Oceľ 20: GOST, charakteristiky, vlastnosti a použitie

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-12-17 10:39

Čisté železo sa vyznačuje obmedzeným zoznamom vlastností a ako základný kov je málo zaujímavé. Ale zliatiny založené na ňom majú obrovský potenciál, stačí určiť chemické zloženie a urobiť správne tepelné spracovanie.

Najbežnejšie konštrukčné ocele

Všetky ocele na báze železa patria do metalurgie železa a majú početné klasifikácie. Vyrába sa podľa rôznych parametrov: podľa chemického zloženia, účelu, obsahu škodlivých prvkov, pevnosti a rázovej húževnatosti, pružnosti a mnohých ďalších. Štrukturálne - sa stali najbežnejšími v používaní. Niektoré z nich majú univerzálne vlastnosti a zameniteľnosť.

Konštrukčná oceľ 20 patrí do strednej uhlíkovej triedy, má feritovo-perlitovú štruktúru. Oceľ je vysoko kvalitná, to znamená, že má znížený obsah škodlivých prvkov: síry a fosforu. Žiadne obmedzenia zvárateľnosti. Optimálna kombinácia pevnosti a plasticity z neho robí jednoducho univerzálny materiál na výrobu valcovaných rúr, dielov podrobených následným termomechanickým a termochemickýmspracovanie (cementovanie, galvanizácia a chrómovanie).

G20 našla svoje využitie

Oceľ 20, ktorej vlastnosti sa pomocou chemicko-tepelného, termomechanického spracovania môžu meniť v širokom rozmedzí, je najviac žiadaná vo výrobe rúr pri výrobe dielov s tvrdým povrchom a mäkkým stredom. Môžu to byť hriadele, ozubené kolesá, ozubené kolesá, skrutky, žeriavové háky, armatúry, lisovacie plechy (vlnitá lepenka), matice a skrutky na nekritické upevnenie. Rúry vyrobené z tejto triedy ocele sa používajú na prepravu plynov, pary, neagresívnych kvapalín dodávaných pod tlakom. Sú to potrubia prehrievačov, potrubí, vysokotlakových kotlov a kolektorov.

Zmena štruktúry termochemickým spracovaním

Tá istá značka môže zmeniť svoje vlastnosti tepelným spracovaním. Oceľ triedy 20 má dobré plastické vlastnosti, takže výrobky z nej sa získavajú niekoľkými spôsobmi: liatím, valcovaním za studena alebo za tepla alebo ťahaním. Po prijatí dielov odlievaním je možné na ne aplikovať chemicko-tepelné spracovanie. Účelom tohto postupu je získať tvrdú vrstvu odolnú voči opotrebeniu, ktorá nepodlieha korózii a tvárny mäkký stred.

Na tento účel sa hotový diel umiestni do vhodného prostredia (vystlaného suchou látkou obsahujúcou uhlík, vloží sa do plynného alebo kvapalného média), potom sa niekoľko hodín až 1,5 dňa uchováva pri vysokej teplote. Mechanickýspracovanie dielov by malo byť v tomto okamihu dokončené, pretože po termochemickom spracovaní bude mať výrobok už konečnú štruktúru. Prvok nasýti vrchnú vrstvu produktu (od 0,3 do 3,0 mm), čím zlepšuje jeho štruktúru a vlastnosti.

V závislosti od použitej látky sa úprava nazýva: kyanidácia (zinok), karburizácia (uhlík), chrómovanie (chróm). Uhlík dodáva pevnosť, zinok - odolnosť proti korózii, chróm, okrem toho všetko vyššie, robí povrch zrkadlovým.

Zmena štruktúry obrábaním

Na rozdiel od predchádzajúcej metódy spracovania, ktorá sa vykonáva výlučne na vytvrdenie hornej vrstvy kovu a flexibilitu vo vnútornej, je termomechanické spracovanie jednou z metód tvarovania. Oceľ 20 môže byť deformovaná za tepla aj za studena. Každý typ má svoje výhody a nevýhody. Používajú sa však na základe najpotrebnejších vlastností.

Tvárnenie za tepla sa používa na výrobky s hrúbkou steny väčšou ako 5 mm. Keďže pri zahriatí kovu dochádza k tvorbe okovín a oduhličenej mikrovrstvy (nežiaduca štruktúra), nie je vhodné používať tento typ valcovania pre tenkostenné diely. Oproti tvarovaniu za studena má však jednu veľkú výhodu.

