Нержавеющая сталь СТ20

Нержавеющая сталь СТ20 является распространенным материалом. Свойства его определяются на основании содержания углерода в составе, при увеличении концентрации повышаются твердость и хрупкость. Используется металл в машиностроительной отрасли благодаря высоким техническим характеристикам. Из него производят валы, трубы, подшипники скольжения и т.д.

Содержание составляющих регламентируется нормами, как и расшифровка наименования стали. У нее имеется несколько иностранных аналогов, которые схожи по составу и свойствам, но имеют другое название.

Вернуться к содержанию

Расшифровка

Расшифровка СТ20 позволяет получить информацию:

• сталь углеродистая обычного качества – СТ;
• номер состава – 20.

Дополнительные индексы в конце названия указывают на состояние металла: «сп» — спокойная, «пс» — полуспокойная, «кп» — кипящая.

Вернуться к содержанию

Химический состав

Сталь относят к разряду конструкционных, высококачественных. К выплавке и разливке, а также исходным материалам предъявляются достаточно высокие требования. В состав материала входят:

• Fe;
• C – 0,02%;
• Si – 0,17-0,35%;
• Mg – 0,35-0,6%;
• Ni – 0,3%;
• Cr – 0,2%;
• Cu – 0,3%;
• P – 0,035%;
• S – 0,04%.

Углерод используется для повышения прочности и твердости сплава, но он негативно сказывается на пластичности. Кремний предназначен для связывания и выведения частиц водорода, кислорода и азота из нержавеющей стали СТ20. Это положительно влияет на уменьшение пористости и количество раковин, но отрицательно действует на прочность.

Марганец является раскислителем, используется в тех же целях, что и кремний. Он способен снизить количество свободной серы. Качество поверхности металла при добавлении марганца улучшается, снижается риск трещинообразования при термообработке, в том числе сварке и ковке.

Легирующие компоненты (Ni, Cr, Cu) улучшают эксплуатационные и антикоррозионные свойства. P и S в металле присутствуют в виде примесей, они повышают хрупкость, уменьшают вязкость и устойчивость к динамическим воздействиям.

В зависимости от степени раскисления сталь 20 разделяется на классы:

• спокойная;
• кипящая;
• полуспокойная.

Спокойная сталь не содержит кислорода за счет большого процента Si и Mg. О2 может присутствовать только в оксидах железа, что не способствует выделению газа при остывании. В результате материал характеризуется высокой плотностью и однородностью. На поверхности нержавеющей стали 20 может присутствовать небольшое количество газовых раковин, которые удаляют при мехобработке.

В кипящей стали присутствует только Mg, что обеспечивает увеличение количества закиси железа. При реакции с углеродом образуется углекислый газ, который активно выделяется при остывании металла. Это создает видимость кипения, откуда и появилось наименование «кипящая». В сплаве образуются поры, которые приводят к уменьшению плотности и массы, эксплуатационных качеств, ухудшению свариваемости, неравномерному распределению компонентов состава, повышению риска трещинообразования. К преимуществам относятся меньшая стоимость и отсутствие отходов при изготовлении.

Полуспокойная сталь обладает усредненными характеристиками по сравнению с вышеописанными металлами.

Вернуться к содержанию

Свойства материала

Течь марка стали СТ20 начинает при 1500 С, а переходит в жидкое состояние при повышении температуры на 100 С. Материал склонен к накоплению тепла и его передаче, при нагревании происходит расширение металла. Сплав характеризуется способностью передавать электрический ток, а также парамагнитными свойствами.

При работе в кислотной или щелочной среде происходит взаимодействие с элементами среды, что приводит к коррозии. Вода имеет аналогичное влияние на металл, при этом уменьшается привлекательность поверхности и эксплуатационные характеристики. Для снижения подобного воздействия предусматривается покрытие поверхности никелем, хромом и прочими элементами.

Сталь 20 является пластичной, но твердой и прочной. Она способна воспринимать нагрузку в 2,5 раза меньше, чем стандартная нержавейка. При этом она устойчива к динамическим воздействиям, что обусловлено высокой вязкостью материала. При работе со знакопеременными нагрузками прочность ее снижается. Для улучшения данных показателей предусматривается термообработка и мехобработка (наклеп, прокатка, нормализация, отжиг).

Сплав характеризуется высокой технологичностью, его можно обрабатывать с помощью давления и резки, штамповки любым способом. При этом на поверхности не образуются трещины. Для проведения сварочных работ не требуется нагрев элемента и термообработка. Шов характеризуется высоким качеством, прочность его в некоторых случаях аналогична показателю металла.

Нержавеющая сталь 20 принадлежит к цементируемым металлам, при этом происходит локализация углерода на поверхности. Для этого осуществляется нагрев в среде СО2, в результате твердость поверхностного слоя увеличивается. Это положительно сказывается на длительности безотказной службы конструкции при изменяющих направление нагрузках.

Вернуться к содержанию

Применение

Технические параметры материала позволяют использовать его в различных областях деятельности:

• машиностроительная отрасль – валы, кронштейны, крепежные элементы станков и червячных пар, шестеренки, муфты;
• изготовление труб и переходников;
• строительство – металлические конструкции (фермы, балки, колонны) и соединительные элементы.

Вернуться к содержанию

Технические характеристики

К основным характеристикам стали СТ20 относятся:

твердость поверхности/сердцевины при нагреве в среде СО2 по Роквеллу	62/35;
ударная вязкость	775 кДж/м2;
относительное удлинение/сужение при растяжении	25/55%;
электросопротивление	220 МОм/мм;
теплоемкость	485 Дж/кгК;
температура плавления	1500-1600 С;
предел выносливости	140 МПа;
предел текучести	210-270 МПа;
предел прочности	360-460 МПа;
модуль упругости	200 МПа;
линейное расширение	11,5 мкм;
коэффициент теплопроводности	47 Вт/мК;
плотность стали 20	7,85 т/м3.

Сваривается сталь без ограничений.

Вернуться к содержанию

Цена

Металл можно сдать в качестве лома, однако, стоимость его небольшая. Это обусловлено отсутствием дорогостоящих компонентов в составе. Автоматизация процесса производства позволила сократить затраты на изготовление. Лом стали 20 стоит порядка 28-30 тыс. руб. за тонну. При этом стоимость может быть ниже при наличии коррозии, или выше – при большом объеме металла.

Вернуться к содержанию

Прокат

Прокатная продукция пользуется высоким спросом во многих отраслях. Ее получают посредством:

• горячей деформации (t ? 4 мм);
• холодной деформации (t ? 4 мм).

В результате холодной обработки происходит дополнительное упрочнение за счет наклепа, а горячей – образуются окалины.

Прокат из марки стали СТ20 включает:

• проволоку, прутья;
• уголки, швеллеры, двутавры;
• листы, полосы;
• трубы, полученные волочением (прочные и более дорогие), и цельносварные холоднокатаные.

Вернуться к содержанию

Сортамент

Сортамент продукции из СТ20 включает:

• трубы;
• поковки и кованые заготовки;
• проволоку;
• ленты и листы разной толщины;
• калиброванные и шлифованные прутья;
• фасонки.

Вернуться к содержанию

Аналоги

К аналогам стали СТ20 относятся:

• китайская 20;
• французская 1С22;
• японская S20C;
• немецкая 1.0402;
• американские 1020, 1023.

Также рекомендуем посмотреть на следующие марки:

• AISI 321;
• AISI 304;
• 40Х13;
• 12Х18Н10Т.