГОСТ 14955-77 — производство серебрянки, шлифовальных прутков.
ГОСТ 7417-75 — изготовление калиброванных прутков.
ГОСТ 8240-97, ГОСТ 1050-88 — производство фасонного, сортового проката.

В ГОСТах указываются основные требования к готовой продукции, ее испытания для допуска в продажу.

Физические свойства стали 20К

Tемператра	E 10- 5	a 10 6	l	r	C	R 10 9
0С	МПа	1/Град	Вт/(м·град)	кг/м3	Дж/(кг·град)	Ом·м
20	2.11	7870	482	200
100	2.08	51	7840	486	219
200	2.05	12	49	7810	498	292
300	2	12.8	46	7780	514	381
400	1.91	13.2	42	7740	533	487
500	1.8	13.6	39	7710	555	601
600	1.65	13.85	36	7670	584	758
700	7630	636	925
800	7640	703	1094
900	7610	703	1135
1000	7550	695	1167
1100	7490	691	1194
1200	687	1219

Характеристики стали 20

Высококачественная сталь 20 обязательно должна отвечать стандартам, иметь определённые параметры и сферу использования. Рассмотрим, за счёт каких своих характеристик сплав остаётся востребованным и популярным.

Так как марка стали 20 – высококачественный материал, к её химическому составу предъявляются жёсткие требования. Выплавка осуществляется согласно правилам, прописанным в ГОСТ стали 20. В состав входят следующие компоненты:

Железо (Fe) – примерно 98%.
Углерод (C) – 0,2%. Число 20 в наименовании указывает на содержание этого элемента. Углерод отвечает за прочность. Чем больше его, тем более твёрдым, прочным сплав становится.
Кремний (Si) – 0,17-0,35%. Нужен для удаления водорода, кислорода, азота из состава. Они увеличивают пористость, число газовых раковин, значительно снижающих прочность металла.
Марганец (Mn) – 0,35-0,65%. Также серьёзный раскислитель, ещё и благоприятствует удалению серы. Улучшает качество поверхности, уменьшает риск появления трещин в процессе горячей обработки. Благодаря ему, лучше протекают сварка, ковка.
Никель (Ni) – до 0,3%, хром (Cr) – до 0,2%, медь (Cu) – до 0,3%. Элементы обуславливают улучшение механических, коррозионностойких показателей. Впрочем, поскольку их количество невелико, они не оказывают серьёзного влияния на сталь.
Фосфор (P) – до 0,035%, сера (S) – до 0,04. Вредные примеси. При слишком большом их содержании, сталь становится слишком хрупкой. Кроме того, падает показатель вязкости.

Уровень раскисления

Спокойная сталь 20. За счёт введения кремния и марганца, полностью отсутствует кислород. Оксидов железа также очень небольшое количество. Это и обеспечивает «спокойное» застывание металла в ковше. Однородность, плотность СТ20 на выходе отличные, только сверху формируется газовая раковина.
Кипящая сталь. Образовывается путём раскисления марганца, что ведёт к повышению содержания закиси железа. Соединение образует углекислый газ. В итоге формируются пузыри газа, выглядящие как кипящая масса. Такой металл очень пористый, химические элементы распределены неравномерно, что обуславливает ухудшение механических характеристик, увеличивает опасность появления трещин, ухудшает свариваемость. Но есть и достоинства – невысокая цена, отсутствие небезопасных отходов.
Полуспокойная СТ20. Нечто среднее между предыдущими разновидностями сплава.

Виды обработки

кованая,
калиброванная,
горячекатаная,
серебрянка (у неё круглое основание, покрытие из особого состава).

Плотность стали 20 – 7850 килограмм на кубометр. Температура начала плавления равна 1500 градусов по Цельсию. Смесь становится полностью жидкой при температурном показателе 1600 °С. Сплав легко отдаёт тепло, но так же хорошо его накапливает. Коэффициент теплопроводности 48 Вт/(м·град), удельная теплоёмкость – 490 Дж/(кг · °С). Сталь прекрасно проводит ток.

У материала невысокая химическая устойчивость к большинству кислотных соединений. Если на поверхность попадёт влага, на ней останется ржавчина. Из-за неё сильно ухудшается внешний вид, прочность.

Чтобы защитить материал от коррозии, следует наносить гальванические покрытия (хром, цинк, прочие схожие соединения).

Сталь является высокопластичной, прочность средняя, твёрдость хорошая. Модуль упругости составляет 200 МПа. Разрыв происходит при достижении наибольшего удлинения в 23-26%, относительное сужение ещё больше – 55%.

Повышение прочностных показателей осуществляется путём выполнения наклёпа, возможно прокатывание роликами. Производится нормализация либо отжиг упрочнения. В обозначенном случае имеется в виду термический метод воздействия.

Характеризуется повышенной вязкостью, соответственно, сплав способен выдерживать удары. Ударная вязкость – 780 кДж/м².

Прекрасно поддаётся обработке давлением, выдерживает всякий вариант резания. Штамповка преимущественно осуществляется в горячем виде. Не растрескивается при паровой обработке и под большим давлением. Группа свариваемости 1.

СТ20 включён в подгруппу цементируемых сплавов. Твёрдость цементируемого слоя оказывается до 62 HRC, тогда как сердцевина остаётся «мягкой», в пределах 20-35 HRC.
Химическое воздействие, термообработка (закалка) упрочняют металл, увеличивают срок его использования.
Свариваемость без ограничений, флокеночувствительностью не характеризуется, к отпускной хрупкости не склонна.

