Полоса высечка из стали 20: технические характеристики и применение
Полоса высечка из стали 20 — это горячекатаный сортовой прокат прямоугольного сечения, получаемый путём продольного раскроя (высечки) широкого листа или рулона на полосы заданной ширины. Сталь 20 — конструкционная углеродистая качественная сталь по ГОСТ 1050, содержащая 0,17–0,24 % углерода, до 0,37 % кремния, до 0,50 % марганца. Такое сочетание обеспечивает предел прочности 410–550 МПа, предел текучести не менее 245 МПа и относительное удлинение 25 %. Полоса высечка из стали 20 поставляется в термически обработанном или без термообработки состоянии, с обрезной или необрезной кромкой.
Сортамент и геометрические параметры
Полоса высечка из стали 20 выпускается толщиной 1,5–12 мм, шириной 20–400 мм, длиной 2–6 м или в рулонах. Предельные отклонения по толщине соответствуют ГОСТ 19903 для листового проката нормальной точности, по ширине — не более 2 мм для обрезной кромки. Кривизна полосы не превышает 3 мм на 1 м длины. Серповидность — до 5 мм на 1 м. Кромки полосы могут быть обрезными (полученными на дисковых ножницах агрегата продольной резки) или необрезными (после горячей прокатки).
| Параметр | Значение | Допуск | Стандарт | Метод контроля |
|---|---|---|---|---|
| Толщина | 1,5–12 мм | 0,15 мм | ГОСТ 19903 | Микрометр |
| Ширина | 20–400 мм | 2,0 мм | ГОСТ 19903 | Штангенциркуль |
| Предел прочности | 410–550 МПа | — | ГОСТ 1050 | Растяжение |
| Предел текучести | 245 МПа | — | ГОСТ 1050 | Растяжение |
| Относительное удлинение | 25 % | — | ГОСТ 1050 | Растяжение |
| Твёрдость (без ТО) | 170 HB | — | ГОСТ 1050 | Бринелль |
Химический состав и механические свойства стали 20
Сталь 20 выплавляется в мартеновских или конвертерных печах, разливается в слитки или непрерывнолитые заготовки. Химический состав регламентирован ГОСТ 1050: углерод 0,17–0,24 %, кремний 0,17–0,37 %, марганец 0,35–0,65 %, фосфор 0,030 %, сера 0,035 %, хром 0,25 %, никель 0,30 %, медь 0,30 %, мышьяк 0,08 %. Сталь 20 относится к группе качественных конструкционных сталей, свариваемых без ограничений всеми видами сварки, включая ручную дуговую, автоматическую под флюсом и контактную.
После нормализации при 900–920 C механические свойства: в — 410–550 МПа, т — 245–300 МПа, 5 — 25–28 %, ударная вязкость KCU при +20 C — не менее 60 Дж/см. После цементации и закалки поверхностная твёрдость достигает 56–62 HRC при вязкой сердцевине, что позволяет применять полосу высечку из стали 20 для деталей, работающих на износ при умеренных нагрузках.
Технология производства полосы высечки
Производство полосы высечки из стали 20 включает следующие операции:
- Продольный раскрой горячекатаного рулона на агрегате продольной резки с дисковыми ножами.
- Правка полосы на многороликовых правильных машинах для устранения серповидности.
- Обрезка кромок на кромкообрезных ножницах с получением обрезной кромки.
- Резка на мерные длины на гильотинных ножницах или летучих пилах.
- Термическая обработка (нормализация, отжиг) при необходимости.
- Упаковка в пачки или рулоны с антикоррозионной обработкой.
Области применения
Полоса высечка из стали 20 применяется в машиностроении, строительстве и металлообработке:
- Изготовление штампованных деталей, кронштейнов, хомутов, скоб методом холодной штамповки.
- Производство сварных металлоконструкций, рам, каркасов, опорных элементов.
- Изготовление крепёжных изделий: болтов, шпилек, гаек методом горячей объёмной штамповки.
- Производство труб малого диаметра методом сварки продольным швом.
- Изготовление деталей сельскохозяйственной техники, работающих при умеренных нагрузках.
- Производство элементов мебельной фурнитуры, торгового оборудования, стеллажных систем.
Обрабатываемость и свариваемость
Сталь 20 хорошо обрабатывается резанием в нормализованном состоянии, обеспечивая чистоту поверхности Ra 1,6–3,2 мкм при точении и фрезеровании. Свариваемость — без ограничений, сварные соединения равнопрочны основному металлу при использовании электродов Э42А или Э46. Полоса высечка из стали 20 допускает гибку под углом до 90 без образования трещин при радиусе гиба не менее 1,5 толщины полосы. Холодная штамповка возможна при толщине до 6 мм без промежуточного отжига.
Условия эксплуатации и ограничения
Полоса высечка из стали 20 работоспособна в интервале температур от –40 C до +425 C. При температурах выше 425 C наблюдается интенсивное окалинообразование. Сталь 20 не предназначена для работы в агрессивных средах без защитных покрытий: во влажной атмосфере и воде подвержена коррозии. Для повышения коррозионной стойкости применяют цинкование, окраску или порошковые покрытия. В условиях знакопеременных нагрузок предел выносливости стали 20 составляет 140–170 МПа при симметричном цикле.
Вопросы и ответы
Чем полоса высечка отличается от полосы горячекатаной?
Полоса высечка получается продольным раскроем широкого листа или рулона, что обеспечивает точную ширину и обрезную кромку. Горячекатаная полоса производится непосредственно на сортовом стане и имеет менее точные размеры и необрезную кромку.
Какие виды термообработки применимы к полосе высечке из стали 20?
Применяют нормализацию при 900–920 C, отжиг при 780–820 C для снятия внутренних напряжений, цементацию при 900–930 C с последующей закалкой и низким отпуском для повышения поверхностной твёрдости.
Какой максимальный радиус гиба допустим для полосы высечки из стали 20?
Минимальный радиус гиба составляет 1,5 толщины полосы при гибке в холодном состоянии. При толщине более 6 мм рекомендуется предварительный отжиг или гибка с подогревом до 200–300 C.
Соответствует ли полоса высечка из стали 20 требованиям по свариваемости?
Да, сталь 20 относится к хорошо свариваемым сталям. Сварка возможна всеми видами без предварительного подогрева при толщине до 12 мм. Для ответственных конструкций рекомендуется подогрев до 100–150 C.
