Гост 21357-87 отливки из хладостойкой и износостойкой стали. общие технические условия (с поправкой)

МЗТА / Публикации / Полезные статьи

Среди аудитории клиентов МЗТА при заказе арматуры часто возникает вопрос выбора стали для корпусных деталей хладостойкой трубопроводной арматуры. Выбор в пользу того или иного материала зависит от многих факторов, таких как, условия эксплуатации, температура среды, экономическая целесообразность применения и т.д.

По обращениям клиентов, специалисты МЗТА в качестве примера для выбора стали провели сравнение сталей 20ГЛ и 30ХМЛ для применения их в качестве материала корпусов арматуры хладостойкого исполнения.

Хладостойкое исполнение согласно ГОСТ 15150-69 обозначается ХЛ и имеет нижнее значение температуры воздуха в рабочем режиме −60°С. По нижнему значению температуры воздуха выбор стали определяется стандартом СТ ЦКБА 005.1 «Металлы, применяемые в арматуростроении. Основные требования к выбору материалов».

Согласно СТ ЦКБА 005.1 (стр.12) Сталь 20ГЛ предназначена для деталей арматуры в хладостойком исполнении с нижним значением температуры окружающего воздуха −60°С.

Информация о применимости стали 30ХМЛ в СТ ЦКБА 005.1 отсутствует, что говорит об отсутствии однозначной возможности ее применения для исполнения ХЛ трубопроводной арматуры. Ближайшим аналогом стали 30ХМЛ, допустимой к применению для отливок трубопроводной арматуры является сталь 20ХМЛ, для которой согласно СТ ЦКБА 005.1 (стр.13) нижнее значение температуры воздуха равно −40°С, что говорит о недопустимости ее применения для исполнения ХЛ.

Таким образом, исходя из требований СТ ЦКБА 005.1 к сталям климатического исполнения ХЛ выбор в пользу стали 20ГЛ является однозначно обоснованным, в то время как применение для исполнения ХЛ стали 30ХМЛ не является однозначным и обоснованным..

Другим немаловажным фактором при выборе стали 20ГЛ стала экономическая целесообразность ее применения. Стоимость отливок из стали 20ГЛ ниже, чем из стали 30ХМЛ за счет меньшего количества легирующих элементов в стали 20ГЛ, а также за счет отсутствия в химическом составе стали 20ГЛ такого дорогостоящего элемента как хром (согласно ГОСТ 977-88 «Отливки стальные. Общие технические условия»). В этой связи, можно отметить что если трубопроводная арматуры из стали 30ХМЛ по стоимости дешевле трубопроводной арматуры из стали 20ГЛ, это дополнительный лишний повод задуматься о качестве отливок из стали 30ХМЛ и допустимости их применения в исполнении ХЛ

Ниже приведено сравнение сталей 20ГЛ и 30ХМЛ в табличном формате.

Таким образом, сталь 20ГЛ является надежным и экономичным материалом для корпусных деталей трубопроводной арматуры исполнения ХЛ.

Выбираем конструкционную сталь. Характеристики стали 3, 20 и 45, 40х

Сталь ст 3

Сталь 3 (ст3) входит в список конструкционных углеродистых стали. Продукция выпускается различных видов в форме сортового и листового проката. Свойства этого вида стали являются условием для включения их к группе А, вот почему в ее наименовании отсутствуют дополнительные обозначения – ст3. Сталь данного типа производится методом сварки и давления, без горячей или другой дополнительной обработки. При этом используется углеродистая сталь 3.

Представим расшифровку стали 3: «ст» обозначает «сталь», а цифра – номер марки. Процент содержания углерода в данном виде стали указан в номере, и необходимо знать – чем выше номер, тем выше содержание углерода. После номера марки иногда указывается степень раскисления продукта, по параметрам которого сталь подразделяют на кипящие (кп), спокойные (сп) и полуспокойные (пс). Благодаря хорошей свариваемости и простоте данная марка применяется в различных металлических конструкциях и в строительстве.

Сталь 20 и 45

Данные виды стали относятся к качественным углеродистым конструкционным. Являясь низкоуглеродистой, сталь 20 характеризуется отличной свариваемостью, пластичностью и штамповкой. Сталь 20 с такими характеристикам, как правило, используется в производстве разных видов деталей для крепежа – валики, оси и т.д. Данный вид продукции может дополнительно цементироваться, что увеличивает прочность поверхности, одновременно насыщаясь углеродом.

