Цементация 20Х13
Ответ на оба вопроса — выделение цементитной сетки по границам зерен. К тому же при 1050С имел место сильный рост зерна.
Преимущество данной стали в сравнении со сталью Х12М является отсутствие карбидной неоднородности в структуре ма- териала, которая является одной из причин пониженного сопротивления процесса разрушения. Цитата отсюда (с.47-48):
Оттуда же, с. 48-49:
О результатах цементации сталей типа Х13 в литературе имеются противоречивые сведения, что связано с применением различных составов карбюризаторов, температурно — временных режимов цементации и закалки. В приводилось исследование структуры и свойств поверхностного слоя стали 20Х13 в зависимости от состава карбюризатора, режимов цементации и последующей закалки. В качестве основного карбюризатора был использован древесный активированный уголь с добавками бикарбоната натрия (NaHCO3 и Na2CO3). Цементацию образцов из стали 20Х13 проводили при температурах 880С, 950С, 1050С с выдержкой в течение 1,2,4 и 6 часов при каждой из температур цементации или после повторного нагрева до температур 880С и 950С. Исследования показали, что наиболее активным является карбюризатор с добавками Na2CO3. При этом , в зависимости от процентного содержания активатора, на поверхности образцов возможно образование темного слоя, глубина которого находится в прямой зависимости как от состава карбюризатора, так и от температуры процесса насыщения. Неравномерность распределения бикарбоната в древесном активизированном угле может явиться причиной образования зон с темным слоем до 0,04мм. Оптимальное содержание активатора составляет от 10% до 15%. Возможность образования тёмного слоя требует изготавливать изделия с припуском на окончательную обработку. Цементация при температуре 1050С значительно ускоряет процесс насыщения и позволяет получить более глубокий упрочненный слой с карбидами. Однако при этой температуре формируется аустенитный подслой с карбидной сеткой по границам зерен и происходит значительный рост зерна даже при выдержке в течение двух часов. Применением термо-циклической обработки, заключающейся в многократных нагревах до температуры 850С и быстрого охлаждения удаётся измельчить зерно и частично разбить карбидную сетку, образовавшуюся при цементации.
Цементация при температуре 950С идет значительно медленнее, но не наблюдается роста зерна и выделения карбидов по границам зерен. После процесса насыщения следует провести термическую обработку с целью получения необходимых свойств в поверхностном слое и по сечению изделия. Оптимальной температурой закалки, обеспечивающей максимальную твердость поверхностного слоя, является 880С, но сердцевина не обладает достаточной прочностью. Для повышения прочностных свойств сердцевины изделия следует повысить температуру закалки до 950С. Таким образом, полученные результаты позволили определить режим цементации стали 20Х13. Так, для упрочнения инструментов не требующих большой прочности целесообразно применять цементацию при 1050С, температуру закалки 880С; для инструмента, работающего при динамических нагрузках, следует проводить цементацию при температуре 950С с непосредственной закалкой.
Способы обработки
Особенности обработки:
- Резку заготовок лучше осуществлять в горячекатанном состоянии.
- Сварка не имеет ограничений. Ее можно выполнять разными способами — КТС, АДС с защитой из инертных газов или флюса, РДС.
- Ковку рекомендуется проводить при нагревании до1280 °C. Охлаждать кованые детали должны на воздухе, без использования воды масла.
Материал хорошо поддается штамповке на промышленном оборудовании.
Сталь марки 20 — черный металлолом. В его составе не содержится дорогих химических элементов. Процесс производства простой, не требует больших затрат. Поэтому стоимость данного сплава довольно низкая.
Сталь 440С
Вот мы и подобрались к самому интересному. 440С — это американская хромистая сталь, одна из самых сбалансированных для производства ножей со второй половины 1960-х. Долгое время считалась лучшей в мире, пока на смену не пришли современные высокотехнологичные сплавы, что для простого пользователя в плюс: с прогрессом ножи из С-шки стали доступнее. Распознается довольно просто, производитель вряд ли задумает
умолчать, что клинок выполнен из одной из лучших в мире сталей. Ищите гравировки “440С”.
