Сталь 20 является одной из разновидностей легированных сталей, то есть сталей, к которым добавляться специальные примеси химических элементов для улучшения механических, физических и химических свойства основного материала. В процессе легирования стали 20, определенные химические примеси, связываясь со ферумом, образуют твердый раствор легирующих элементов с железом, например сталь 20. По достижению определенной насыщенности, легирующий элемент начинает образовывать химические связи с элементами присутствующими в сплаве — железом либо углеродом. Легирующие элементы разделяются на две группы в зависимости от степени их взаимодействий с железом либо углеродом.
К первой относятся элементы, образующие твердые растворы с железом, но не образующие с углеродом карбидов в стали— кремний, никель, медь, кобальт, алюминий, азот, что способствует прочности феррита. К группе легирующих элементов относят элементы, образующие прочные карбиды, — хром, марганец, вольфрам, молибден, ванадий, титан, цирконий и ниобий. Вышеприведенные элементы образовывают карбиды, либо растворяются в цементите или в феррите, тем самым увеличивают прочность стали 20.
Легированные инструментальные стали, такие как сталь 20, обладают повышенной прокалываемостью, податливостью закалке в масле, в результате чего увеличивается стойкость к деформациям изделия и невозможности трещин. Износостойкость и высокая твердость стали 20, что особенно требуемы при изготовлении инструментов, достигаются с помощью примеси к стали 20 карбидообразующих элементов: хрома, вольфрама и ванадия.
Известно, что после закалки шарообразные соединения карбидов составляют закаленную структуру, потому что легированный цементит и карбиды сами по себе не переходят в твердый раствор.
В основном из стали 20 изготовляются режущий, мерительный и ударноштамповый инструменты. Сталь 20 считается незаменимым материалом в машиностроении. Следует отметить, что инструменты из углеродистой инструментальной стали 20, обладают высокими показателями твердости, износостойкости и прочности. Критическая точка нагревания, за которой сталь 20 сохраняет свою прочность- 230 – 260 градусов по Цельсию, что свидетельствует об относительно низкой теплостойкости.
Инструменты из стали 20 не применяются для обработки твердых металлов на больших скоростях. Сталь 20 наиболее подходит для изготовления плашек, метчиков, напильников, рашпилей и так далее. Вследствие низкой твердости сталь 20 обрабатывается резанием и давлением, а при заточке инструмент из стали 20 трескается.
В машиностроении и строительстве в основном применяют сталь 20 перлитного класса, которой свойственна низкая степень добавления легирующих элементов (5-6 процентов), в результате чего она обладает высокой вязкостью и легко поддается обработке режущим инструментом. В результате термообработки стали 20 получаются различные закаленные структуры.
Согласно принятым в металлургии стандартам наличие в стали 20 примеси легированных материалов обозначается буквами, которые соответственно присваиваются каждому отдельному элементу: X — хрому, Г — марганцу, Н — никелю, Ф— ванадию, М —молибдену, В — вольфраму, Ю — алюминию, С — кремнию, Д — меди, П — фосфору, К — кобальту и Т — титану.
Сталь и низким количеством легированных элементов нашла широкое распространение в строительстве и при изготовлении стальных конструкций, повышенная прочность стали 20, дает возможность уменьшить вес стальных конструкций на 25-30 процентов. Имеются ввиду марки стали, в составе которых примесь Мn, Сг, и др. в общем количестве 2 — 2,5 процента при содержании углерода 0,18 — 0,22 процентов, а именно сталь 20Г2Р, сталь 20Х13, сталь20Х23Н18.
Последнее обновление 16.01.2010
