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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Сортамент
Сортамент продукции из СТ20 включает:
- трубы;
- поковки и кованые заготовки;
- проволоку;
- ленты и листы разной толщины;
- калиброванные и шлифованные прутья;
- фасонки.
Аналоги
К аналогам стали СТ20 относятся:
- китайская 20;
- французская 1С22;
- японская S20C;
- немецкая 1.0402;
- американские 1020, 1023.
Также рекомендуем посмотреть на следующие марки:
Добавить комментарий