В сравнении с 440А и В, С-шка сложнее в производстве, что делает ее дороже, давая ряд преимуществ, главное из которых — это сохранение остроты. Чтобы затупить такой клинок, нужно конкретно резать металлические тросы и вскрыть много жестяных банок, что актуально как в длительных походах, так и в бытовых условиях. Твердость 440С значительно выше, чем у двух предыдущих, при некоторых закалках достигает 60 единиц HRC, но среднее значение колеблется в районе 58. Естественно, назвать ее идеальной нельзя и с появлением ряда преимуществ — появился ряд недостатков, которые нельзя назвать критичными, но умалчивать будет неправильно. Сталь хуже противостоит коррозии и после контакта с морской водой нож необходимо промыть, а после — просушить иначе на утро можно получить сюрприз в виде ржавых точек, которые без проблем убираются, но запустив процесс, придется прибегнуть к специальным средствам. Благо, в наше время найти подобные жидкости не составляет большого труда. Следующий недостаток — процесс заточки, он более трудоемкий, в сравнении с двумя предыдущими сталями, но результат того стоит. Советский аналог — 100Х18 и 95Х18 (около последней до сих пор ходят споры и многие не согласны с таким утверждением. Как говорится: Сколько людей, столько мнений).
С какими задачами справится клинок из такого материала? Практически со всеми. Чтобы долго не расписывать, скажу так: Если вам нужен хороший нож на каждый день, но нет желания вдаваться в подробности, то берите, не пожалеете, отслужит верой и правдой.
Сталь 440С: преимущества и недостатки
- Одна из самых сбалансированных для ножей в мире
- Твердость 58-60 HRC
- Давно на рынке, известны капризы и тонкости ухода
- Отлично держит заточку
Сравнение стали 65×13 и 95×18: какая лучше
Для изготовления режущего инструмента домашнего и профессионального назначения также используют сталь 95Х18. Ее еще называют — «сталь для ножей». Она обладает схожими характеристиками со сталью 65Х13, но с некоторыми отличиями.
Нож с 95×18 на клинке.
Содержание углерода (0,95%) делает производство товаров из нее более трудоемким. Необходимо четко соблюдать технологию термообработки, даже небольшие отклонения сильно сказываются на свойствах металла. Процесс производства получается дороже, а стоимость изделий — выше.
Твердость стали 95Х18 лучше, чем у 65Х13. Лезвие будет дольше сохранять свою остроту, но для заточки нужен специальный алмазный инструмент.
Стойкость к изгибающим воздействиям, т.е. прочность изделий, ниже. При работе с ножом из 95Х18 следует избегать сильных поперечных нагрузок, чтобы не вызвать поломок.
Нельзя допускать и длительного контакта с агрессивной средой, на ножах из 95Х18 может появиться ржавчина.
Оба сплава хорошо себя зарекомендовали на отечественном рынке. Если нужен недорогой кухонный нож, лучше выбрать клинок твердостью 52-57 HRC. Он долго сохранит свои первоначальные свойства, и его легко заточить. Для охотничьего ножа предпочтительнее взять более твердый материал — он позволяет сохранить режущие свойства длительное время.
Выпуск стали
Однако в своем первозданном виде сталь не очень-то пригодна для применения, поэтому на металлургических заводах проводят не только выплавку сплава, но и придают ему определенную форму. Таким образом можно достичь сразу несколько целей:
- Формованную сталь легче складировать.
- Ее намного легче транспортировать.
- Покупатели заранее знают, какой форм-фактор покупаемого изделия им более предпочтителен.
Для стали 20Х13 ГОСТами предусмотрено несколько вариантов формовки:
- Прутки различных калибров.
- Стальная полоса.
- Стальная лента.
- Лист стальной различной толщины.
- Поковка.
- Трубы различных диаметров.
- Проволока стальная.
