Квадрат стальной Ст20: характеристики и применение горячекатаного профиля
Квадрат стальной Ст20 представляет собой горячекатаный прокат квадратного сечения, изготавливаемый из конструкционной углеродистой качественной стали марки 20 по ГОСТ 1050-2013. Данный профиль востребован в узлах, работающих при статических и циклических нагрузках, где требуется сочетание достаточной прочности с высокой пластичностью и обрабатываемостью резанием. Химический состав Ст20 регламентирует содержание углерода в пределах от 0,17 до 0,24 %, что обеспечивает стабильные механические свойства после нормализации или улучшения.
Механические свойства и структура
После горячей прокатки квадрат стальной Ст20 демонстрирует предел текучести не менее 245 МПа и временное сопротивление разрыву от 410 до 530 МПа. Относительное удлинение достигает 25 %, что позволяет выполнять гибку, правку и другие операции холодного деформирования без образования трещин. Твёрдость по Бринеллю (HB) в состоянии поставки составляет от 131 до 179 единиц. Микроструктура стали феррито-перлитная, с равномерным распределением цементита, что обеспечивает стабильность свойств по длине прутка.
Сортамент и геометрические параметры
Квадрат стальной Ст20 выпускается со стороной квадрата от 6 до 200 мм. Допуски по точности прокатки соответствуют классам Б и В по ГОСТ 2591-2006. Для ответственных деталей машин применяют профиль с предельными отклонениями по классу Б (повышенная точность). Длина мерных прутков составляет от 2 до 12 м, возможна поставка кратной мерной длины. Кривизна профиля не превышает 0,5 % от длины для сечений до 50 мм и 0,4 % для более крупных размеров.
| Сторона квадрата, мм | Предельные отклонения, мм (класс Б) | Масса 1 м, кг | Площадь сечения, см | Момент сопротивления, см |
|---|---|---|---|---|
| 10 | 0,4 | 0,785 | 1,00 | 0,167 |
| 20 | 0,5 | 3,14 | 4,00 | 1,33 |
| 40 | 0,7 | 12,56 | 16,00 | 10,67 |
Технологические особенности обработки
Квадрат стальной Ст20 хорошо поддаётся сварке всеми видами дуговой сварки (ручной, полуавтоматической, автоматической под флюсом) без предварительного подогрева при толщине до 30 мм. Для сварных соединений, работающих при динамических нагрузках, рекомендуется применять электроды типа Э42А или Э46А. Режимы термообработки: нормализация при температуре от 860 до 890 C, закалка с нагревом от 860 до 880 C в воде или масле, отпуск при температуре от 550 до 650 C. Обрабатываемость резанием оценивается как удовлетворительная (коэффициент обрабатываемости K_v = 0,8 относительно стали 45).
Области применения в промышленности
- Изготовление валов, осей, шпинделей и других деталей металлорежущих станков и кузнечно-прессового оборудования.
- Производство крепёжных изделий (болты, шпильки, гайки) классов прочности до 5.8 по ГОСТ Р ИСО 898-1.
- Элементы строительных металлоконструкций связи, распорки, фасонные детали для рам и ферм.
- Детали гидравлических и пневматических цилиндров, работающие при давлении до 16 МПа.
- Заготовки для последующей ковки и штамповки в машиностроении и приборостроении.
Вопросы и ответы
Чем отличается квадрат стальной Ст20 от Ст3?
Ст20 относится к качественным конструкционным сталям с регламентированным химическим составом и более узкими допусками по содержанию серы и фосфора (не более 0,035 % каждого). В отличие от Ст3, Ст20 имеет гарантированные механические свойства после термообработки и применяется для более ответственных деталей.
Какие размеры квадрата Ст20 наиболее востребованы в машиностроении?
Наибольшим спросом пользуются сечения от 10 до 50 мм для изготовления валов, осей и шпинделей малой и средней мощности. Для крупных деталей (валы прокатных станов, прессов) применяют профиль от 60 до 150 мм.
Можно ли использовать квадрат Ст20 для сварных конструкций без термообработки?
Да, при толщине стенки до 30 мм и отсутствии требований к снятию внутренних напряжений сварка выполняется без подогрева. Для конструкций, работающих при знакопеременных нагрузках, рекомендуется нормализация сварного узла.
Как маркируется квадрат стальной Ст20?
На каждом прутке наносится маркировка: марка стали (Ст20), номер плавки, размер сечения и товарный знак производителя. Допускается нанесение краской или клеймение на торце.