20# Steel jest szeroko stosowaną stalą strukturalną niską -, określoną w ChinachGB/T 699-2015Standard (równoważny JIS G4051 S20C, ASTM ASTM A 108 1020 i Europe EN 10083 - 1 C22E). Niska zawartość węgla zapewnia mu doskonałą maszynę, spawalność i ciągliwość, co czyni go odpowiednim do produkcji, które wymagają formowania (np., Zgięcie, kucie) lub spawanie -, takie jak rury, kołnierze, śruby i części mechaniczne o niskim obciążeniu. Poniżej znajduje się szczegółowa analiza jego składu chemicznego, właściwości mechanicznych i wewnętrznych związków między nimi.
Skład chemiczny 20# stal jest ściśle regulowany przez GB/T 699-2015, aby zapewnić stałą możliwość przetwarzania i wydajności. Cała zawartość elementu jest wyrażana jako procent masy (%), przy czym każdy składnik odgrywa wyraźną rolę w określaniu mikrostruktury i właściwości stali.
| Element | Symbol | Zakres treści (GB/T 699-2015) | Podstawowa rola i wpływ |
|---|---|---|---|
| Węgiel | C | 0.17–0.24% | Pierwotna determinant plastyczności i spawania: Niska zawartość węgla (＜ 0,25%) zapewnia, że stal pozostaje miękka i plastyczna, bez znacznego stwardnienia podczas chłodzenia. Ułatwia to maszynę (np. Obracanie, wiercenie) i spawanie (nie ma potrzeby podgrzewania, aby uniknąć pęknięć). Nadmiar węgla (＞ 0,24%) zmniejszyłby ciągliwość i zwiększyłby kruchość spawania; Niewystarczający węgiel (＜ 0,17%) obniżyłby siłę, co czyni go nieodpowiednim dla obciążenia - części łożyska. |
| Mangan | Mn | 0.35–0.65% | Wzmacniacz i deoksyzator: Mangan rozpuszcza się w matrycy żelaza, aby nieznacznie zwiększyć wytrzymałość na rozciąganie bez poświęcania ciągłości. Reaguje również z siarką (tworząc MNS, mniej szkodliwe włączenie niż FES), aby zapobiec „gorącej krótkości” - wady, w której stal pęka podczas przetwarzania temperatury o wysokiej - (np. Rolkowanie na gorąco). Zakres 0,35–0,65% równoważy poprawę siły i możliwość przetwarzania. |
| Krzem | Si | 0.17–0.37% | Deoksyzator i łagodny wzmacniacz: Silikon dodaje się podczas tworzenia stali w celu usunięcia tlenu (zmniejszając wewnętrzną porowatość i inkluzje). Tworzy stały roztwór z żelazem, aby nieznacznie zwiększyć granicę plastyczności, ale ma minimalny wpływ na plastyczność. Nadmiar krzem (＞ 0,37%) zwiększyłby twardość i zmniejszyłby maszynowalność. |
| Fosfor | P | Mniejsze lub równe 0,035% | Szkodliwe nieczystość: Fosfor segreguje się na granicach ziaren, powodując „zimną krawędziowość” - Stal staje się krucha w niskich temperaturach (＜ 0 stopnia), zwiększając ryzyko pęknięć pod wpływem wpływu. GB/T 699 - 2015 ściśle ogranicza P do mniej niż 0,035%, aby zminimalizować to ryzyko, szczególnie w przypadku komponentów stosowanych w łagodnych środowiskach o niskiej temperaturze. |
| Siarka | S | Mniejsze lub równe 0,035% | Szkodliwe nieczystość: Siarka reaguje z żelazem z formą FES, które ma niską temperaturę topnienia (- 1190 stopnia) i osłabia granice ziarna. Prowadzi to do „gorącej krótkości” podczas przetwarzania gorącego. Limit mniejszy lub równy 0,035% zapewnia, że stal utrzymuje integralność podczas toczenia lub kucia. |
| Miedź | Cu | Mniejsze lub równe 0,25% (maks.) | Resztkowy element śladowy: Miedź jest zwykle obecna z surowców (np. Ruda żelaza). Niewielka ilość (mniejsza lub równa 0,25%) nieznacznie poprawia odporność na korozję atmosferyczną, ale nie ma znaczącego wpływu na właściwości mechaniczne. Nadmiar miedzi (＞ 0,25%) może powodować pękanie powierzchni podczas walcowania na gorąco, więc jest ściśle kontrolowane. |
Uwaga: Dla wysokiej - czystość 20# stal (np. Dla precyzyjnych rur płynnych) dodatkowe elementy śladowe, takie jak chrom (Cr mniejsze lub równe 0,20%) lub nikiel (Ni mniejsze lub równe 0,20%) mogą być obecne w minimalnych ilościach, ale nie są one obowiązkowe na gb/t 699-2015.