Состав и структура
Основа — железо. Дополнительные компоненты:
- Углерод (0,2%). От данного компонента зависит прочность, твердость сплава. Чем его больше, тем выше эти показатели, но при этом снижается пластичность.
- Марганец (0,6%). Это сильный раскислитель. При его добавлении снижается количество серы в составе. Увеличивает показатель прочности, износоустойчивости у поверхности структуры сплава. Улучшает ковку, сварку металла.
- Кремний (0,35%). Сильный раскислитель. Добавляется для уменьшения содержания азота, кислорода, водорода. Это снижает количество пор, газовых раковин, которые негативно влияют на прочность.
- Медь (0,3%), хром (0,2%), никель (0,3%). Эти компоненты нужны для повышения устойчивости к образованию ржавчины, увеличения механической стойкости.
- Сера (0,04%), фосфор (0,035%). Вредные компоненты, которые ухудшают его технические характеристики, свойства.
От количества дополнительных компонентов зависят свойства, параметры готовой продукции. Для их изменения состав может насыщаться разными легирующими добавками.
Медная проволока
Массовая доля элементов стали 20 по ГОСТ 1050-2013
| C (Углерод) | Si (Кремний) | Mn (Марганец) | P (Фосфор) | S (Сера) | Cr (Хром) | Ni (Никель) | Cu (Медь) | Fe (Железо) |
| 0,17 — 0,24 | 0,17 — 0,37 | 0,35 — 0,65 | < 0,03 | < 0,035 | < 0,25 | < 0,30 | < 0,30 | остальное |
Если массовая доля алюминия не менее 0,02 или вводятся по отдельности или в любом сочетании Ti, V, Nb, Al (Ti + V + Nb + Al < 0,015), то содержание азота не нормируется. Допускается снижение уровня содержания кремния при применении других раскислителей, например, Al, Ti, V, Nb. Допускается снижение уровня содержания марганца при удовлетворении всех требований к механическим свойствам.
Сталь 20Х13 – хромистая нержавеющая — Литейные заводы России
Классификация хромистых нержавеющих сталейСталь 08Х13Сталь 12Х13Сталь 30Х13
Сталь 40Х13
Применение стали 20Х13
Сталь 20Х13 применяют при изготовлении изделий для работы в слабоагрессивных средах:
- атмосферные условия, кроме морских;
- водные растворы солей органических кислот при комнатной температуре;
- растворы азотной кислоты слабой и средней концентрации при умеренных температурах и др.
Сталь 20Х13 используют в тех случаях, когда изделия должны обладать достаточно высокой прочностью, а также высокой пластичностью и вязкостью. Сталь 20X13 удовлетворительно сваривается.
Сталь 20Х13 применяют также в качестве жаропрочного материала при температурах до 450-550 °С и в качестве жаростойкого — до 700 °С.
Химический состав стали 20Х13
Сталь 20Х13 входит в стали типа Х13 вместе со сталями 08Х13, 12Х13, 30Х13 и 40Х13. Занимает свой интервал по содержанию углерода — от 0,16 до 0,25 %, количества остальных легирующих элементов и примесей — такие же, как и у других сталей типа Х13 (таблица 1).
Таблица 1 — Химический состав стали 20Х13 по ГОСТ 5632-72
Класс стали 20Х13 по ГОСТ 5632-72
По классификации ГОСТ 5632-72 сталь 20Х13 относится к мартенситному классу.
Превращения и микроструктура стали 20Х13
- При нагреве отожженной стали 20Х13 полиморфное альфа-гамма превращение в ней происходит в интервале температур от 820 °С (Ас1) до 950 °С (Ас3). Температура точки Аr1 составляет 780 °С.
- При изотермической выдержке или медленном охлаждении в интервале 800-550 °С аустенит распадается феррито-карбидную смесь.
Эта феррито-карбидная смесь состоит из высокохромистого феррита и карбида типа Cr23C6.
-
При быстром охлаждении стали 20Х13 в ней происходит мартенситное превращение. Температура начала мартенситного превращения — 220 °С.
- С повышением температуры отпуска происходит значительное снижение прочности с увеличением пластичности, а также снижение коррозионной стойкости.
