Скидка на подшипники из наличия!
Новое поступление товара в 2026 году!
Таблицы
Широкие таблицы прокручиваются по горизонтали, первая колонка при этом остаётся на месте.
По таблице 1 ГОСТ 1050-2013, ковшовая проба. Спокойная сталь обозначается без индекса; кипящая и полуспокойная — 20кп и 20пс. По заказу сера и фосфор — не более 0,025 или 0,015 %.
К навигации по таблицам
Нормализованные образцы — из заготовок 20–25 мм. Свойства калиброванного проката нормируются по заказу. Для проката 80–180 мм допускается снижение δ5 на 2 абс. % и ψ на 5 абс. %.
По п. 7.1.16 и таблице 6 ГОСТ 1050-2013.
ГОСТ 1577-2022 действует с 01.06.2023 взамен ГОСТ 1577-93. Механические свойства на нормализованных образцах нормируются, если указаны в заказе.
Химический состав стали во всех случаях — по ГОСТ 1050-2013.
По таблице А.1 ГОСТ 34233.1-2017 (стали 20 и 20К). Если фактический предел текучести при 20 °C меньше 220 МПа, значения умножают на Re20/220. Для промежуточных температур — линейная интерполяция.
По приложениям А и В ГОСТ 34347-2017. Это сокращённое изложение: условия по давлению, толщине и испытаниям приведены в примечаниях стандарта, их сверяют по официальному тексту при проектировании.
Состав C22 — по технической документации thyssenkrupp Steel со ссылкой на EN ISO 683-1. Полностью тождественного аналога нет.
Для Ст3 и 09Г2С через дробь — допускаемые напряжения для меньших и бо́льших толщин (подробнее — на страницах марок).
Расчёт при плотности 7850 кг/м³ по номинальным размерам, без учёта предельных отклонений и скруглений кромок.
Масса 1 м² равна 7,85 кг на каждый миллиметр толщины. Фактическая масса отличается на величину допусков по толщине.
Расчёт по формуле m = π·(D − s)·s·ρ при плотности 7850 кг/м³, без учёта допусков на диаметр и толщину стенки.
Сталь 20 — углеродистая качественная конструкционная сталь с содержанием углерода около 0,20 %. Её применяют для бесшовных труб котлов и трубопроводов, сосудов и аппаратов, деталей, упрочняемых цементацией, штампуемых и сварных деталей. Марка установлена ГОСТ 1050-2013, действующим с 1 января 2015 года взамен ГОСТ 1050-88.
Цифра 20 означает среднее содержание углерода в сотых долях процента. От стали обыкновенного качества Ст3 сталь 20 отличается более узкими нормами состава и более строгими ограничениями серы и фосфора, а главное — тем, что её химический состав и механические свойства гарантируются по стандарту на качественную сталь.
По ГОСТ 1050-2013 сталь 20 содержит 0,17–0,24 % углерода, 0,35–0,65 % марганца и 0,17–0,37 % кремния (таблица 1). Сера ограничена 0,035 %, фосфор — 0,030 %; по заказу их содержание может быть снижено до 0,025 или 0,015 %. Помимо спокойной стали 20, стандарт устанавливает состав кипящей и полуспокойной стали — 20кп и 20пс.
Базовые механические свойства ГОСТ 1050-2013 нормирует на нормализованных образцах: предел текучести не менее 245 МПа, временное сопротивление не менее 410 МПа, удлинение не менее 25 %, сужение не менее 55 % (таблица 2). Для калиброванного проката по заказу нормируются свойства в нагартованном и отожжённом состоянии.
Твёрдость горячекатаного проката без термообработки по базовой норме стандарта — не более 255 HB, а по дополнительному требованию ТВ2 — не более 163 HB (таблица 3).
Толстый лист и широкую полосу из стали 20 поставляют по ГОСТ 1577-2022, который с 1 июня 2023 года заменил ГОСТ 1577-93. Для листа до 100 мм на нормализованных образцах нормируются предел текучести не менее 230 МПа и временное сопротивление 400–550 МПа (таблица 4). Лист 8–20 мм после контролируемой прокатки имеет более высокие гарантии: предел текучести не менее 275 МПа и ударную вязкость после старения не менее 80 Дж/см².
При заказе листа с гарантией свариваемости ГОСТ 1577-2022 ограничивает фосфор 0,020 % и серу 0,010 %. Ударную вязкость при отрицательных температурах для стали 20 стандарт контролирует только для набора статистики, поэтому, если она важна, требование указывают в заказе отдельно.
Сталь 20 — одна из основных марок для сосудов, теплообменников и трубопроводов. Допускаемое напряжение по ГОСТ 34233.1-2017 составляет 147 МПа при 20 °C и снижается с ростом температуры; начиная примерно с 400 °C оно зависит от расчётного ресурса из-за ползучести (таблица 6).
Область применения задаёт ГОСТ 34347-2017 (таблица 7):
Встречающаяся в интернете формулировка «сталь 20 применяется до +450 °C» неточна: верхний предел зависит от вида продукции и условий поставки.
