Круг сталь 20
Конструкционная углеродистая сталь марки 20 с круглым сечением
Сталь 20 – конструкционный углеродистый металл. Отличительная черта такой стали заключается в соблюдении строгого технологического процесса при плавке – это касается процессов переплавки и отливания металла. Кроме того, сталь 20 содержит в своей структуре мало неметаллических компонентов. Маркировка стали говорит о том, что в ее составе содержится углерод, в процентном соотношении 0,2%.
В группе компаний «Ресурс» вы сможете купить конструкционный металл марки 20 по доступной цене. Следует учесть, что сталь углеродистого типа может быть классифицирована по нескольким ключевым характеристикам:
- По структуре;
- По способу получения (мартеновского, кислородно-конвертерного и электростального типа);
- По типу раскисления;
- По вредным примесям, которые могут содержаться в структуре материала.
Состав стали 20 марки – химические и технические показатели
Сталь 20 содержит в своем составе такие элементы как:
- Углерод в соотношении от 0,17 до 0,24%;
- Мышьяк – не более 0,08%;
- Фосфор – порядка 0,035%;
- Кремний – от 0,17 до 0,37%;
- Сера – не более 0,4%;
- Никель и медь в содержании до 0,25%;
- Марганец – от 0,35% до 0,65%.
Сталь 20 имеет отличные технические характеристики, которые обусловлены температурой ковки металла, равной 1280°С, и температурой охлаждения, равной -750°С. Сталь марки 20 относится к классу нефлокеночувствительных металлов и не имеет отпускных способностей. Что касается свариваемости, то металл отлично поддается данной обработке, за исключением деталей, которые прошли термическую или химическую обработку.
Применение – сталь 20 в промышленности
Конструкционный металл 20 марки широко применяется различных промышленных сферах. Популярность стали обусловлена отличными характеристиками и прочностными показатели. Немаловажную роль играет процесс получения металла, который делает сталь 20 доступной.
Сталь 20 – самый востребованный материал, который широко используется для производства фланцев и их соединений. Готовые изделия широко используются для производства котлов, а также в нефтяных, газовых и тепловых агрегатах, чья работа связана с повышенными температурами.
Конструкционная сталь марки 20 используется для создания труб разного сечения, а также прочих конструктивных элементов, выдерживающих небольшие нагрузки. Дополнительная термообработка поможет расширить сферы применения металла – в данной ситуации, сталь можно использовать для дальнейшей цементации, цианирования, нитроцементации. Чтобы достичь оптимальной прочности металлического листа, в состав материала добавляет повышенная доля азота с углеродом.
Конструкционная сталь 20-ой марки используется для создания следующих элементов:
- Элементы трубопровода, способные выдержать высокое давление, коллекторы и прогреватели;
- Изготавливают такие элементы как фланец, патрубок, тройник, штуцер и пр.;
- Круги;
- Трубы профильного, круглого, бесшовного, спиральшовного, электросварного и других типов;
- Прокатная сталь;
- Проволока.
Характеристика и свойства стали марки 20
Что касается коррозийной стойкости, то металл имеет следующие показатели:
- В сероводородной среде показатели стойкости к коррозии меньше или равно 0,5/год;
- Водородное растрескивание в год < 3%;
- Растрескивание сульфидного типа под воздействием напряжения – порядка 75% от , 0,02.
Следуя ТУ 14-3-1971-97, сталь 20, используемая для производства труб, обязательно проходит проверку на растрескивание от водорода по стандарту NACE TM 02 84, в испытательной среде NACE TM 01 77.
Что касается предельных значений по толщине и длине трещин, то они не должны превышать 3 и 6% от длины и толщины изделия соответственно. Напряжение порогового типа не должно быть меньше 75%, от наименьшего порога гарантируемого уровня текучести металла. Темпы коррозии не должны превышать уровень более 0,5 мм в год.
Наплавка
Уплотнительные поверхности, которые наносятся методом наплавки на трубопроводную арматуру согласно ОСТ 26-07-2028-81 осуществляется при помощи электродуговой наплавки, электродом марки Э-20Х13, на который нанесена обмазка УОНИ-13НЖ, НИИ-48 и др., а также проволокой СВ-12Х13 или СВ-20Х13.
Прежде чем произвести наплавку, необходимо подготовить рабочую поверхность заготовки механическим способом. Непосредственно перед нанесением наплавки, изделие из конструкционной стали нагревают до температуры в 400 и более градусов. Следующий шаг – после наплавки, деталь подвергает процессу термообработки, при температуре в 550-600°С, при выдержке в 2-4 часа. Печь должна быть прогрета до температуры не менее 300°С перед загрузкой обработанного элемента.