Сортамент стали 20Х13
Из стали 08Х13 производят следующую продукцию:
- лист толстый по ГОСТ 7350-77;
- лист тонкий по ГОСТ 5582-75;
- лента и подкат по ГОСТ 4986-78;
- сортовой прокат по ГОСТ 5949-75;
- трубы горячедеформированные по ГОСТ 9940-81;
- трубы холоднодеформированные и теплодеформированные по ГОСТ 9941-81;
- проволока по ГОСТ 18143-72.
Механические свойства стали 20Х13
Механические свойства стали 20Х13 в различных видах продукции представлено в таблице 2.
Таблица 2 — Механические свойства стали 20Х13 при 20 °С
Влияние понижения и повышения температуры на механические свойства прутка из стали 20Х13 после нормализации с 1000-1020 °С и отпуска при 730-750 °С показано в таблице 3.
Таблица 3 — Механические свойства стали 20Х13при низких и повышенных температурах
Коррозионная стойкость стали 20Х13
Сталь 20Х13 обладает высокой стойкостью в атмосферных условиях (кроме морской атмосферы), речной и водопроводной воде.
Специальные свойства стали 20Х13
Для деталей, работающих при повышенных температурах длительное время, предельная рабочая температура составляет 450-475 °С, при кратковременной работе — 500-550 °С.
Плотность стали 20Х13 — 7,76 г/см3.
Термическая обработка сварных швов стали 20Х13
После сварки проводят отпуск сварных соединений или изделий. Температура отпуска зависит от уровня требуемых механических свойств. Чаще всего применяют отпуск при 680-760 °С.
Технологические параметры стали 20Х13
Сталь 20Х13 имеет хорошую технологичность при горячей пластической деформации. Температурный интервал горячей пластической деформации составляет от 1100 до 875-950 °С. Нагрев под прокатку и ковку до 780 °С проводят медленно. После горячей деформации применяют медленное охлаждение.
Для стали 20Х13 обычно применяют смягчающий отжиг при 750-800 °С с охлаждением в печи до 500 °С. Окончательная термическая обработка – закалка с 950-1000 °С с охлаждением в масле или на воздухе и отпуск на заданную твердость и коррозионную стойкость.
Легированная сталь с особыми свойствами для отливок 20Х13Л
Марка 20Х13Л – назначение
Легированная сталь с особыми свойствами 20Х13Л мартенситного класса используется для отливок деталей, подверженных воздействию слабых агрессивных сред (пар, растворы солей органических кислот, атмосферные осадки) при комнатной температуре, работающих при ударных нагрузках – лопаток турбин, арматуры крекинг-установок, клапанов прессов, сегментов сопел, рам садочных окон, форм для стекла, предметов обихода.
Характеристики
| Марка | ГОСТ | Зарубежные аналоги | Классификация |
| 20Х13Л | 977–88 | есть | Сталь для отливок легированная с особыми свойствами |
Материал 20Х13Л – технологические свойства
| Свариваемость | Линейная усадка при литье % | Режимы термической обработки | 0С |
| Сварка с ограничениями | 2,2–2,3 | Отжиг | 940–960 |
| Закалка | 1040–1060 | ||
| Охлаждение (масло/ воздух) | |||
| Отпуск | 740–760 | ||
| Охлаждение (воздух) |
Марка 20Х13Л – химический состав
Массовая доля элементов не более, %:
| Кремний | Марганец | Сера | Углерод | Фосфор | Хром |