Зарубежные аналоги стали марки 20К

Конструкционная сталь
Инструментальная сталь

Назначение и применение

Сталь 20 относится к самым распространенным маркам стали в отечественной промышленности, ее универсальность позволяет производить практически все виды металлических изделий. Основные области применения стали 20:

Обзор стали 20Л

Сталь марки 20Л является одной из наиболее востребованных при производстве различных металлических конструкций, которые изготавливаются путем литья. Сегодня мы поговорим о составе, особенностях и основных характеристиках данного материала.

Состав

Для начала разберем химический состав стали 20Л.

Углерод. Этот компонент составляет 0,2% в этом металле, на что указывает цифра 20. Он позволяет делать обработанный материал максимально прочным.
Кремний. Он быстро выводит из структуры азот, увеличивая при этом пористость.
Марганец. Такой элемент будет способствовать выведению серы, он значительно улучшает качество металла, также он снижает растрескивание в процессе термической обработки.
Никель. Вместе с хромом и медью данный компонент способен значительно улучшать механические характеристики стали, а также обеспечивать ее защиту от коррозии.
Фосфор и сера. Эти элементы являются примесями, они могут увеличивать хрупкость металла.

Характеристики и свойства

Металл этой марки обладает низкой стойкостью к воздействию щелочей, кислотных составов. При контакте с водой поверхность начнет покрываться ржавчиной, прочность сильно снизится. Как правило, коррозийная стойкость может быть повышена за счет специальных гальванических покрытий: цинк, хром.

Температура плавления такого материала составляет +1500 градусов. В жидкую форму он окончательно перейдет при температуре +1600. 20Л обладает неплохой теплопроводностью. При увеличении температурного режима она сильно расширяется.

Эта сталь отличается повышенной пластичностью, средней твердостью и прочностью. Последнюю при этом можно значительно увеличить за счет специального упрочнения: прокатка, процедура нормализации, наклеп.

Показатель упругости составляет 200 Мпа. Металл имеет относительно высокую вязкость, что обуславливает особую стойкость к ударным нагрузкам.

Такая сталь представляет собой высокотехнологичный сплав, который отлично подвергается обработке. Штамповка может делаться как по холодному, так и по горячему материалу.

Его первоначальные свойства и качества можно значительно повысить за счёт обработки. Причём металл такой марки легко поддаётся практически любым ее видам.

Этот материал считается довольно стойким к формированию трещин даже под сильным давлением. Допускаемое напряжение для данной марки может значительно варьироваться. Так, при температуре 20 градусов оно составит 144 МПа.

Данный вид стали не склонен к отпускной хрупкости. Его термообработка происходит, как правило, при температуре 880–900 градусов. Отжиг материла проводится в специальных термических печах.

В этом случае нагрев стали осуществляется выше фазовых превращений. Затем происходит плавное остывание нагретой стали прямо в печном оборудовании.

Также термическая обработка может выполняться путем нормализации. Она считается разновидностью отжига. В этом случае тоже используется специальное печное оборудование, в котором стальные элементы прогреваются до аустенизации. Далее после нужной выдержки стальные заготовки выгружают для дальнейшего охлаждения, причем оно происходит уже на воздухе, а не в печах. Металлические изделия на этом этапе будут обладать максимальной пластичностью и минимальной прочностью.

Наиболее важными параметрами при проведении такой обработки являются: температура нагрева, время для выдержки, среда, в которой происходит охлаждение.

Температура нагрева стальных заготовок подбирается с учетом содержания углерода в металле.

Время для выдержки следует подбирать в зависимости от размеров обрабатываемых металлических изделий, а также от химического состава и условий нагрева. Среда, в которой выполняется охлаждение материалов, будет определяться температурным режимом и габаритами заготовок.

Все эти процедуры будут определять окончательные структуры и механические свойства готовых изделий. Термическая обработка стали позволяет увеличивать твердость и прочность материала.

Металл этого типа парамагнитен. Он проводит электрический ток. Нередко поверхность 20Л насыщают частицами углерода, это позволит максимально увеличить долговечность изделий, сделанных из этого материала.

Аналоги

1А. Данный американский аналог чаще всего используется для рельсового транспорта. Такая сталь является нелегированной, она отличается особой устойчивостью к сжатию и растяжению. Образец также нередко используют при возведении различных долговечных металлоконструкций.
Gr. WCA. Данный нелегированный заменитель также является американским. Он используется для отливок самых разных изделий.
GP240GH. Такая немецкая сталь тоже используется для отливки. Ее закаливают при температуре в 890–989 градусов.

Существуют и другие зарубежные аналоги стали 20Л. К их числу относятся SCPH1, SCPH2, ZG250-485, ZG204-415, ZG230-450, GS-45, SC410.

Применение

Сталь 20Л может применяться для изготовления путем литья различных изделий и конструкций. Так, нередко этот материал используют при производстве арматурных и фасонных деталей, которые берутся для машиностроения.

Также он сможет подойти для создания сварнолитных конструкций, которые в дальнейшем эксплуатируются при высоких температурных режимах. Сталь такой марки оптимальна и для формирования турбин (гидравлические, газовые).

Она отлично подойдет для изготовления литых центров, предназначенных для колесных пар различных транспортных средств, в том числе и локомотивов. Из нее можно отлить детали для атомных электростанций, а также для станций теплоснабжения.

После нормализации даже без предварительной термической обработки 20Л можно использовать для производства деталей подшипников, крюков крановых. Если необходимо изготовить элементы, которые в дальнейшем будут эксплуатироваться под значительными нагрузками (шестерни, «червяки»), материал обязательно подвергают комбинированной химико-термической обработке, которая выполняется в несколько этапов. Сталь данной марки сможет отлично подойти для производства листов под сварку для котлов, нагревательного оборудования.

Читайте также: