Поковка диска с отверстием из стали ст.20

Марка 20: характеристики и применение

Сталь 20 относится к конструкционным углеродистым качественным сталям. По химическому составу это низкоуглеродистый материал (C 0,17-0,24 %) без целенаправленного легирования: кремний и марганец находятся на обычном для качественной стали уровне (Si 0,17-0,37 %, Mn 0,35-0,65 %), а хром, никель и медь нормируются только как примеси (Cr до 0,25 %, Ni до 0,3 %, Cu до 0,3 %) при ограниченном содержании серы и фосфора (S до 0,04 %, P до 0,035 %). Такой состав определяет хорошую пластичность и вязкость в ущерб прочности, а также высокую технологичность при ковке и сварке. Поковка диска с отверстием из ст.20 поэтому востребована там, где важнее не предельная нагрузочная способность, а надёжность, обрабатываемость и стабильное качество заготовки.

Невысокая прочность в нормализованном состоянии подтверждается приведёнными в таблице механических свойств значениями: для горячедеформированных труб (ГОСТ 550-75) предел прочности около 431 МПа при пределе текучести порядка 255 МПа, относительном удлинении 22 % и сужении 50 %, а ударная вязкость KCU достигает 780 кДж/м². Указанная твёрдость в состоянии после отжига невелика (по характеристикам марки по марке HB на уровне отожжённого проката), что облегчает токарную и расточную обработку отверстия диска. Низкое содержание углерода делает ст.20 цементуемой сталью: при необходимости поверхность диска можно упрочнить науглероживанием с последующей закалкой, сохранив вязкую сердцевину. В описании также указана возможная замена марками 15 и 25: близкими по составу углеродистыми сталями.

Согласно указанному в описании назначению, ст.20 применяется для труб перегревателей, коллекторов и трубопроводов котлов высокого давления, листов под штампованные детали и цементуемых деталей длительной службы при температурах до 350 °C (критическая температура хрупкости 20 °C по СТ-ЦКБА 010-2004). Для диска с отверстием это означает типовое использование в качестве фланцев, переходных и опорных дисков, заготовок втулок и колец общего машиностроения и котельно-арматурного оборудования. При изготовлении поковки сталь хорошо заполняет штамп и протягивается, отверстие может быть получено прошивкой с последующей механической доводкой; рекомендуется нормализация для выравнивания структуры после ковки, а при работе на износ: цементация рабочих поверхностей. Конкретные режимы термообработки и контроль (твёрдость, УЗК) согласуются по чертежу и заданию.