| 0,2–0,8 | 0,3–0,8 | 0,025 | 0,16–0,25 | 0,03 | 12–14 |
Сталь 20Х13Л – механические свойства
| Сортамент | ГОСТ | Размеры – толщина, диаметр | Термообработка | KCU | y | d5 | sT | sв |
| мм | кДж/м2 | % | % | МПа | МПа | |||
| Отливки | 977–88 | до 100 | 392 | 40 | 16 | 441 | 589 |
Материал 20Х13Л – ударная вязкость, Дж/см2
| Сортамент | Размеры – толщина, диаметр, мм | Термообработка | KCU при температурах | |||
| -80С | -60С | -40С | +20С | |||
| отливки | 30 | Нормализация 940–8900С. Отпуск 740–7500С (воздух). Закалка 940–9500С (масло). Отпуск 740–7500С (воздух) | 6–62 | 10–64 | 30–63 | 34–74 |
Марка 20Х13Л – физические свойства
| Т | R 109 | E 10-5 | l | a 106 | r | C |
| Град | Ом·м | МПа | Вт/(м·град) | 1/Град | кг/м3 | Дж/ (кг·град) |
| 20 | 645 | 2.22 | 21 | 7740 | ||
| 100 | 695 | 2.16 | 23 | 10 | 470 | |
| 200 | 775 | 2.11 | 24 | 10.8 | 491 | |
| 300 | 859 | 2.03 | 25 | 11.3 | 512 | |
| 400 | 931 | 1.95 | 26 | 11.7 | 533 | |
| 500 | 985 | 1.84 | 27 | 12.1 | 563 | |
| 600 | 1055 | 1.67 | 27 | 12.4 | 596 | |
| 700 | 1115 | 1.49 | 27 | 12.6 | 643 | |
| 800 | 1125 | 1.4 | 28 | 12.8 | 680 | |
| 900 | 1160 | 28 | 10.8 | 693 |
Сталь 20Х13Л – точные и ближайшие зарубежные аналоги
| Англия | Болгария | Венгрия | Германия | Испания | Италия | Китай |
| BS | BDS | MSZ | DIN, WNr | UNE | UNI | GB |
| 420C24 | ||||||
| 420C29 | ||||||
| ANC1B | ||||||
| ANC1C |
2Ch13L
AoX12Cr13
| AoX20CrNi14 |
1.4027
| GX20CM4 |
| GX20Cr14 |
AMX20Cr13
GX30Cr13
ZG20Cr13
| ZG2Cr13 |
| Польша | Румыния | США | Франция | Чехия | Юж.Корея | Япония |
| PN | STAS | — | AFNOR | CSN | KS | JIS |
| LH14 |
T20Cr130
Gr.CA16
| J91153 |
Z20C13M
422906
SSC2
SCS2
Характеристика материала сталь 40Х
| Марка стали | сталь 40Х |
| Заменитель стали | сталь 45Х, сталь 38ХА, сталь 40ХН, сталь 40ХС, сталь 40ХФ, сталь 40ХР |
| Классификация стали | Сталь конструкционная легированная ГОСТ 4543-71 |
| В Компании ГП «Стальмаш» Вы можете купить сталь 40Х в следующих видах металлопроката: круг ст 40Х ГОСТ 2590-2006 (ГОСТ 2590-88) круг (пруток) стальной горячекатаный круг ст 40Х ГОСТ 7417-75 круг (пруток) калиброванный шестигранник ст 40Х ГОСТ 2879-2006 (ГОСТ 2879-88) шестигранник горячекатаный шестигранник ст 40Х ГОСТ 8560-78 шестигранник калиброванный лист ст 40Х ГОСТ 19903-74 прокат листовой горячекатаный | |
| Применение стали 40Х | оси, валы, вал-шестерни, плунжеры, штоки, коленчатые и кулачковые валы, кольца, шпиндели, оправки, рейки, губчатые венцы, болты, полуоси, втулки и другие улучшаемые детали повышенной прочности. |
Химический состав в % материала сталь 40Х
| C | Si | Mn | Ni | S | P | Cr | Cu |
| 0.36 — 0.44 | 0.17 — 0.37 | 0.5 — 0.8 | до 0.3 | до 0.035 | до 0.035 | 0.8 — 1.1 | до 0.3 |
Температура критических точек материала сталь 40Х
Ac1 = 743 , Ac3(Acm) = 782 , Ar3(Arcm) = 730 , Ar1 = 693
Механические свойства при Т=20oС материала сталь 40Х
| Сортамент | Размер | Напр. | sв | sT | d5 | y | KCU | Термообр. |
| — | мм | — | МПа | МПа | % | % | кДж / м2 | — |
| Диск | Танг. | 570 | 320 | 17 | 35 | 400 | ||
