Стальной шестигранник из стали 20: конструкционный прокат для машиностроения и крепёжного производства
Стальной шестигранник из стали 20 — это горячекатаный или калиброванный профиль с шестигранным поперечным сечением, изготовленный из углеродистой качественной конструкционной стали марки 20 (аналог: DIN C22, AISI 1020). Сталь 20 содержит 0,17–0,24 % углерода, до 0,25 % кремния, до 0,65 % марганца; поставляется по ГОСТ 1050-2013 и ГОСТ 2879-2006. Шестигранный профиль обеспечивает удобство фиксации в гаечных ключах, высокую площадь контакта при монтаже и устойчивость к провороту при механической обработке.
Сортамент и технические параметры
Шестигранник из стали 20 выпускается в двух основных исполнениях: горячекатаный (ГОСТ 2879-2006) и калиброванный (ГОСТ 8560-78). Размер под ключ варьируется от 8 до 100 мм. Для горячекатаного проката предельные отклонения по размеру под ключ составляют +0,0/–1,0 мм при диаметре до 50 мм. Калиброванный шестигранник имеет поле допуска h11 или h12, что позволяет использовать его без дополнительной механической обработки в автоматических линиях.
| Размер под ключ, мм | Способ производства | Предельные отклонения | Длина прутка, мм | Твёрдость, HB |
|---|---|---|---|---|
| 10 | калиброванный | h11 | 2000–6000 | 170 |
| 17 | горячекатаный | +0,0/–0,7 | 3000–6000 | 163 |
| 24 | горячекатаный | +0,0/–0,8 | 3000–6000 | 163 |
| 36 | горячекатаный | +0,0/–1,0 | 3000–6000 | 163 |
| 46 | горячекатаный | +0,0/–1,0 | 3000–6000 | 163 |
Механические свойства стали 20
Механические характеристики стали 20 в нормализованном состоянии:
- предел текучести — не менее 245 МПа;
- временное сопротивление разрыву — 410–530 МПа;
- относительное удлинение — не менее 25 %;
- ударная вязкость KCU — не менее 88 Дж/см при +20 C;
- твёрдость после нормализации — 120–163 HB.
Сталь 20 обладает хорошей свариваемостью без предварительного подогрева (при толщине до 36 мм), удовлетворительной обрабатываемостью резанием и склонностью к цементации. После цементации на глубину 0,8–1,2 мм и закалки поверхностный слой достигает 56–62 HRC при вязкой сердцевине.
Области применения шестигранника из стали 20
- Крепёжные изделия: болты, гайки, шпильки классов прочности 4.8 и 5.8 по ГОСТ Р ИСО 898-1.
- Детали арматуростроения: шпиндели, штоки, переходники запорной арматуры нефтегазового сортамента.
- Машиностроение: оси, валики, втулки, рычаги в узлах сельскохозяйственной техники и конвейерного оборудования.
- Станкостроение: заготовки для токарной обработки направляющих, фиксаторов, упоров.
- Металлоконструкции: элементы соединений в мостовых кранах, грузоподъёмных механизмах.
- Автомобилестроение: детали подвески, рулевого управления, крепёж силовых агрегатов.
Технологические особенности обработки
Шестигранник из стали 20 хорошо поддаётся токарной обработке, фрезерованию, сверлению и нарезанию резьбы. Режимы резания: скорость 80–120 м/мин твердосплавным инструментом, подача 0,15–0,3 мм/об. При термической обработке (закалка 880–900 C в воде, отпуск 200–600 C) достигается твёрдость 30–45 HRC в зависимости от температуры отпуска. Для повышения износостойкости применяется цементация при 900–930 C с последующей закалкой.
Вопросы и ответы
Чем сталь 20 отличается от стали 45 для шестигранника?
Сталь 20 содержит 0,17–0,24 % углерода, сталь 45 — 0,42–0,50 %. Шестигранник из стали 20 пластичнее, лучше сваривается, но имеет меньшую прочность после закалки. Сталь 45 применяется для нагруженных деталей, сталь 20 — для крепежа класса 4.8–5.8 и цементуемых изделий.
Какой допуск обеспечивает калиброванный шестигранник из стали 20?
Калиброванный прокат по ГОСТ 8560-78 поставляется с полем допуска h11 или h12. Для размера под ключ 17 мм отклонение составляет –0,11 мм при h11. Это позволяет использовать прутки в автоматах продольного точения без предварительной правки.
Применяется ли шестигранник из стали 20 для холодной высадки?
Да, сталь 20 в состоянии поставки имеет достаточную пластичность для холодной высадки крепёжных изделий. Прутки калиброванные и обточенные применяются на холодновысадочных автоматах для производства болтов и винтов.
Какова максимальная рабочая температура шестигранника из стали 20?
Длительная эксплуатация без окалинообразования допускается до 400 C. При кратковременном нагреве — до 500 C. Выше этих температур интенсивно снижается предел текучести и развивается окалинообразование.