Сталь 45 является среднеуглеродистой качественной конструкционной, особенность которой – невосприимчивость к сварке. В ее характеристики входит также повышенная прочность и, в то же время, низкая вязкость и пластичность. Способ термообработки деталей зависит от условий, в которых протекает работа, где применяются нормализация и улучшение, а также закалка с низким отпуском и ТВЧ. Сталь 45 применяется в производстве деталей небольшого размера: зубчатые колеса, валы, шатуны и детали, подвергающиеся циклическим нагрузкам.

Сталь 40х

Указанный вид стали относится к хромистым конструкционным улучшаемым легированным. Цифры в начале названия показывают процент содержания углерода, а буквы – легирующие элементы. Буква «х» в свою очередь обозначает применение хрома в производстве стали 40х.

Из нее чаще изготавливают средненагруженные детали небольшого размера, причем, чем выше содержание углерода в данной линейке стали, тем выше прочность и ниже пластичность и вязкость. Кроме этого, стали из хрома характеризуются довольно низкой прокаливаемостью

1. Конструкционная сталь — это углеродистая или легированная сталь, которая обладает химическими, физическими, механическими свойствами. Сталь данного качества используется в изготовлении механизмов, различных деталей, машиностроительных конструкций и в строительстве. Процесс легирования происходит с помощью следующих химических элементов: титан, марганец, ванадий, молибден, хром, никель, медь, кремний, азот, ниобий, селен, кобальт, вольфрам, бериллий, бор, алюминий.
2. Инструментальная сталь — это легированная или углеродистая сталь, из которой изготавливаются измерительные и режущие инструменты, штампы горячего и холодного деформирования, а также детали машин. Острота кромки режущих инструментов объясняются именно наличием в стали молибдена. Процесс легирования инструментальной стали происходит с помощью следующих химических элементов: титан, бериллий, молибден, алюминий, вольфрам, ванадий, медь, хром, марганец, кремний, никель, азот, ниобий, селен, кобальт, молибден, бор.

Расшифровка

Справка. Аббревиатура СТ дает информацию о стали обычного состава с углеродистым содержанием. Цифрой помечается номер состава. Рядом с тем или иным видом стали можно увидеть ряд определенных символов, которые указывают на спокойное состояние – сп, пс – полуспокойное состояние и кп – кипящая.

Спокойная сталь образуется полным исключением кислорода. Для этого вводится в сплав кремний и марганец.

Сплав в ковше застывает быстро и сталь на выходе имеет плотную структуру и однородность. Верхняя часть покрыта газовой раковиной. Газ быстро улетучивается при механических манипуляциях, производимых с брусками.

Кипящий вариант стали образуется путем раскисления марганца. В нем превышен процент содержания железа, из-за чего происходит взаимодействие с углеродом. Происходит выделение углекислого газа. Образуются газовые пузыри, которые выглядят как кипящая масса.

У этой детали высокий процент пористости. Но у этого варианта достаточно низкая цена на рынке, а после использования не образуется вредных отходов. Полуспокойная сталь находится между описанной спокойной и кипящей.

По видам обработки сталь этой марки делят на кованую, калиброванную, горячекатаную и серебрянку. Последняя имеет круглое основание и покрыта специальным составом.

Химический состав 17Г1С

Массовая доля элементов стали 17Г1С по

ГОСТ 5520-79

Массовая доля элементов стали 17Г1С по

ГОСТ 19281-2014

Массовая доля элементов стали 17Г1С по

ТУ 14-1-1921-76

Массовая доля элементов стали 17Г1С по

ТУ 14-3Р-1270-2009

Массовая доля элементов стали 17Г1С по

ТУ 14-3-1573-96

Массовая доля элементов стали 17Г1С по

ТУ 14-3-1973-98

Химический состав

Fe — основа.
По ОСТ 5Р.9285-95 содержание никеля и хрома до 0,50 %, меди до 0,40 % и молибдена до 0,12% не является браковочным признаком при условии соблюдения требований стандарта и если в технических условиях заказа или чертежа отсутствуют специальные указания.
По ТУ 5.961-11151-92 для отливок 1 и 2 классов массовая доля кобальта в стали не должна превышать 0,20 %, а для отливок, находящихся в зоне прямого облучения — 0,15 %.