Свариваемость
Сваривать детали можно без каких-либо ограничений, кроме элементов, обработанных химическим или термическим способами. Следует учесть, что сварка ручного типа осуществляется электродами МР-3 или УОНИ13/45А. Если варить автоматом под флюсом – сварка осуществляется с помощью проволоки Св-08А и др, с флюсом АН-348А. Сваривая в защитных газах типа Ar и CO2, используется проволока Св-08Г2С.
Физические параметры круга стали 20
| Tемпература | E 10- 5 | a 10 6 | l | r | C | R 10 9 |
| Град | МПа | 1/Град | Вт/(м·град) | кг/м3 | Дж/(кг·град) | Ом·м |
| 20 | 2,13 | 52 | 7859 | |||
| 100 | 2,03 | 11,60 | 50.6 | 7834 | 486 | 219 |
| 200 | 1,99 | 12,60 | 48.6 | 7803 | 498 | 292 |
| 300 | 1,90 | 13,10 | 46.2 | 7770 | 514 | 381 |
| 400 | 1,82 | 13,60 | 42.8 | 7736 | 533 | 487 |
| 500 | 1,72 | 14,10 | 39.1 | 7699 | 555 | 601 |
| 600 | 1,60 | 14,60 | 35.8 | 7659 | 584 | 758 |
| 700 | 14,80 | 32 | 7617 | 636 | 925 | |
| 800 | 12,90 | 7624 | 703 | 1094 | ||
| 900 | 7600 | 703 | 1135 | |||
| 1000 | 695 |
Механические свойства стали 20 при температуре 20 0С
| Соответствие по ГОСТ | Вид поставки | σВ (МПа) | δ 5 (%) | ψ (%) | HB (не более) |
| 1050-74 | Сталь калиброванная: | ||||
| горячекатаная, кованая и серебрянка 2-й категории после нормализации | 410 | 25 | 55 | ||
| 5-й категории после нагартовки | 490 | 7 | 40 | ||
| 5-й категории после отжига или высокого отпуска | 390 | 21 | 50 | ||
| 10702-78 | Сталь калиброванная и калиброванная со специальной отделкой: | ||||
| после отпуска или отжига | 390-490 | 50 | 163 | ||
| после сфероидизирующего отжига | 340-440 | 50 | 163 | ||
| нагартованная без термообработки | 490 | 7 | 40 | 207 |
Механические свойства металлических кругов стали 20 при повышенных температурах 0С
| Температурные испытания, °С | σ0,2, МПа | σВ, МПа | δ5, % | ψ, % | KCU, Дж/см2 |
| 20 | 280 | 430 | 34 | 67 | 218 |
| 200 | 230 | 405 | 28 | 67 | 186 |
| 300 | 170 | 415 | 29 | 64 | 188 |
| 400 | 150 | 340 | 39 | 81 | 100 |
| 500 | 140 | 245 | 40 | 86 | 88 |
| 700 | 130 | 39 | 94 | ||
| 800 | 89 | 51 | 96 | ||
| 900 | 75 | 55 | 100 | ||
| 1000 | 47 | 63 | 100 | ||
| 1100 | 30 | 59 | 100 | ||
| 1200 | 20 | 64 | 100 |
Пределы выносливости стали 20
| σ-1, МПа | J-1, МПа | n | δ5, МПа | σ0,2,МПа | Термообработка, состояние стали |
| 206 | 1Е+7 | 500 | 320 | ||
| 245 | 520 | 310 | |||
| 225 | 490 | 280 | |||
| 205 | 127 | Нормализация 910 С, отпуск 620 С. | |||
| 193 | 420 | 280 | |||
| 255 | 451 | Цементация 930 С, закалка 810 С, отпуск 190 С. |
Механические свойства стали 20 после ХТО
| Сечение, мм | σ0,2, МПа | σВ, МПа | δ5, % | y , % | KCU, Дж/м 2 | HB | HRC |
| Цементация 920-950 °С, воздух. Закалка 800-820 °С, вода. Отпуск 180-200 °С, воздух. | |||||||
| 50 | 290-340 | 490-590 | 18 | 45 | 54 | 156 | 55-63 |
Технологические свойства стали 20
| Коррозионная стойкость | В среде H2S: скорость общей коррозии ≤ 0,5 мм/год; стойкость к водородному растрескиванию CLR ≤ 3 % CTR ≤ 6 %; стойкость к сульфидному коррозионному растрескиванию под напряжением ≥ 75 % от σ0,2. По ТУ 14-3-1971-97 металл труб должен выдерживать испытания на водородное растрескивание по стандарту NACE ТМ 02 84 (испытательная среда NACE TM 01 77). Предельные значения коэффициентов длины (CLR) и толщины трещин (CTR) не должны превышать соответственно 3 и 6%. Металл труб должен выдерживать испытания на стойкость к сульфидному растрескиванию под напряжением. Пороговое напряжение СКРН должно быть не менее 75% (254 МРа) от минимального гарантируемого предела текучести материала. Скорость общей коррозии металла труб не должна превышать 0,5 мм/год. |
