Время работы: Пн-Пт: 8:00 - 17:00
+7 (499) 391-15-46
Москва
Вернуться к списку статей

Сталь 20 – расшифровка, характеристики, аналоги, где применяется

Сталь 20 – конструкционная углеродистая сталь.

Применение: Сталь 20 – одна из самых распространённых на рынке чёрного проката. Применяется в промышленности для производства труб перегревателей, коллекторов и трубопроводов котлов высокого давления, листов для штампованных деталей, цементуемых детали для длительной и весьма длительной службы при температурах до 350 град.

По своим свойствам напоминает широко востребованную сталь 3, но, в отличие от неё, может эксплуатироваться при низких температурах.

По СТ-ЦКБА 010-2004 критическая температура хрупкости 20°С.

Классификация: конструкционная углеродистая качественная сталь 20. Слово “качественная” означает, что к химическому составу сплава, технологии и процессу изготовления проката предъявляют жёсткие требования.

Тип выпуска и вид поставки стали 20

  • сортовой прокат, в том числе фасонный — ГОСТ 1050-88, ГОСТ 2590-2006, ГОСТ 2591-2006, ГОСТ 2879-2006, ГОСТ 8509-93, ГОСТ 8510-86, ГОСТ 8240-97, ГОСТ 8239-89;
  • калиброванный пруток — ГОСТ 7417-75, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78, ГОСТ 10702-78;
  • шлифованный пруток и серебрянка — ГОСТ 14955-77;
  • лист толстый — ГОСТ 1577-93, ГОСТ 19903-74;
  • лист тонкий — ГОСТ 16523-97;
  • лента — ГОСТ 6009-74, ГОСТ 10234-77, ГОСТ 103-2006, ГОСТ 82-70;
  • проволока — ГОСТ 5663-79, ГОСТ 17305-91;
  • поковки и кованые заготовки — ГОСТ 8479-70;
  • трубы — ГОСТ 10704-91, ГОСТ 10705-80, ГОСТ 8731-74, ГОСТ 8732-78, ГОСТ 8733-74, ГОСТ 5654-76, ГОСТ 550-75.

Расшифровка обозначения в марке 20 

Как читать маркировку стали 20?
 

Число 20 в маркировке стали указывает на содержание углерода в сотых долях процента, то есть около 0,2 %. Такое количество углерода придаёт сплаву высокую прочность, но одновременно снижает пластичность.

Также значимые доли в составе сплава имеют

  • кремний – удаляет газы кислорода, азота и водорода и снижает тем самым пористость стали
  • марганец – препятствует окислению, выводит серу из состава и улучшает результаты термообработки.

Однако общая доля других химических элементов не превышает 2%, поэтому сталь 20 считается нелегированной. 

По степени раскисления сталь 20 относится к спокойным, то есть к раскисленным кремнием и марганцем. Такую сталь используют для изготовления деталей с высокими требованиями к прочности.

Химический состав стали 20 согласно ГОСТ 1050-2013

Таблица химического состава

Элемент Углерод Кремний Марганец Никель Хром Фосфор Сера Медь Мышьяк
Массовая доля, % 0,17 - 0,24 0,17 - 0,37 0,35 - 0,65 < 0,25 < 0,25 < 0,04 < 0,04 < 0,25 < 0,08

Механические свойства стали 20 при температуре 20 °C

Сортамент Размер Напр. sв sT d5 y KCU Термообр.
- мм - МПа МПа % % кДж / м2 -
Лист термообработ., ГОСТ 4041-71 4 - 14   340-490   28      
Трубы горячедеформир., ГОСТ 550-75     431 255 22 50 780  
Трубы, ГОСТ 8731-87     412 245 21      
Трубы, ГОСТ 10705-80     372 225 22      
Прокат, ГОСТ 1050-88 до 80   410 245 25 55   Нормализация
Прокат нагартован., ГОСТ 1050-88     490   7 40    
Прокат отожжен., ГОСТ 1050-88     390   21 50    
Лента отожжен., ГОСТ 2284-79     310-540   18      
Лента нагартован., ГОСТ 2284-79     490-830          

Механические свойства стали 20 при повышенных температурах

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  

Физические, механические и технологические свойства

Удельный вес, г/см3 7.85
Температура плавления, °С 1500
Температура ковки, °С начала 1280, конца 750. Охлаждение на воздухе.
Свариваемость материала Сваривается без ограничений, кроме деталей после химико-термической обработки. Способы сварки: ручная дуговая сварка, автоматическая дуговая сварка, контактная сварка.

