Ст20 представляет собой конструкционную углеродистую качественную сталь. Материал относится к сталям с контролируемым химическим составом и применяется в трубах, листах, сортовом прокате, лентах, поковках, проволоке и металлических сетках. В справочных данных для него указаны заменители 15 и 25, а также зарубежные аналоги, включая 1020, C22, C22E, S20C и ряд других обозначений.
Назначение и особенности конструкционной стали
Основные направления применения связаны с изготовлением труб перегревателей, коллекторов и трубопроводов котлов высокого давления. Листы из этой стали используют для штампованных деталей, а также для цементуемых деталей длительной и весьма длительной службы при температурах до 350 °C.
По данным справочника, критическая температура хрупкости по СТ-ЦКБА 010-2004 составляет 20 °C. Материал не чувствителен к флокенам, не склонен к отпускной хрупкости и характеризуется свариваемостью без ограничений. В приведённом описании это означает возможность сварки без подогрева и последующей термической обработки.
Химический состав и температурные характеристики
Содержание углерода находится в диапазоне 0,17–0,24 %, кремния составляет 0,17–0,37 %, марганца 0,35–0,65 %. Для никеля, меди, хрома и мышьяка приведены предельные значения, а содержание серы и фосфора ограничено до 0,04 и 0,035 % соответственно.
- Углерод: 0,17–0,24 %.
- Кремний: 0,17–0,37 %.
- Марганец: 0,35–0,65 %.
- Никель: до 0,3 %, хром: до 0,25 %.
- Сера: до 0,04 %, фосфор: до 0,035 %.
- Медь: до 0,3 %, мышьяк: до 0,08 %.
Критические точки материала указаны как Ac1 = 724 °C, Ac3 или Acm = 845 °C, Ar3 или Arcm = 815 °C и Ar1 = 682 °C. Эти значения приведены в справочном документе вместе с данными по химическому составу и относятся к характеристикам марки.
Механические и физические свойства
Показатели зависят от вида продукции, нормативного документа и состояния поставки. Для проката по ГОСТ 1050-88 при размере до 80 мм указаны временное сопротивление 410 МПа, предел текучести 245 МПа, относительное удлинение 25 % и относительное сужение 55 %. Для отожжённого проката приведены значения 390 МПа, 21 % и 50 %, а для нагартованного проката временное сопротивление составляет 490 МПа при относительном удлинении 7 %.
Для горячедеформированных труб по ГОСТ 550-75 в таблице приведены временное сопротивление 431 МПа, предел текучести 255 МПа, относительное удлинение 22 % и относительное сужение 50 %. Для труб по ГОСТ 8731-87 указаны 412 МПа, 245 МПа и 21 %, а для труб по ГОСТ 10705-80 372 МПа, 225 МПа и 22 %. Показатели относятся к конкретным видам продукции, поэтому их нельзя переносить на весь сортамент без учёта стандарта и состояния металла.
- Плотность при 20 °C: 7859 кг/м3.
- Модуль упругости первого рода при 20 °C: 2,13 × 105 МПа.
- Теплопроводность при 100 °C: 50,6 Вт/(м·град).
- Удельная теплоёмкость при 100 °C: 486 Дж/(кг·град).
- Твёрдость после отжига по ГОСТ 1050-88: HB 10-1 = 163 МПа.
- Твёрдость калиброванного нагартованного проката: HB 10-1 = 207 МПа.
Виды поставки и практический выбор
В документах перечислены поковки, сортовой и фасонный прокат, листы, полосы, ленты, трубы, стальная проволока и металлические сетки. Для этих видов продукции приведены разные нормативные документы, поэтому при подборе материала сначала определяют форму изделия, затем сопоставляют её с соответствующим стандартом и состоянием поставки.
Для листовой продукции в справочнике указаны, в частности, ГОСТ 82-70, ГОСТ 103-2006, ГОСТ 16523-97 и ГОСТ 19903-74. Для труб встречаются ГОСТ 550-75, ГОСТ 8731-87, ГОСТ 8732-78, ГОСТ 10705-80, ГОСТ 3262-75 и другие документы. Сортовой прокат представлен стандартами ГОСТ 1050-88, ГОСТ 14955-77, ГОСТ 2590-2006 и ГОСТ 2591-2006, а для лент указан ГОСТ 2284-79.
Состояние поставки влияет на табличные механические показатели и твёрдость. В исходных данных отдельно приведены характеристики отожжённого и нагартованного проката, листов после термообработки, горячедеформированных труб и различных видов ленты. При оформлении заказа эти сведения сопоставляют с видом изделия и документом, по которому оно выпускается.
Прокат и изделия из стали Ст20
В каталоге материал связан с листами горячекатаными и холоднокатаными, листом конструкционным, рулоном горячекатаным, полосой горячекатаной и конструкционной, а также с лентой холоднокатаной. Для сортового проката представлены круг стальной, конструкционный круг, калиброванный круг, круглые и калиброванные прутки, квадрат и шестигранник.
Отдельную группу составляют бесшовные горячедеформированные и холоднодеформированные трубы, цельнотянутые, электросварные, ВГП, котельные, магистральные, газлифтные, конструкционные и профильные трубы. В связанных категориях также указаны оцинкованные трубы, листы, полосы, уголки и шины. Наличие категории в каталоге показывает связь изделия с данным материалом, а конкретные размеры, исполнение и нормативные показатели определяются карточкой соответствующей продукции.