| Пруток | Ж 28 — 55 | Прод. | 940 | 800 | 13 | 55 | 850 | |
| Пруток | Ж 25 | 980 | 785 | 10 | 45 | 590 | Закалка 860oC, масло, Отпуск 500oC, вода, |
| Твердость материала сталь 40Х после отжига , | HB 10 -1 = 217 МПа |
Физические свойства материала сталь 40Х
| T | E 10- 5 | a 10 6 | l | r | C | R 10 9 |
| Град | МПа | 1/Град | Вт/(м·град) | кг/м3 | Дж/(кг·град) | Ом·м |
| 20 | 2.14 | 7820 | 210 | |||
| 100 | 2.11 | 11.9 | 46 | 7800 | 466 | 285 |
| 200 | 2.06 | 12.5 | 42.7 | 7770 | 508 | 346 |
| 300 | 2.03 | 13.2 | 42.3 | 7740 | 529 | 425 |
| 400 | 1.85 | 13.8 | 38.5 | 7700 | 563 | 528 |
| 500 | 1.76 | 14.1 | 35.6 | 7670 | 592 | 642 |
| 600 | 1.64 | 14.4 | 31.9 | 7630 | 622 | 780 |
| 700 | 1.43 | 14.6 | 28.8 | 7590 | 634 | 936 |
| 800 | 1.32 | 26 | 7610 | 664 | 1100 | |
| 900 | 26.7 | 7560 | 1140 | |||
| 1000 | 28 | 7510 | 1170 | |||
| 1100 | 28.8 | 7470 | 120 | |||
| 1200 | 7430 | 1230 | ||||
| T | E 10- 5 | a 10 6 | l | r | C | R 10 9 |
Технологические свойства материала сталь 40Х
| Свариваемость: | трудносвариваемая. |
| Флокеночувствительность: | чувствительна. |
| Склонность к отпускной хрупкости: | склонна. |
Зарубежные аналоги материала сталь 40ХВнимание! Указаны как точные, так и ближайшие аналоги
| США | Германия | Япония | Франция | Англия | Евросоюз | Италия | Бельгия | Испания | Китай | Швеция | Болгария | Венгрия | Польша | Румыния | Чехия | Австралия | Юж.Корея | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| — | DIN,WNr | JIS | AFNOR | BS | EN | UNI | NBN | UNE | GB | SS | BDS | MSZ | PN | STAS | CSN | AS | KS | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Обозначения:
| Механические свойства : | |
| sв | — Предел кратковременной прочности , |
| sT | — Предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), |
| d5 | — Относительное удлинение при разрыве , |
| y | — Относительное сужение , |
| KCU | — Ударная вязкость , |
| HB | — Твердость по Бринеллю , |
| Физические свойства : | |
| T | — Температура, при которой получены данные свойства , |
| E | — Модуль упругости первого рода , |
| a | — Коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20o — T ) , |
| l | — Коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала) , |
| r | — Плотность материала , |
| C | — Удельная теплоемкость материала (диапазон 20o — T ), |
| R | — Удельное электросопротивление, |
| Свариваемость : | |
| без ограничений | — сварка производится без подогрева и без последующей термообработки |
| ограниченно свариваемая | — сварка возможна при подогреве до 100-120 град. и последующей термообработке |
| трудносвариваемая | — для получения качественных сварных соединений требуются дополнительные операции: подогрев до 200-300 град. при сварке, термообработка после сварки — отжиг |
Марочник стали и сплавов
Технология сварки
Как и в любом другом виде сварки, вся технология делится на три этапа – подготовительный, этап сварки и завершающий. Если сварочное соединение осуществляется в несколько проходов, то вся технология повторяется циклично.