Tvárnenie za studena sa používa na diely, ktoré majú hrúbku menšiu ako 5 mm. Na ťahanie za studena sú vhodné len „mäkké“druhy ocele. Počas valcovania kov zažívavýrazná deformácia alebo stvrdnutie. To vedie k zvýšeniu jeho pevnosti a prítomnosti vysokých napätí v konštrukcii. Kvôli tenkým stenám sa takýto kov nemôže zahriať (stráviť dovolenku, t.j. obnoviť predchádzajúcu štruktúru). Je náchylnejší na zničenie pri náraze a inom dynamickom zaťažení. Konštrukčná oceľová rúra (oceľ 20) sa líši vo výrobných metódach a získaných technických charakteristikách, ktoré ovplyvňujú aplikáciu. Na výrobu každého typu potrubia existujú štátne normy, normy, zariadenia.

Rúrky valcované za studena s rovným švom

Výrobný proces začína prípravou oceľového pásu. Na tento účel sa oceľové plechy narežú na pásy a zvaria sa do jedného dlhého pásu. Páska sa privádza do ohýbacích valcov, kde má formu rúrky. Ďalším krokom je zváranie. Pre akýkoľvek dizajn je to najslabšie miesto. Je úplne nemožné odstrániť nedostatky, ktoré sa vyskytujú pri zváraní (vzhľad oxidov a vyhorenia uhlíka), ale pomocou niektorých techník je možné ich znížiť. Na spájanie ocele 20 sa používa zváranie elektrickým oblúkom v ochrannej atmosfére inertného plynu (argón) alebo indukčné zváranie (vysokofrekvenčné prúdy). Rúrka prechádza povinnou kontrolou zvarového švu, po ktorej sa rozreže na časti požadovanej dĺžky a uskladní.

Potrubie so špirálovým švom ťahané za studena

Príprava ocele na výrobu tohto typu rúr prebieha rovnakým spôsobom ako pri rúrach s rovným švom. Tiež identické: zváranie, ovládanie a rezanie. Len sa líšiuhol prehnutia pásky, pri ktorom následný šev obchádza rúrku v špirálovej krivke. Vďaka svojim konštrukčným vlastnostiam je táto metóda najodolnejšia. A odoláva vyššiemu zaťaženiu pri roztrhnutí ako výrobky s rovným stehom.

Bezšvíkové rúry

Bezšvové rúry sú obzvlášť pevné, majú niekoľko výhod: nemajú zvárané (slabé miesta), nevznikajú žiadne napätia v oceľovej konštrukcii, hrúbka rúr je minimálne 5 mm. Ich výroba je zložitejší proces, a teda nákladný. Oceľ 20 je jedinečná v tom, že rúry možno vyrábať dvoma spôsobmi – ťahaním za studena a za tepla.

Za tepla valcované bezšvíkové

Po zahriatí nad 1100ºС sa obrobok prepichne objímkou a vytvorí sa vnútorný priemer. Ďalším ťahaním naberá potrubie určené rozmery vnútorného, vonkajšieho priemeru a hrúbky steny. Počas celého technologického procesu zostáva teplota valcovaného predvalku vysoká. A až po získaní konečného tvaru sa rúrka ochladí. Pri dlhodobom chladnutí dochádza k temperovaniu, odstraňujú sa všetky negatívne vplyvy valcovania, zvýšenej pevnosti a krehkosti. Po úplnom ochladení získava oceľ 20 vlastnosti, ktoré mala pôvodne. Tento technologický proces zahŕňa výrobu iba rúr so stenami minimálne 5 mm, pričom maximálna hrúbka môže dosiahnuť 75 mm.

Za studena ťahané bezšvové

Na rozdiel od predchádzajúcej metódy má táto mierne teplotné nuansy. Obrobok sa zahrieva, ale poTeplota primárneho firmvéru nie je udržiavaná puzdrom a obrobok je vyťahovaný v studenom stave. Táto metóda sa líši od valcovania za tepla tým, že je možné vyrábať silné rúry s tenkými stenami, zatiaľ čo metóda valcovania za tepla poskytuje iba hrubé steny. Pre konečnú konštrukciu sú tieto dve metódy identické, pretože po valcovaní za studena prechádzajú rúry normalizáciou, pri ktorej sa štruktúra čiastočne obnoví a pnutia pominú.

Toto nie je celý zoznam produktov na báze ocele 20 GOST 1050-74. Potreby obyvateľstva sa zvyšujú, objavujú sa nové nápady a inscenácie. Táto značka však mení iba svoju formu a účel, pričom si vyhradzuje právo na existenciu.