| Наплавка | Наплавка уплотнительных поверхностей деталей трубопроводной арматуры в соответствии с ОСТ 26-07-2028-81 производится ручной электродуговой наплавкой электродами типа Э-20Х13 с обмазкой УОНИ-13НЖ, НИИ-48, НИИ-48Ж-1 или проволокой СВ-12Х13 или СВ-20Х13. Подготовка поверхности под наплавку производится механической обработкой. Наплавка производится с предварительным и сопутствующим нагревом детали до 400-450 °C не менее чем в 3 слоя толщиной не менее 4 мм без учета припуска на механическую обработку. Термообработка после наплавки производится путем отпуска при 550-600 °C (выдержка 2-5 ч) на твердость НВ=301-350, при 600-650 °C (выдержка 2-5 ч) на твердость НВ=240-300, при 400-450 °C (выдержка 2-5 ч) на твердость НВ=351-400. Температура печи при загрузке деталей для отпуска должна быть не более 300 °C. |
| Обрабатываемость резаньем | В горячекатанном состоянии при НВ 126-131 и sВ=450-490 МПа Kn тв.спл.=1,7 Kn б.ст.=1,6. |
| Свариваемость | Сваривается без ограничений, кроме деталей после химико-термической обработки. Способы сварки РДС, АДС под флюсом и газовой защитой, КТС. Для ручной дуговой сварки используются электроды МР-3 или УОНИ13/45А; для автоматической под флюсом - проволока Св-08А, Cв-08ГA или Св-10Г2 с флюсом АН-348А; для сварки в защитных газах Ar и CO2 - сварочная проволока Св-08Г2С. |
| Склонность к отпускной хрупкости | Не склонна. |
| Температура ковки | Начала - 1280 °C, конца - 750 °C. Охлаждение на воздухе. |
| Флокеночувствительность | не чувствительна. |
Ударная вязкость стали 20 при низких температурах °С
| Соответствие по ГОСТ | Вид поставки | Сечение, мм | KCU при +20 | KCU при -40 | KCU при -60 |
| 19281-73 | Сортовой и фасонный прокат | от 5 до 10 | 64 | 39 | 34 |
| от 10 до 20 вкл. | 59 | 34 | 29 | ||
| от 20 до 100 вкл. | 59 | 34 | - |
Предел текучести стали 20
| Температура испытания, °C/s0,2 | |||||||
| 150 | 200 | 250 | 300 | 320 | 350 | 400 | 450 |
| ≥215 | ≥210 | ≥196 | ≥180 | ≥160 | ≥137 | ≥127 | |
Аналог зарубежом стали 20
| США | 1020, 1023, 1024, G10200, G10230, H10200, M1020, M1023 |
| Германия | 1.0402, 1.0405, 1.1151, C22, C22E, C22R, Ck22, Cm22, Cq22, St35, St45-8 |
| Япония | S20C, S20CK, S22C, STB410, STKM12A, STKM12A-S, STKM13B, STKM13B-W |
| Франция | 1C22, 2C22, AF42, AF42C20, C20, C22, C22E, C25E, XC15, XC18, XC25 |
| Англия | 050A20, 055M15, 070M20, 070M26, 1449-22CS, 1449-22HS, 1C22, 22HS, 430, C22, C22E |
| Евросоюз | 1.1151, 2C22, C20E2C, C22, C22E |
| Италия | C18, C20, C21, C22, C22E, C22R, C25, C25E |
| Бельгия | C25-1, C25-2 |
| Испания | 1C22, C22, C25k, F.112, F.1120 |
| Китай | 20, 20G, 20R, 20Z |
| Швеция | 1450 |
| Болгария | 20, C22, C22E |
| Венгрия | A45.47, C22E |
| Польша | 20, K18 |
| Румыния | OLC20, OLC20X |
| Чехия | 12022, 12024 |
| Австралия | 1020, M1020 |
| Швейцария | Ck22 |
| Юж.Корея | SM20C, SM20CK, SM22C |