Подготовительный этап
На подготовительном этапе необходимо:
- разметить детали и разрезать их посредством использования специального инструмента (в домашних условиях – болгаркой, в промышленных – плазменная, лазерная резка, резка с использованием механических ножниц и т. д.);
- зачистить края деталей, которые подлежат сварке, от окалин, заусенцев и возможных окислов;
- обезжирить с помощью специальных химических составов;
- в случае наличия влаги прогреть края деталей с помощью газовой горелки или паяльной лампы с целью исключения попадания влаги в сварочный шов.
Основные работы
На основном этапе производится непосредственно сварка деталей:
- подключение источника сварочного тока и выбор режимов: зависят от толщины деталей, выбранной технологии, опыта сварщика;
- предварительный подогрев (за исключением случаев выпаривания влаги) не требуется для стали 20;
- сначала необходимо установить прихваточные швы, размеры и количество которых устанавливается в зависимости от толщины металла на деталях, а также в зависимости от размера самих деталей;
- после этого осуществляется проварка всего контура деталей.
Завершающий этап
Завершающий этап предусматривает обязательную очистку шва от образовавшегося шлака. Сначала весь шлак отбивается с помощью сварочного молотка, а затем происходит зачистка от окалин, наплывов металла, брызг. Это действие может быть осуществлено с помощью специальной жесткой щетки (если количество таких образований небольшое и может быть устранено без серьезных затруднений) либо с помощью болгарки или угловой шлифовальной машинки (если количество образований велико, либо их размеры не позволяют обойтись без специального оборудования). После такой зачистки все швы необходимо осмотреть на факт наличия непроваров либо дефектов (в промышленных условиях возможно использование специального «рентген-просвета», в домашних – визуальный контроль).
Зачистка проводится и в случае многоэтапного формирования сварного шва, если такое действие предусмотрено технологией.
Расшифровка стали
Итак, начнем, пожалуй, с самого простого. Правильно расшифровывать марки стали — весьма полезный навык, без которого не обойтись, если приходится часто работать с различными сплавами.
Так как в отечественной металлургии все еще используется советская система наименования и ГОСТов, абсолютно любая марка стали расшифровывается примерно по одному и тому же принципу. Сталь 20Х13 расшифровывается крайне просто:
- Число 20 (или же 2 в некоторых случаях) обозначает количество главного легирующего элемента в составе любой стали — углерода.
- Буква Х означает, что в составе сплава как минимум присутствует хром.
- Число 13 указывает на процентное содержание предыдущего химического элемента.
После такого поверхностного анализа, основывающегося только на прочтении марки стали, становится понятным, что перед нами сталь техническая с содержанием углерода (приблизительно 0,2 %) и хрома (приблизительно 13 %)
Важно отметить, что эта информация уже достаточно в полной мере позволяет определить характеристики и применение стали 20Х13
Сталь 20Х13
- Нелегированные стали
- Легированные стали
- Нержавеющие стали
- 08Х13
- 12Х13
- 20Х13
- 30Х13
- 40Х13
- 12Х17
- 95Х18
- 08Х18Н10Т
- 12Х18Н10Т
- 14Х17Н2
- 20Х23Н18
- 10Х17Н13М2Т
- 06ХН28МДТ
Марка стали — 20Х13 Стандарт — ГОСТ 5632
Заменитель — 12Х13, 14Х17Н2
Сталь 20Х13
содержит углерода в среднем 0,2%,Х13 — указывает содержание хрома в стали примерно 13%. Сталь легированная, коррозионно-стойкая, жаропрочная.
Нержавеющая сталь 20Х13 применяется для деталей с повышенной пластичностью, подвергающихся ударным нагрузкам, изделий, подвергающихся действию слабоагрессивных сред (атмосферных осадков, водных растворов солей органических кислот при комнатной температуре). Наибольшая коррозионно-стойкость достигается после термической обработки (закалка с отпуском) и полировки.