Где применяется сталь 20

Листовой прокат из стали 20 востребован в тяжёлом машиностроении, станкостроении и строительстве, благодаря хорошей свариваемости, достаточной прочности и относительной доступности. Сталь 20 используется также:

  • для производства крепёжных приспособлений, соединительных элементов механизмов, шестерней, червяков, кронштейнов, валов, подшипников, вкладышей
  • в транспортной инфраструктуре: производство трубопроводов (трубы сварные и бесшовные), запорной арматуры и переходников, крестовин, накидных гаек, ниппелей, штуцеров, шестигранников, муфт, кранов, коллекторов, перегревателей, частей котлов, работающих под высоким давлением
  • для производства крепежа, крюков, несущих ферм, балок и многого другого.

Преимущества стали 20

  1. Соотношение цена-качество. Из-за отсутствия в составе дорогостоящих элементов сталь 20 отличается качеством и сравнительной дешевизной производства.
  2. Универсальность и распространённость. Сплав 20 применяется для производства практически всех видов металлических изделий. Он известен давно, процесс производства хорошо отработан и не имеет особых ограничений.
  3. Высокие механические показатели: прочность, твёрдость и пластичность. Высокая ударная вязкость означает, что сталь выдерживает повышенные динамические нагрузки.
  4. Улучшаемость. Термическая или механическая обработка существенно повышает прочность и эксплуатационные характеристики стали.
  5. Обрабатываемость. Сталь 20 в листах, стальных заготовках, кругах и других видах проката хорошо поддаётся ковке, резке и пайке, не склонна к образованию трещин.
  6. Хорошая свариваемость. Изделия из стали 20 свариваются без ограничений – за исключением случаев, когда ранее подвергались химической или термической обработке.
  7. Несклонность к отпускной хрупкости, нечувствительность к флокенам.

Недостатки стали 20

  1. Плохая устойчивость к химическому воздействию. Не рекомендуется контакт изделий из этой стали с щелочами и кислотами.
  2. Подверженность коррозии. Изделия из стали 20 плохо переносят повышенную влажность и контакт с водой без дополнительных защитных покрытий (цинкования, хромирования или окраски).

Аналоги и заменители стали 20

Российские аналоги стали 20 – конструкционные углеродистые качественные стали 15 и 25. Также схожими свойствами обладает сплав, из которого изготавливают сталь 3.

Зарубежные аналоги стали 20 – это сплавы, близкие к ней по составу и эксплуатационным характеристикам. Аналоги стали 20 есть в разных странах, так как она повсеместно используется в промышленности. В таблице ниже приведены как точные, так и примерные аналоги.

США Германия Япония Франция Англия Евросоюз Италия Бельгия Испания Китай Швеция Болгария Венгрия Польша Румыния Чехия Австралия Швейцария Юж.Корея
1020, 1023, 1024, G10200, G10230, H10200, M1020, M1023 1.0402, 1.0405, 1.1151, C22, C22E, C22R, Ck22, Cm22, Cq22, St35, St45-8 S20C, S20CK, S22C, STB410, STKM12A, STKM12A-S, STKM13B, STKM13B-W 1C22, 2C22, AF42, AF42C20, C20, C22, C22E, C25E, XC15, XC18, XC25 050A20, 055M15, 070M20, 070M26, 1449-22CS, 1449-22HS, 1C22, 22HS, 430, C22, C22E 1.1151, 2C22, C20E2C, C22, C22E C18, C20, C21, C22, C22E, C22R, C25, C25E C25-1, C25-2 1C22, C22, C25k, F.112, F.1120 20, 20G, 20R, 20Z 1450 20, C22, C22E A45.47, C22E 20, K18 OLC20, OLC20X 12022, 12024 1020, M1020 Ck22 SM20C, SM20CK, SM22C