Steel 20: GOST, características, propriedades e aplicações

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificação: 2023-12-17 10:38

O ferro puro é caracterizado por uma lista limitada de propriedades e como metal de base é de pouco interesse. Mas as ligas baseadas nele têm um potencial tremendo, basta determinar a composição química e fazer o tratamento térmico correto.

Aços estruturais mais comuns

Todos os aços à base de ferro pertencem à metalurgia ferrosa e possuem inúmeras classificações. É produzido de acordo com vários parâmetros: por composição química, finalidade, conteúdo de elementos nocivos, força e resistência ao impacto, flexibilidade e muitos outros. Estruturais - tornaram-se os mais comuns em uso. Alguns deles têm propriedades universais e intercambiabilidade.

O aço estrutural 20 pertence à classe médio carbono, possui estrutura ferrita-perlita. O aço é de alta qualidade, ou seja, possui um teor reduzido de elementos nocivos: enxofre e fósforo. Sem restrições de soldabilidade. A combinação ideal de resistência e plasticidade o torna simplesmente um material universal para a produção de tubos laminados, peças submetidas a subsequentes processos termomecânicos e termoquímicosprocessamento (cimentação, galvanização e cromagem).

G20 encontrou seu uso

Aço 20, cujas propriedades podem variar em uma ampla faixa com a ajuda de processamento químico-térmico e termomecânico, é mais procurado na produção de tubos na fabricação de peças com superfície dura e centro macio. Podem ser eixos, rodas dentadas, engrenagens, parafusos, ganchos de guindaste, conexões, chapas de estampagem (papelão ondulado), porcas e parafusos para fixação não crítica. Os tubos fabricados com este tipo de aço são usados para transferir gases, vapor, líquidos não agressivos fornecidos sob pressão. São tubos de superaquecedores, dutos, caldeiras de alta pressão e coletores.

Alteração da estrutura por tratamento termoquímico

A mesma marca pode alterar suas características por meio de tratamento térmico. O aço grau 20 possui boas características plásticas, portanto, os produtos são obtidos por vários métodos: fundição, laminação a frio ou a quente ou trefilação. Após o recebimento das peças por fundição, o tratamento químico-térmico pode ser aplicado a elas. O objetivo deste procedimento é obter uma camada dura resistente ao desgaste que não ceda à corrosão e um centro macio dúctil.

Para isso, a peça acabada é colocada em ambiente apropriado (revestida com uma substância seca contendo carbono, colocada em meio gasoso ou líquido), após o que é mantida de várias horas a 1,5 dias em alta temperatura. Mecânicoo processamento das peças até este momento deve ser concluído, pois após o processamento termoquímico o produto já terá a estrutura final. O elemento satura a camada superior do produto (de 0,3 a 3,0 mm), melhorando sua estrutura e propriedades.

Dependendo da substância utilizada, o tratamento é denominado: cianetação (revestimento de zinco), cementação (carbono), cromagem (cromo). Carbono dá força, zinco - resistência à corrosão, cromo, além de todos os itens acima, torna a superfície espelhada.

Mudando a estrutura por usinagem

Ao contrário do método de processamento anterior, que é realizado apenas para endurecer a camada superior do metal e flexibilidade na camada interna, o processamento termomecânico é um dos métodos de modelagem. O aço 20 pode ser deformado tanto a quente como a frio. Cada tipo tem suas próprias vantagens e desvantagens. Mas eles são usados com base nas propriedades mais necessárias.

A conformação a quente é aplicada a produtos com espessura de parede superior a 5 mm. Uma vez que quando o metal é aquecido forma-se incrustações e uma microcamada descarbonetada (uma estrutura indesejável), não é aconselhável utilizar este tipo de laminação para peças de paredes finas. No entanto, tem uma grande vantagem sobre a conformação a frio.