Из нержавеющей стали 20Х13 изготовляют лопатки паровых турбин, клапаны гидравлических прессов, тарелки и седла клапанов, поршневые кольца, болты, трубы, предметы домашнего обихода и другие детали, работающие при температуре до 450-500°С.
| Массовая доля основных химических элементов, % | |||
| C — углерода | Si — кремния | Mn — марганца | Cr — хрома |
| 0,16-0,25 | Не более 0,80 | Не более 0,80 | 12,00-14,00 |
| Температура критических точек, °С | |||
| Ac1 | Ac3 | Ar1 | Ar3 |
| 810 | 900 | 710 | 660 |
| Технологические свойства | |
| Ковка | Температура ковки, °С: начала 1250, конца 850. Сечения до 150 мм охлаждаются на воздухе. |
| Свариваемость | Ограниченно свариваемая. Способы сварки: ручная дуговая сварка, аргонодуговая сварка, контактная сварка. Подогрев и термообработка применяются в зависимости от метода сварки, вида и назначения конструкции. |
| Обрабатываемость резанием | В закаленном и опущенном состоянии при HB 241 и σв = 730 МПа: Kv твердый сплав = 0,70 Kv быстрорежущая сталь = 0,45 |
| Флокеночувств. | Не чувствительна |
| Склонность к отпускной хрупкости | Склонна |
| Физические свойства | Температура испытаний, °С | |||||||||
| 20 | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 | |
| Модуль нормальной упругости E, ГПа | 218 | 214 | 208 | 200 | 189 | 181 | 169 | — | — | — |
| Модуль упругости при сдвиге кручением G, ГПа | 86 | 84 | 80 | 78 | 73 | 69 | 63 | — | — | — |
| Плотность ρn, кг/м3 | 7670 | 7660 | 7630 | 7600 | 7570 | 7540 | 7510 | 7480 | 7450 | — |
| Коэффициент теплопроводности λ, Вт/(м*К) | — | 26 | 26 | 26 | 26 | 27 | 26 | 26 | 27 | 28 |
| Удельное электросопротивление ρ, нОм*м | 588 | 653 | 730 | 800 | 884 | 952 | 1022 | 1102 | — | — |
| 20-100 | 20-200 | 20-300 | 20-400 | 20-500 | 20-600 | 20-700 | 20-800 | 20-900 | 20-1000 | |
| Коэффициент линейного расширения α*106, K-1 | 10,2 | 11,2 | 11,5 | 11,9 | 12,2 | 12,8 | 12,8 | 13,0 | — | — |
| Удельная теплоемкость c, Дж/(кг*К) | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — |
Особенности сварки материала 20Х13
Сталь рассматриваемого вида может хорошо свариваться такими способами как;
- ручная сварка;
- электродуговая;
- аргонодуговая автоматическая.
Рекомендации специалистов гласят, что при автоматической сварке данной стали лучше применять проволоки Св-10Х13 или Св-06Х14. А вот при электродуговом типе сварочных работ лучше подойдут флюсы типов АН 18 или АН 17. А если речь идет об электродуговой сварке ручного типа, то можно использовать электроды по типу ЭФ-Х13 вместе с проволоками, аналогичными как при автоматической сварке.
Чтобы в сварных соединениях при сварке деталей, имеющих толщину от 10 мм, а также более тонких с жестким закреплением не появлялись холодные трещины, нужно использовать сопутствующий или предварительный подогрев до температуры 400 градусов включительно. После сварочных работ следует провести отпуск соединений или изделий, чаще всего это делается при температуре порядка 700 градусов.
Свариваемость данной стали бывает трех типов:
- без ограничений, когда сварочные работы выполняются без подогрева и последующих термообработок;
- ограниченно свариваемые металлы, которые можно сваривать в условиях подогрева примерно в 100 градусов и которые должны подвергаться обязательно термообработке;
- трудносвариваемые детали; в таких случаях, чтобы получить качественное соединение, следует сделать подогрев вплоть до 300 градусов и выполнять отжиг в качестве термообработки после сварки.
Вот такие особенности применения имеет такой материал, как сталь 20Х13. Теперь вы будете знать, в каких условиях и как правильно ее применять и обрабатывать.
