Главная  >  Справочник  >  Сталь конструкционная легированная 20Г

Сталь конструкционная легированная 20Г: описание, свойства, применение

Сталь 20Г – это конструкционная легированная сталь, широко используемая в различных отраслях промышленности благодаря своим высоким прочностным характеристикам, хорошей свариваемости и устойчивости к износу. Эта марка стали относится к классу марганцовистых сталей и находит применение в производстве деталей, работающих под высокими нагрузками и требующих повышенной прочности.

 

Основные характеристики стали 20Г:

 

• Высокая прочность: Легирование марганцем (Г) обеспечивает стали 20Г повышенную прочность и твердость по сравнению с углеродистыми сталями.
• Хорошая свариваемость: Сталь 20Г хорошо сваривается различными способами, что позволяет изготавливать сложные конструкции с использованием сварных соединений.
• Устойчивость к износу: Благодаря повышенной твердости сталь 20Г обладает хорошей устойчивостью к износу, что делает ее пригодной для изготовления деталей, подверженных трению и абразивному износу.
• Обрабатываемость: Сталь 20Г хорошо поддается механической обработке, что позволяет изготавливать детали сложной формы с высокой точностью.
• Применение после термообработки: Для достижения оптимальных механических свойств сталь 20Г подвергается термообработке, такой как нормализация или закалка с отпуском.

 

Химический состав стали 20Г (ГОСТ 4543-71):

 

Элемент	Содержание (%)
Углерод (C)	0.17 - 0.24
Марганец (Mn)	1.20 - 1.60
Кремний (Si)	0.17 - 0.37
Хром (Cr)	до 0.25
Никель (Ni)	до 0.30
Медь (Cu)	до 0.30
Сера (S)	до 0.040
Фосфор (P)	до 0.035
Мышьяк (As)	до 0.08

 

Расшифровка обозначения стали 20Г:

• 20: Указывает на содержание углерода в сотых долях процента (0.20%).
• Г: Обозначает наличие марганца (Mn) в стали как основного легирующего элемента.

 

Механические свойства стали 20Г (ГОСТ 4543-71):

Механические свойства стали 20Г зависят от режима термообработки. Приведенные ниже значения являются ориентировочными и могут варьироваться в зависимости от конкретных условий.

Свойство	Значение	Единица измерения
Предел прочности (временное сопротивление) (σв)	520 - 640	МПа
Предел текучести (σт)	295 - 390	МПа
Относительное удлинение (δ5)	21 - 25	%
Относительное сужение (ψ)	50 - 55	%
Ударная вязкость (KCU)	78 - 98	Дж/см²
Твердость по Бринеллю (HB)	156 - 187

 

Физические свойства стали 20Г:

 

Свойство	Значение	Единица измерения
Плотность (ρ)	7850	кг/м³
Модуль упругости (E)	2.06 x 10⁵	МПа
Коэффициент линейного расширения (α)	11.9 x 10⁻⁶	1/°C
Теплопроводность (λ)	46	Вт/(м·°C)
Удельная теплоемкость (c)	480	Дж/(кг·°C)
Электрическое сопротивление (ρ)	0.16 x 10⁻⁶	Ом·м

 

Области применения стали 20Г:

Сталь 20Г широко используется в различных отраслях промышленности для изготовления деталей, работающих под высокими нагрузками и требующих повышенной прочности и износостойкости. Основные области применения:

• Машиностроение:
  • Шестерни, валы, оси, диски и другие детали редукторов и коробок передач.
  • Детали двигателей внутреннего сгорания, такие как коленчатые валы, шатуны, клапаны.
  • Элементы ходовой части автомобилей и другой техники, такие как пружины, рессоры, торсионы.
  • Детали строительной и дорожной техники, такие как зубья ковшей, элементы грейдеров, бульдозеров.
• Транспортное машиностроение:
  • Детали вагонов, локомотивов, судов.
• Горнодобывающая промышленность:
  • Детали бурового оборудования, дробилок, экскаваторов.
• Нефтегазовая промышленность:
  • Детали насосов, компрессоров, трубопроводной арматуры.
• Сельскохозяйственное машиностроение:
  • Детали плугов, культиваторов, сеялок.
• Производство крепежных изделий:
  • Высокопрочные болты, гайки, шпильки.