Основные характеристики и свойства

При выборе металла уделяется много внимания основным характеристикам. К ним отнесем:

1. Показатель твердости. Он может варьировать в большом диапазоне и зависеть от того, была ли проведена термическая обработка. Твердость стали 20 выдерживается на уровне 163 МПа. Этого вполне достаточно для изготовления различных изделий, которые обладают высокой износостойкостью.
2. Также учитывается и плотность. Менее плотные материалы применяются для изготовления изделий, которые будут обладать небольшим весом. В рассматриваемом случае показатель составляет 7,85 к/см3.
3. Рассматривая основные характеристики учитывается предел текучести и предел прочности. Они рассматриваются при создании различных проектов. Металл Ст 20 может улучшаться для того, чтобы увеличить характеристики материала.
4. Структура характеризуется тем, что не склонна к отпускной хрупкости и образованию флокенов.
5. Проводимая термообработка стали 20 позволяет существенно увеличить срок службы изделия. Проводится она при определенных режимах. К примеру, для ковки структура нагревается до температуры 1 280 градусов Цельсия.
6. При необходимости есть возможность проводить сваривание деталей.
7. Ударная вязкость стали 20 определяет то, что металл часто применяется при изготовлении валов и других подобных изделий, которые могут использоваться при создании элементов, применяемых при создании различных механизмов. Модуль упругости также учитывается при рассмотрении основных свойств металла.
8. Средний коэффициент теплопроводности определяет то, что структура может нагреваться достаточно быстро, но при этом тепло отводится с высокой эффективностью.

Свойства Ст 20

Механические свойства стали 20 определяют довольно широкое распространение этой марки в машиностроительной и других область промышленности. Как ранее было отмечено, технические характеристики могут улучшаться при проведении термической обработки или легировании. Перестроение структуры металла позволяет повысить твердость поверхностного слоя, при добавлении других химических веществ могут придаваться особые качества, к примеру, коррозионная стойкость.

Термическая обработка предусматривает изменение структуры за счет оказания воздействия определенной температуры. Критические точки выбираются в зависимости от особенностей химического состава. К особенностям подобной процедуры отнесем следующие моменты:

Для оказания требуемого воздействия применяется специальное оборудование. Примером можно назвать доменные и индукционные печи. На протяжении длительного периода использовали именно доменные печи, но они уступают индукционным. Второй вариант исполнения подходит для установки в небольших мастерских.
Критические точки учитываются при проведении рассматриваемой процедуры. Стоит учитывать, что они уже были выявлены для всех металлов, поэтому не нужно проводить исследования повторно.
Заготовка разогревается до требуемой температуры, после чего происходит первичное перестроение структуры

Время выдержки также является важным показателем, который должен учитываться, как и скорость нагрева.
Уделяется внимание и процессу охлаждения. Слишком большие заготовки охлаждаются на воздухе, так как возникают проблемы с созданием требующейся среды

На протяжении длительного периода охлаждение проводилось в воде, но это приводило к появлению окалины. Обеспечить более высокое качество термической обработки возможно за счет применения масла в качестве охлаждающей среды. Однако, при охлаждении в масле следует учитывать высокую вероятность образования токсичного дыма и воспламенения поверхности от высокой температуры.

Цвета закалки стали

Во многих случаях после термической обработки образуются поверхностные дефекты. Именно поэтому процедура применяется для заготовок или изделий, которые созданы с учетом припуска. После закалки часто проводится отпуск, который позволяет снять внутренние напряжения и снизить вероятность повреждения изделия при падении или возникновении ударной нагрузки.

