Корзина
Ваша корзина пуста!
Это никогда не поздно исправить :)
Стальной круг Сталь 20: конструкционный прокат для машиностроения и трубопроводной арматуры
Стальной круг Сталь 20 — горячекатаный или калиброванный сортовой прокат круглого сечения из углеродистой качественной конструкционной стали марки 20 по ГОСТ 1050. Материал относится к низкоуглеродистым спокойным сталям с содержанием углерода 0,17–0,24 %, что обеспечивает сочетание пластичности, свариваемости и достаточной прочности после нормализации. Круг поставляется диаметром от 5 до 270 мм в зависимости от способа производства: горячекатаный, кованый, калиброванный или со специальной отделкой поверхности.
Сортамент и нормативная база
Геометрия и предельные отклонения регламентируются несколькими стандартами в зависимости от технологии изготовления и назначения:
- ГОСТ 2590 — горячекатаный круг, обычная и повышенная точность, диаметр 5–270 мм;
- ГОСТ 7417 — калиброванный круг с полем допуска h9, h10, h11, h12;
- ГОСТ 1050 — химический состав и механические свойства стали марки 20;
- ГОСТ 14955 — круг со специальной отделкой поверхности (обточка, шлифовка);
- ГОСТ 2879 — горячекатаный круг для последующей холодной обработки давлением.
Кривизна прутков нормируется: для горячекатаного круга — не более 0,5 % длины, для калиброванного — до 0,2 %. Калиброванный прокат поставляется в прутках длиной 2–6 м или в мотках, что критично для подачи в автоматы продольного точения.
Механические свойства и термообработка
В состоянии поставки без термообработки сталь 20 демонстрирует предел текучести не менее 245 МПа и временное сопротивление 410 МПа. После нормализации при 900–920 C показатели повышаются: в — 410–450 МПа, т — 245–275 МПа, относительное удлинение 5 — не менее 25 %, ударная вязкость KCU — не ниже 60 Дж/см. Цементация на глубину 0,8–1,2 мм с последующей закалкой даёт поверхностную твёрдость 56–62 HRC при вязкой сердцевине, что применяется для деталей, работающих на износ при динамических нагрузках.
| Диаметр, мм | Способ производства | т, МПа | 5, % | Твёрдость, HB |
|---|---|---|---|---|
| 10–20 | калиброванный | 245 | 26 | 156–170 |
| 22–40 | горячекатаный | 245 | 25 | 156–170 |
| 45–80 | горячекатаный | 235 | 24 | 156–170 |
| 85–150 | кованый | 225 | 23 | 170 |
| 160–270 | кованый | 215 | 22 | 180 |
Технологичность и свариваемость
Сталь 20 обладает ограниченной склонностью к росту зерна при нагреве, что позволяет выполнять горячую объёмную штамповку с температурой начала деформации 1250 C и окончания 800 C. Свариваемость без ограничений: ручная дуговая сварка электродами Э42А, автоматическая под флюсом АН-348А, аргонодуговая — без предварительного подогрева при толщине до 30 мм. Обрабатываемость резанием в нормализованном состоянии — удовлетворительная, после цементации и закалки требуется применение твердосплавного инструмента с износостойкими покрытиями.
Области применения
Круг из стали 20 востребован в узлах, где необходимы пластичность и стойкость к ударным нагрузкам при умеренной прочности:
- оси, валики, пальцы, шпильки и крепёж для сельхозтехники и конвейерного оборудования;
- заготовки для цементуемых деталей — шестерни, втулки, золотники гидрораспределителей;
- трубные решётки, фланцы и патрубки теплообменной аппаратуры нефтегазопереработки;
- арматура трубопроводов: шпиндели, штоки задвижек и клапанов при температуре среды до 350 C;
- детали металлоконструкций мостовых кранов, рольгангов прокатных станов, буровых установок.
Для работы при отрицательных температурах до –40 C сталь 20 сохраняет ударную вязкость не ниже 30 Дж/см, что допускает её применение в северном исполнении оборудования. При контакте с агрессивными средами требуется защитное покрытие или переход на легированные марки.
Вопросы и ответы
Чем сталь 20 отличается от стали 45 применительно к круглому прокату?
Сталь 20 содержит 0,17–0,24 % углерода против 0,42–0,50 % у стали 45. Круг из стали 20 пластичнее и лучше сваривается, но уступает по прочности после закалки: 245 МПа против 355 МПа по пределу текучести. Сталь 45 выбирают для нагруженных валов без цементации, сталь 20 — для цементуемых и сварных конструкций.
Какой допуск обеспечивает калиброванный круг из стали 20?
По ГОСТ 7417 калиброванный прокат поставляется с полями допуска h9, h10, h11 и h12. Для диаметра 20 мм поле h9 даёт отклонение от 0 до –52 мкм, что позволяет использовать пруток без дополнительной обточки под токарную обработку в цанговых патронах.
Применяется ли сталь 20 для трубопроводной арматуры высокого давления?
Да, но с ограничениями по температуре и среде. Штоки и шпиндели задвижек из стали 20 работоспособны при давлении до 16 МПа и температуре до 350 C в средах пара и горячей воды. Для агрессивных сред и температур выше 400 C применяют легированные стали 20Х13 или 12Х18Н10Т.
Какая термообработка круга из стали 20 даёт максимальную поверхностную твёрдость?
Наибольшую поверхностную твёрдость 56–62 HRC обеспечивает цементация на глубину 0,8–1,2 мм при 920–940 C с последующей закалкой в воде или масле и низким отпуском при 160–180 C. Сердцевина сохраняет вязкость 25–35 HRC.