 

Виды металлопроката из стали 20Г:

Сталь 20Г поставляется в виде широкого ассортимента металлопроката:

• Сортовой прокат:
  • Круг стальной (ГОСТ 2590-2006)
  • Квадрат стальной (ГОСТ 2591-2006)
  • Полоса стальная (ГОСТ 103-2006)
  • Шестигранник стальной (ГОСТ 2879-2006)
• Листовой прокат:
  • Лист горячекатаный (ГОСТ 19903-2015)
  • Лист холоднокатаный (ГОСТ 19904-90)
• Трубный прокат:
  • Трубы бесшовные (ГОСТ 8732-78, ГОСТ 8734-75)
• Поковки и штамповки: (ГОСТ 8479-70)

 

ГОСТы, регламентирующие сталь 20Г и металлопрокат из нее:

• ГОСТ 4543-71 Сталь легированная конструкционная. Марки.
• ГОСТ 2590-2006 Прокат сортовой стальной горячекатаный круглый. Сортамент.
• ГОСТ 2591-2006 Прокат сортовой стальной горячекатаный квадратный. Сортамент.
• ГОСТ 103-2006 Прокат сортовой стальной горячекатаный полосовой. Сортамент.
• ГОСТ 2879-2006 Прокат сортовой стальной горячекатаный шестигранный. Сортамент.
• ГОСТ 19903-2015 Прокат листовой горячекатаный. Сортамент.
• ГОСТ 19904-90 Прокат листовой холоднокатаный. Сортамент.
• ГОСТ 8732-78 Трубы стальные бесшовные горячедеформированные. Сортамент.
• ГОСТ 8734-75 Трубы стальные бесшовные холоднодеформированные. Сортамент.
• ГОСТ 8479-70 Поковки из конструкционной легированной и углеродистой стали. Общие технические условия.
• ГОСТ 14959-2016 Прокат сортовой, калиброванный со специальной отделкой поверхности из конструкционной легированной стали. Общие технические условия.
• Различные ГОСТы на крепежные изделия (болты, гайки, шпильки), если они изготавливаются из стали 20Г.

 

Операции в цехах, использующие материалы из стали 20Г:

Использование стали 20Г в различных цехах предполагает выполнение следующих операций:

• Металлургический цех:
  • Плавка стали: В металлургическом цехе производится выплавка стали 20Г в электропечах или конвертерах. Контролируется химический состав и температура расплава.
  • Разливка стали: Расплавленная сталь разливается в слитки или заготовки для дальнейшей переработки.
• Прокатный цех:
  • Горячая прокатка: Слитки или заготовки нагреваются и пропускаются через прокатные станы для получения сортового, листового или трубного проката.
  • Холодная прокатка: Горячекатаный прокат подвергается холодной прокатке для улучшения качества поверхности и точности размеров.
• Кузнечный цех:
  • Ковка: Заготовки из стали 20Г подвергаются ковке на молотах или прессах для придания им требуемой формы.
  • Штамповка: Из стали 20Г изготавливаются штампованные детали с использованием штампов и прессов.
• Механический цех:
  • Резка: Металлопрокат из стали 20Г разрезается на заготовки нужного размера с использованием ленточных пил, дисковых пил или газовой резки.
  • Токарная обработка: На токарных станках выполняются операции по обработке деталей вращения, такие как обточка, расточка, нарезание резьбы.
  • Фрезерная обработка: На фрезерных станках выполняются операции по обработке плоских поверхностей, пазов, канавок.
  • Сверление: В деталях из стали 20Г сверлятся отверстия различного диаметра.
  • Шлифовка: Поверхность деталей шлифуется для достижения высокой точности размеров и шероховатости.
• Термический цех:
  • Нормализация: Заготовки или детали нагреваются до определенной температуры и охлаждаются на воздухе для улучшения структуры стали и снятия внутренних напряжений.
  • Закалка: Сталь нагревается до температуры закалки и быстро охлаждается в воде или масле для повышения твердости и прочности.
  • Отпуск: Закаленная сталь нагревается до температуры отпуска для снижения хрупкости и повышения пластичности.
  • Отжиг: Сталь нагревается до определенной температуры и медленно охлаждается для снятия внутренних напряжений и улучшения обрабатываемости.
• Сварочный цех:
  • Сварка: Детали из стали 20Г свариваются различными способами, такими как дуговая сварка, газовая сварка, контактная сварка, для создания сварных конструкций.
• Инструментальный цех:
  • Изготовление штампов и пресс-форм: Из стали 20Г изготавливаются штампы и пресс-формы для ковки, штамповки и литья.
• Цех покрытий:
  • Нанесение защитных покрытий: Детали из стали 20Г могут подвергаться нанесению защитных покрытий, таких как цинкование, хромирование, никелирование, для защиты от коррозии.

 

Сталь 20Г является востребованным материалом в различных отраслях промышленности. Ее широкое применение обусловлено оптимальным сочетанием прочностных характеристик, свариваемости и обрабатываемости. Правильный выбор режима термообработки позволяет достичь требуемых свойств и обеспечить надежную работу деталей в различных условиях эксплуатации. При работе со сталью 20Г необходимо руководствоваться действующими ГОСТами и техническими условиями.