Круг конструкционный Сталь 20: сортамент и механические свойства
Круг конструкционный из стали 20 — востребованный вид металлопроката, применяемый в узлах и конструкциях, работающих при температурах от –40 до +425 C. Материал относится к группе качественных углеродистых конструкционных сталей с нормальным содержанием марганца. Круг сталь 20 поставляется в горячекатаном и кованом исполнении, а также в калиброванном виде с обработанной поверхностью. Химический состав регламентируется ГОСТ 1050, сортамент по геометрическим параметрам — ГОСТ 2590.
Основное назначение круга из стали 20 — изготовление деталей с последующей механической обработкой: валов, осей, втулок, шестерён, пальцев, рычагов, фланцев и крепёжных элементов. Материал демонстрирует хорошую обрабатываемость резанием, удовлетворительно сваривается всеми видами сварки, включая дуговую и контактную. Для получения требуемых механических характеристик детали из круга стали 20 подвергаются нормализации, закалке с высоким отпуском либо цементации с последующей закалкой.
Химический состав и технологические характеристики
Сталь 20 — низкоуглеродистая, содержание углерода находится в пределах 0,17–0,24 %. Легирующих элементов в составе нет, что определяет невысокую стоимость проката при достаточной прочности для широкого круга задач. Базовые характеристики материала:
- предел текучести — не менее 245 МПа (после нормализации);
- временное сопротивление разрыву — 410–530 МПа;
- относительное удлинение — не менее 25 %;
- ударная вязкость KCU — не менее 59 Дж/см;
- твёрдость HB — 131–179 (горячекатаное состояние).
Круг конструкционный сталь 20 хорошо поддаётся холодной механической обработке: точению, фрезерованию, сверлению. При назначении деталей, работающих на износ в поверхностном слое, применяется цементация с закалкой — твёрдость поверхности достигает 56–62 HRC при сохранении вязкой сердцевины. Свариваемость материала — без ограничений, для ответственных сварных конструкций рекомендуется предварительный подогрев до 100–120 C.
Сортамент и размеры круга стали 20
Горячекатаный круг сталь 20 выпускается диаметром от 5 до 270 мм. Наиболее распространённый интервал — 10–100 мм, продукция данного диапазона используется в машиностроении и строительстве. Кованый круг поставляется диаметром 90–550 мм. Калиброванный круг имеет допуски h9–h12 и применяется для изготовления деталей без дополнительной обработки наружной поверхности.
| Диаметр, мм | Состояние поставки | Предел текучести, МПа | Относительное удлинение, % | Применение |
|---|---|---|---|---|
| 10–25 | Горячекатаный | 245 | 25 | Валы, оси, крепёж |
| 30–60 | Горячекатаный | 245 | 25 | Фланцы, втулки, рычаги |
| 70–120 | Горячекатаный | 235 | 23 | Детали гидроцилиндров |
| 130–270 | Кованый | 225 | 22 | Крупные валы, шпиндели |
Отрасли применения круга конструкционного стали 20
Круг сталь 20 востребован в производстве оборудования для различных отраслей промышленности. Материал применяется при изготовлении:
- деталей металлорежущих станков и кузнечно-прессового оборудования;
- элементов грузоподъёмных механизмов и такелажной оснастки;
- узлов насосного и компрессорного оборудования;
- деталей сельскохозяйственной и дорожно-строительной техники;
- элементов трубопроводной арматуры и запорной техники;
- закладных деталей и анкерных элементов в строительстве.
Для деталей, работающих при пониженных температурах до –40 C, рекомендуется проведение нормализации для измельчения зерна и повышения хладостойкости. При эксплуатации в условиях повышенной влажности или в слабоагрессивных средах поверхность деталей из стали 20 требует защитных покрытий — цинкования, окрашивания или оксидирования.
Вопросы и ответы
Чем отличается круг сталь 20 от стали 45?
Сталь 20 содержит 0,17–0,24 % углерода, сталь 45 — 0,42–0,50 %. Круг из стали 20 обладает более высокой пластичностью и свариваемостью, но меньшей прочностью и износостойкостью. Сталь 20 применяется для малонагруженных деталей и изделий, подвергаемых цементации.
Подвергается ли круг стали 20 термической обработке?
Да, материал нормализуют, закаливают с отпуском или цементируют. Нормализация проводится при 880–920 C, закалка — при 860–880 C с охлаждением в воде. Цементация выполняется при 900–950 C с последующей закалкой и низким отпуском.
Какие допуски на диаметр горячекатаного круга стали 20?
Для горячекатаного круга обычной точности допуски установлены ГОСТ 2590. Для диаметров 10–30 мм отклонения составляют +0,4/–0,5 мм, для 30–80 мм — +0,5/–0,7 мм. Калиброванный круг поставляется с допусками h9–h12.
Можно ли использовать круг сталь 20 для сварных конструкций?
Да, сталь 20 относится к хорошо свариваемым материалам. Сварка выполняется без ограничений электродами типа Э42А или Э50А. Для ответственных конструкций, работающих при динамических нагрузках, рекомендуется предварительный подогрев до 100–120 C.