A conformação a frio é aplicada a peças com menos de 5mm de espessura. Apenas tipos de aço "soft" são adequados para trefilação a frio. Durante a laminação, o metal experimentadeformação significativa ou endurecimento. Isso leva a um aumento em sua resistência e à presença de altas tensões na estrutura. Devido às suas paredes finas, esse metal não pode ser aquecido (para passar férias, ou seja, restaurar a estrutura anterior). É mais propenso à destruição sob impacto e outras cargas dinâmicas. O tubo de aço estrutural (aço 20) difere nos métodos de fabricação e nas características técnicas obtidas que afetam a aplicação. Para a produção de cada tipo de tubo, existem normas estaduais, normas, equipamentos.

Tubos laminados a frio com costura reta

O processo de produção começa com a preparação da tira de aço. Para fazer isso, as chapas de aço são cortadas em tiras e soldadas em uma longa tira. A fita é alimentada aos rolos de dobra, onde assume a forma de um tubo. O próximo passo é a soldagem. Para qualquer projeto, este é o ponto mais fraco. É completamente impossível eliminar as deficiências que ocorrem durante a soldagem (aparecimento de óxidos e queima de carbono), mas usando algumas técnicas, elas podem ser reduzidas. Para unir o aço 20, é utilizada a soldagem a arco elétrico em atmosfera protetora de um gás inerte (argônio) ou soldagem por indução (correntes de alta frequência). O tubo passa por uma inspeção obrigatória da costura de solda, após o que é cortado em partes do comprimento necessário e armazenado.

Tubo de costura espiral estirado a frio

A preparação do aço para a produção deste tipo de tubo segue o mesmo processo dos tubos com costura reta. Idêntico também: soldagem, controle e corte. Difere apenaso ângulo de dobragem da fita em que a costura subsequente gira em torno do tubo em uma curva helicoidal. Devido às suas características de design, este método é o mais durável. E suporta maiores cargas de rasgo do que os produtos de costura reta.

Tubos sem costura

Tubos sem costura são especialmente fortes, têm várias vantagens: não são soldados (pontos fracos), não há tensões na estrutura de aço, a espessura dos tubos é de pelo menos 5 mm. Sua produção é um processo mais complexo e, portanto, caro. O aço 20 é único, pois os tubos podem ser produzidos de duas maneiras - trefilação a frio e a quente.

Sem costura laminados a quente

Após o aquecimento acima de 1100ºС, a peça de trabalho é perfurada com uma manga e forma um diâmetro interno. Com mais desenho, o tubo assume as dimensões especificadas do diâmetro interno, externo e da espessura da parede. Durante todo o processo tecnológico, a temperatura do tarugo laminado permanece elevada. E somente depois que a forma final é tomada, o tubo é resfriado. Durante o resfriamento a longo prazo, ocorre o revenimento, todos os efeitos negativos da laminação, aumento da resistência e fragilidade são removidos. Quando totalmente resfriado, o aço 20 adquire as características que possuía originalmente. Este processo tecnológico envolve a produção apenas de tubos com paredes de pelo menos 5 mm, e a espessura máxima pode chegar a 75 mm.

Desenhado a frio sem costura

Ao contrário do método anterior, este tem uma ligeira nuance de temperatura. A peça de trabalho aquece, mas apósA temperatura do firmware primário não é mantida pela manga e a peça de trabalho é extraída em estado frio. Este método difere do laminado a quente, pois é possível produzir tubos fortes com paredes finas, enquanto o método laminado a quente prevê apenas paredes grossas. Para a estrutura final, esses dois métodos são idênticos, pois após a laminação a frio as tubulações sofrem normalização, na qual a estrutura é parcialmente restaurada e as tensões desaparecem.

Esta não é toda a lista de produtos à base de aço 20 GOST 1050-74. As necessidades da população estão aumentando, novas ideias e produções estão surgindo. Mas esta marca apenas muda sua forma e propósito, reservando-se o direito de existir.