Описание

Сталь 20 применяется: для изготовления листового проката 4−14 мм 1−2 категории, предназначенного для холодной штамповки; после нормализации или без термообработки крюков кранов, муфт, вкладышей подшипников и других деталей, работающих при температурах от -40 °С до +450 °С под давлением; после ХТО — для изготовления шестерней, червяков, червячных пар и других деталей, к которым предъявляются требования высокой поверхностной твёрдости при невысокой прочности сердцевины; холоднокатаных плавниковых труб наружным диаметром 32, 38 и 50 мм, предназначенных для паровых котлов со сверхкритическими параметрами пара; труб перегревателей, коллекторов и трубопроводов котлов высокого давления; цементуемых деталей для длительной и весьма длительной службы при температурах до +350 °С; заготовок деталей трубопроводной арматуры; деталей типа донышек, воротниковых фланцев, штуцеров, колец, патрубков, тройников и деталей прямоугольной формы для энергооборудования и трубопроводов с абсолютным давлением свыше 3,9 МПа тепловых электростанций; оборудования и трубопроводов атомных станций (АС); деталей и элементов трубопроводов пара и горячей воды атомных станций (АС), с расчётной температурой среды не выше +350°С при рабочем давлении менее 2,2 МПа (22 кгс/см2); труб для установок химических и нефтехимических производств с условным давлением Ру=19,6−98 МПа (200−1000 кгс/см2); спиральношовных труб с двухсторонним швом для трубопроводов атомных электростанций; труб бесшовных высокого давления (6−10 мм) для топливопроводов дизелей; горячекатаного профиля для изготовления ободьев колес сельскохозяйственных машин; электросварных труб для изготовления деталей и конструкций в мотовелостроении; стальных гнутых замкнутых сварных квадратных и прямоугольных профилей, предназначенных для применения в сельскохозяйственном машиностроении, тракторостроении и других отраслях народного хозяйства; бесшовных горячедеформированных хладостойких труб для газлифтных систем и обустройства газовых месторождений; колец цельнокатаных различного назначения; бесшовных холоднодеформированных, теплодеформированных, горячедеформированных, в том числе горячепрессованных, и горячепрессованных редуцированных труб, предназначенных для паровых котлов и трубопроводов установок с высокими и сверхкритическими параметрами пара; бесшовных холоднодеформированных, теплодеформированных, горячедеформированных, в том числе горячепрессованных, и горячепрессованных редуцированных труб, предназначенных для паровых котлов и трубопроводов установок с высокими и сверхкритическими параметрами пара; биметаллических бесшовных труб для судостроения с наружным слоем из стали и внутренним слоем из меди; электросварных холоднодеформированных труб, предназначенных для карданных валов автомобилей, тракторов и машин; горячедеформированных бесшовных труб, применяемых в судостроении для паропроводов; бесшовных горячедеформированных труб повышенной коррозионной стойкости и хладостойкости (ст.20А), с наружным диаметром от 89 до 426 мм класса прочности не менее К48, для внутрипромысловых трубопроводов, транспортирующих продукцию нефтяных скважин (низконапорных водоводов пресной и подтоварной воды при давлении до 2 МПа в системах заводнения пластов); труб бесшовных горячедеформированных нефтегазопроводных повышенной коррозионной стойкости и хладостойкости, предназначенных для строительства и эксплуатации нефтегазопроводов в условиях северной климатической зоны нефтедобывающих предприятий ОАО «Нижневартовскнефтегаз» при температуре окружающей среды от минус 50 °C до +40 °С, температурой транспортируемых сред от +5 °С до +40°С
; труб с наружным поперечным оребрением, выполненным с применением сварки токами высокой частоты, для паровых котлов, предназначенных для изготовления поверхностей нагрева; труб, применяемых в авиационной технике; полосового проката, применяемого для изготовления деталей автомобилей.

Примечание

Степень раскисления — сп.
Конструкционная легированная сталь повышенной коррозионной стойкости и хладостойкости.

характеристики и ГОСТы. Где применяется сталь 20 марки?

Этот углеродистый конструкционный качественный сплав достаточно прочен, а его химический состав изначально сбалансирован для достижения долговечности металла, т.е. максимального увеличения срока его эксплуатации. Элементы, присутствующие в стали 20 марки, имеют следующее процентное соотношение:

• Fe – около 98%
• Mn – 0,35-0,65%
• Si – 0,17-0,37%
• Ni – не больше 0,25%
• Cr – не больше 0,25%
• Cu – не больше 0,25%
• C – 0,17-0,24%
• As – не больше 0,08%
• S – не больше 0,04%
• P – не больше 0,04%

Основные физические и механические характеристики стали марки 20

ГОСТ на сталь 20 марки предполагает получение металла твердостью HB 10-1=163МПа и удельным весом 7,85г/см3. Этот сплав не склонен к образованию флокенов и к отпускной хрупкости, а его ковка производится при t=1280оС(начало)– 750оС(конец) с последующим охлаждением металла на воздухе. Сварка стали 20 осуществляется технологиями РДС, КТС и АДС (под флюсом и газовой защитой).

Остальные свойства сплава 20 представлены ниже:

Сталь 20: применение, ГОСТы

Сталь 20 марки крайне востребована практически в каждой отрасли промышленности. Используют её и в строительстве, но самым популярным прокатом данного сплава остается листовая сталь, идущая на штамповку деталей для машиностроения и изготовление магистральных трубопроводов.

Фасонный сортовой прокат из стали 20 выпускается по ГОСТам 2591-2006, 2879-2006, 8509-93, 8510-86, 1050-88, 2590-2006, 8240-97 и 8239-89. При этом металл может поступать на производство в виде шлифованного и калиброванного прутка, лент, листов, проволоки, кованых заготовок и поковок, а также готовых труб различной толщины.

