Особенности стали Ст20
Сталь 20 — качественный сплав с базовым набором компонентов и повышенной твердостью.
Отечественные модификации сплава — Ст20кп, Ст20пс, Ст20К.
Близкие по физико-механическим свойствам марки — Ст15 и Ст25.
За рубежом выпускают заменители — C22E и 2C22 (государства ЕС), Cq22 и St45-8 (Германия), 1020 и G10200 (США).
Согласно ГОСТ 1050-2013, материал относят к нелегированным качественным сплавам.
Вхождение химических элементов в сталь Ст20
| Массовая доля, % |
| C | Si | P | Cr | Ni | Cu | Mn | As | S | Fe |
| 0,17-0,24 | 0,17-0,37 | 0,030 | 0,25 | 0,30 | 0.30 | 0,35-0,65 | 0,08 | 0,035 | Оставшаяся часть |
| Углерод | Кремний | Фосфор | Хром | Никель | Медь | Магний | Мышьяк | Сера | Железо |
Регламент допускает снижение пропорций элементов:
- кремния — при введении добавок химических элементов: Al, Ti, V, Nb;
- марганца, — если механические свойства соответствуют стандартным значениям.
Плотность материала: 7859-7600 кг/м3 при температуре 20 0С и 900 0С (соответственно).
Характеристики стали Ст20
Металл обладает повышенной прочностью и пластичностью. Ударная вязкость сортового и фасонного проката: KCU:64-59 Дж/см3 (T = 20 0C). Конструкции выдерживают статические и динамические нагрузки.
Твердость базового состава после отжига —163 HB, нагартованного и калиброванного листа — 205 HB. Металл не склонен к отпускной хрупкости и образованию микротрещин (флокенов).
Чтобы усилить прочность, назначают дополнительные операции: термическую или механическую обработку. Предел выносливости обычного проката — 206 МПа, после улучшения (цементации, нормализации и отпуска), — 255 МПа.
Сплав хорошо проводит ток: электрическое сопротивление: 220 МОм*мм. Сталь Ст20 относят к парамагнетикам.
Теплопроводность базового состава (без легирующих добавок): 48 Вт/м*К. Теплоемкость металла: 490 Дж/кг*К.
Механические свойства заготовок из стали Ст20 при T = 200 0C указаны в таблице.
| Предел текучести при испытаниях образца при температуре от +200 0C до 1200 0C, МПа | Относительное удлинение, % | Относительное сужение, % |
| 430-20 | 34-64 | 67-100 |
Изделия из стали Ст20 неустойчивы к кислотам, щелочам и влаге. Скорость уменьшения массы конструкции при коррозионном разрушении — 0,5 мм/год. Чтобы повысить стойкость, гальваническим методом наносят покрытие.
Обработка и применение конструкций из стали Ст20
Изделия изготавливают методом холодного или горячего деформирования. После обработки получают продукцию:
Сталь Ст20 применяют для изготовления метизов (гаек, крестовин, штуцеров), малонагруженных изделий (осей, шестерней, копиров, валков) и деталей, противостоящих истиранию (болтов, стяжек, траверс). Из сплава Ст20К производят транспортное и водонагревательное оборудование: котлы, арматуру и трубы, работающие под высоким давлением.