Пример. Труба из стали 20, температура стенки 300 °C.
По таблице 6 допускаемое напряжение — 119 МПа, на 19 % ниже, чем при 20 °C (147 МПа). Для сравнения у 09Г2С при той же температуре — 151 МПа для толщины до 32 мм.
Основная термообработка проката из стали 20 — нормализация: именно после неё ГОСТ 1050-2013 нормирует механические свойства. Прокат и лист поставляют также в отожжённом и высокоотпущенном состоянии.
Объёмная закалка стали 20 даёт небольшой эффект: при углероде около 0,2 % высокой твёрдости не получить. Для деталей, которым нужна твёрдая износостойкая поверхность и вязкая сердцевина — пальцев, втулок, малонагруженных шестерён, — применяют цементацию с последующей закалкой и низким отпуском. Режимы цементации и требования к слою назначает технолог; положение стали можно оценить по диаграмме железо–углерод. Если нужна прочность по всему сечению после закалки, выбирают сталь 45 или 40Х.
Сталь 20 сваривается без ограничений всеми основными способами. Гарантию свариваемости можно заказать: по ГОСТ 1050-2013 формулу и предельное значение углеродного эквивалента согласовывают в заказе, а ГОСТ 1577-2022 для листа с гарантией свариваемости дополнительно ограничивает серу и фосфор.
Для сварных сосудов ГОСТ 34347-2017 устанавливает, при какой толщине в месте сварки соединения подлежат термообработке. Сварочные материалы выбирают по ГОСТ 9467 и ГОСТ 2246 для углеродистых сталей с учётом требований к соединению.
Модуль упругости стали 20 по ГОСТ 34233.1-2017 — 1,99·10⁵ МПа при 20 °C, коэффициент линейного расширения — 11,6·10⁻⁶ 1/°C в интервале 20–100 °C (таблица 8). Сталь хорошо штампуется и гнётся в холодном состоянии. Режимы резания можно подобрать в тренажёре режимов резания.
Ближайшие зарубежные стали — C22 и C22E по EN ISO 683-1, для оборудования под давлением — P235GH и P265GH по EN 10216-2 и EN 10028-2, а также 1020 и S20C (таблица 9). Полного аналога нет: в европейских стандартах для труб и листа под давлением другая система норм, нормируется работа удара, а пределы марганца отличаются.
Сравнение приведено в таблице 10.
Теоретическую массу проката рассчитывают при плотности 7850 кг/м³ (таблицы 11, 12 и 13).
Труба: m = 0,02466·(D − s)·s, кг/м; круг: m = 0,006165·d², кг/м; лист: m = 7,85·t, кг/м² (размеры в мм).
Пример. Труба 108 × 4 мм длиной 6 м: 0,02466 × 104 × 4 × 6 ≈ 61,5 кг.
Сталь 20 — качественная сталь по ГОСТ 1050-2013 с более узкими нормами состава, серой до 0,035 % и фосфором до 0,030 %. Ст3 — сталь обыкновенного качества по ГОСТ 380-2005 с серой до 0,050 % и фосфором до 0,040 %; её свойства и ударная вязкость задаются категорией в стандарте на прокат. Сталь 20 применяют для труб, сосудов и деталей под цементацию, Ст3 — в основном для строительных металлоконструкций.
В сосудах по ГОСТ 34347-2017 бесшовные трубы из стали 20 допускаются от −30 до +475 °C с ограничениями по давлению и дополнительными испытаниями, лист по ГОСТ 1577 — от −20 до +425 °C. Точные условия — в примечаниях к приложениям стандарта.
Объёмная закалка даёт небольшой эффект из-за низкого углерода. Для твёрдой поверхности применяют цементацию с последующей закалкой и низким отпуском. Для деталей, которым нужна прочность по сечению, выбирают сталь 45 или 40Х.
По ГОСТ 1050-2013 на нормализованных образцах: предел текучести не менее 245 МПа, временное сопротивление не менее 410 МПа, удлинение не менее 25 %, сужение не менее 55 %.
Для деталей машин — C22 и C22E по EN ISO 683-1, для труб и листа под давлением — P235GH и P265GH. Полностью тождественного аналога нет: нормы и методы испытаний различаются.
Да, без ограничений. Гарантию свариваемости можно указать в заказе. Для сварных сосудов необходимость термообработки после сварки определяют по ГОСТ 34347-2017 в зависимости от толщины.
Статья носит ознакомительный характер и предназначена для технических специалистов. Данные приведены по указанным стандартам и не заменяют действующие стандарты, нормы расчёта на прочность, конструкторскую и технологическую документацию. Перед применением значений в расчётах, при выборе материала, назначении режимов сварки и термообработки сверяйтесь с актуальными редакциями документов и сертификатами на конкретную продукцию. Автор и администрация сайта не несут ответственности за последствия использования информации без такой проверки.