20 號(hào)無(wú)縫鋼管是一種常用的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼無(wú)縫鋼管,廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、石油化工、液壓系統(tǒng)等領(lǐng)域。以下從材質(zhì)成分和機(jī)械性能兩方面詳細(xì)介紹:
20 號(hào)鋼的化學(xué)成分需滿足以下要求,其成分決定了鋼材的基本性能(如韌性、可加工性等):
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碳(C):0.17%~0.24%
碳是決定鋼材強(qiáng)度的關(guān)鍵元素,此范圍的碳含量使鋼材兼具一定強(qiáng)度和良好的塑性、焊接性。
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硅(Si):0.17%~0.37%
作為脫氧劑加入,可提高鋼材的強(qiáng)度和硬度,但含量過(guò)高會(huì)降低塑性。
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錳(Mn):0.35%~0.65%
能改善鋼材的淬透性和強(qiáng)度,同時(shí)抑制硫的有害作用(熱脆性)。
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硫(S):≤0.035%
有害元素,易導(dǎo)致鋼材在高溫加工時(shí)產(chǎn)生裂紋(熱脆),需嚴(yán)格控制。
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磷(P):≤0.035%
有害元素,會(huì)降低鋼材的塑性和韌性,尤其在低溫下易導(dǎo)致冷脆,需限制含量。
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其他元素:鎳(Ni)、鉻(Cr)、銅(Cu)等殘余元素含量均≤0.25%,對(duì)性能影響較小。
機(jī)械性能反映鋼材在受力時(shí)的表現(xiàn),是工程應(yīng)用中需重點(diǎn)關(guān)注的指標(biāo):
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抗拉強(qiáng)度(σb):≥375MPa
鋼材斷裂前能承受的最大拉應(yīng)力,體現(xiàn)其整體承載能力。
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屈服強(qiáng)度(σs):≥245MPa
鋼材開(kāi)始產(chǎn)生塑性變形時(shí)的應(yīng)力,是設(shè)計(jì)中避免結(jié)構(gòu)過(guò)度變形的重要依據(jù)。
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伸長(zhǎng)率(δ5):≥25%
鋼材受拉斷裂后,伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度與原長(zhǎng)度的百分比,反映其塑性(變形能力),伸長(zhǎng)率越高,塑性越好。
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沖擊韌性:
常溫下沖擊吸收功(Ak)一般≥27J(V 型缺口),低溫下(如 - 20℃)性能略有下降,但仍能滿足多數(shù)非極端環(huán)境需求。
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硬度:
未熱處理狀態(tài)下,布氏硬度(HB)約為 115~156,硬度較低,便于切削、沖壓等加工。
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優(yōu)點(diǎn):塑性好、焊接性?xún)?yōu)良(可采用電弧焊、氣焊等方法)、冷加工性能佳(如彎曲、沖壓),且價(jià)格相對(duì)低廉。
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局限性:強(qiáng)度中等,高溫下抗氧化性和蠕變性能較差,不適用于高壓、高溫(如超臨界機(jī)組)或強(qiáng)腐蝕環(huán)境。
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典型應(yīng)用:
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輸送水、油、氣等流體的管道;
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機(jī)械結(jié)構(gòu)中的傳動(dòng)軸、液壓缸體、支架等;
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低壓鍋爐的受熱面管道(需滿足對(duì)應(yīng)鍋爐用鋼標(biāo)準(zhǔn))。
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不同標(biāo)準(zhǔn)(如 GB/T 8163、GB/T 3087 等)對(duì) 20 號(hào)無(wú)縫鋼管的機(jī)械性能要求略有差異,具體需根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景選擇對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品。
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若需提高其表面硬度,可通過(guò)滲碳、淬火等熱處理工藝優(yōu)化,但會(huì)降低內(nèi)部塑性,需平衡性能需求。
以上性能指標(biāo)確保了 20 號(hào)無(wú)縫鋼管在中低壓、常溫環(huán)境下的可靠性,是工業(yè)領(lǐng)域中性?xún)r(jià)比極高的基礎(chǔ)材料之一。