Эта сталь применяется для обустройства коллекторов, трубопроводов и элементов котлов высокого давления. Примечательной особенностью сплава 20 марки можно назвать отличную стойкость к сильным температурным перепадам: металл выдерживает как высокие температуры (до 350оС), так и низкие, свойственные суровому северному климату.

Зарубежными аналогами стали марки 20 в США выступают следующие виды и классы сталей: G10200, G10230, h20200, 1020, 1023, 1024, M1020 и M1023; в Германии – C22, C22E, C22R, 1.0402, 1.0405, 1.1151, Ck22, Cm22, Cq22, St45-8 и St35; в Японии – S20CK, S22C, STB410, STKM12A, STKM12A-S, S20C, STKM13B и STKM13B-W.

Сталь 20ГЛ / Auremo

Обозначение ГОСТ кириллица
20ГЛ
Обозначение ГОСТ латиница
20GL
Транслит
20GL
По химическим элементам
20Mn

Описание

Сталь 20ГЛ применяется: для изготовления дисков, звездочек, зубчатых венцов, барабанов и других деталей, к которым предъявляются требования по прочности и вязкости, работающих под действием статических и динамических нагрузок; для изготовления 3-й группы отливок деталей трубопроводной арматуры в северном исполнении с испытанием ударной вязкости KCU-60≥300 кДж/м2 (3,0 кгс·м/см2), работающих при температурах рабочей среды от -60 до +350 °С без ограничения номинального рабочего давления; ответственных литых деталей автосцепного устройства и тележек грузовых и пассажирских вагонов, электро- и дизельпоездов и локомотивов.

Примечание

Сталь хладостойкая.

ГОСТ 21357-87
Отливки стальные
В82
ГОСТ 977-88, ОСТ 24.920.01-80, TУ 24.05.486-82, СТ ЦКБА 014-2004

Химический состав

Fe — основа.

Механические характеристики

Маркировка сталей в России [ править | править код ]

Расшифровка марок сталей требует знать, какими буквами принято обозначать те или иные химические элементы, входящие в состав марки или сплава.

Если в самом конце марки стоит буква А, то таким образом обозначается высококачественная сталь, содержание фосфора и серы в которой сведено к минимуму (S :

• «кп» — кипящая
• «пс» — полуспокойная
• «сп» — спокойная

Нестандартные стали обозначают по разному. Так, опытные марки, выплавленные на заводе «Электросталь», обозначаются буквой И (исследовательские) и П (пробные) и порядковым номером, например, ЭИ179, ЭИ276, ЭП398 и т. д. Опытные марки, выплавленные на металлургическом заводе «Днепроспецсталь», обозначают ДИ 80, где Д — завод-изготовитель, И — исследовательская, 80 — порядковый номер, присвоенный марке стали.

Пример расшифровки марки стали 12Х18Н10Т

12Х18Н10Т — это популярная сталь (коррозионно-стойкая, жаростойкая аустенитного класса), которая применяется в сварных аппаратах и сосудах, работающих в разбавленных растворах кислот, в растворах щелочей и солей, а также в деталях, работающих под давлением при температуре от −196 °C до +600 °C .

Две цифры, стоящие в самом начале марки легированной стали, — это среднее содержание углерода в сотых долях процента. В данном примере содержание углерода составляет 0,12 %. Если вместо двух цифр стоит одна, то она показывает, сколько углерода (C) содержится в десятых долях процента. Если же цифр в начале марки стали совсем нет, то углерода в ней от 1 % и выше.

Буква Х и следующая за ней число 18 говорят, что в данной марке содержится 18 % хрома. Соотношение элемента в долях процента выражает только первое число, стоящее в начале марки, и это относится только к углероду. Все остальные числа в названии марки выражают количество конкретных элементов в процентах.

Далее следует комбинация Н10, это 10 % никеля.

В самом конце стоит буква Т без каких-либо цифр. Это значит, что содержание элемента мало, как правило, около 1 % (иногда — до 1,5 %). В данной марке легированной стали количество титана не превышает 1,5 %.

Итак, марка стали 12Х18Н10Т (конструкционная криогенная, аустенитного класса) содержит следующие сведения: 0,12 % углерода, 18 % хрома (Х), 10 % никеля (Н) и небольшое содержание титана (Т), не превышающее 1,5 %.

• Home
• Разное
• Сталь в20 расшифровка буквы в – Как расшифровать марку стали. Обозначения типов сталей и сплавов