Сталь для отливок 20ГСЛ

Марка: 20ГСЛ	Класс: Сталь для отливок обыкновенная
Использование в промышленности: корпусные детали гидротурбин, работающие при температуре до 450 град.

Химический состав в % стали 20ГСЛ
C	0,16 - 0,22
Si	0,6 - 0,8
Mn	1 - 1,3
S	до 0,03
P	до 0,03
Fe	~98

Зарубежные аналоги марки стали 20ГСЛ
США	1022, 1518, G10220, G15180, G15220, H15220
Германия	1.1133, 20Mn5, G21Mn5, GS-20Mn5
Япония	SMnC420
Франция	20M5
Англия	120M19, 20Mn5
Евросоюз	20Mn5
Италия	20Mn7, G22Mn3
Испания	20Mn6, F.1515, F.220A
Китай	20MnG
Швеция	2132
Венгрия	Ao20Mn5
Чехия	422714
Австралия	1022
Швейцария	20Mn5
Юж.Корея	SMnC420

Дополнительная информация и свойства

Механические свойства стали 20ГСЛ при Т=20oС
Прокат	Размер	Напр.	σв(МПа)	sT (МПа)	δ5 (%)	ψ %	KCU (кДж / м2)
			540	294	18	30	294

Особенности электрошлаковой сварки стали 20ГСЛ: ударную вязкость металла в участке перегрева на среднеуглеродистых литых сталях типа 20ГСЛ можно повысить путем выплавки их с ограниченным содержанием серы (не более 0,02%) и достаточным раскислением алюминием (0,02-0,04% свободного алюминия). Подобный эффект достигается при легировании стали и другими раскислителями, особенно церием и цирконием. При оптимальных количествах они образуют тугоплавкие оксисульфидные включения сложного состава и строения шаровидной, овальной или угловатой формы, которые при перегреве располагаются преимущественно внутри зерен.

Химический состав определяет и стойкость против хрупкого разрушения металла шва при электрошлаковой сварке без нормализации. В целях ее повышения необходимо ограничивать содержание в шве углерода и вредных примесей.

Количество газов в металле шва зависит, в частности, от применяемого флюса и может изменяться в значительных пределах. Для уменьшения содержания кислорода рекомендуется применять низкокремнистые и основные безокислительные флюсы (АН-22, АНФ-6 и др.), азота - флюсы на основе CaF₂ и Аl₂О₃. При низком количестве этих газов ударная вязкость наплавленного металла повышается (табл. 9.13. Данные получены при электрошлаковой отливке в кокиль 0 80 мм проволоки Св-10Г2).

Таблица 9.13
Флюс	Содержание газов в наплавленном металле, %		аHМДж/м2 (кгс × м/см2), при температуре
	[O]	[N]	293 K (+20° С)	263 K (-10° С)	253 K (-20° С)
АН-8	0.0262	0.0085	0.2-1.96 (2-19.6)	0.29-1.95 (2.9-19.5)	0.09-0.16 (0.9-1.6)
АН-22	0.0284	0.0074	1.78-1.95 (17.8-19.5)	0.11-0.7 (1.1-7)	0.09-0,14 (0,9-1,4)
АН-15М	0.0084	0.011	0.22-2.3 (2.2-23)	0.14-0.45 (1.4-4.5)	0.07-1.5 (0.7-15)
АН-30	0.0238	0.012	0.24-0.87 (2.4-8.7)	0.09-0.15 (0.9-1.5)	0.07-0.1 (0.7-1)
АНф-6	0.0135	0.0044	1.35-2.38 (13.5-23.8)	0.25-2.05 (2.5-20.5)	0.14-1.78 (1.4-17.8)

Примечание. Содержание элементов в металле отливок: 0.08-0.09% C; 1.2-1.28% Mr; 0.1-0.13% Si; 0.01-0.012% S; 0.011-0.012% P.

Для предотвращения вредного влияния растворенного в феррите азота рекомендуется также связывать его в стойкие нитриды (карбонитриды) введением в металл шва нитридообразующих элементов.

При дуговой сварке склонность швов к хрупкости уменьшают применением присадочных материалов с низким содержанием серы и фосфора. При электрошлаковой сварке вследствие большой доли основного металла в металле шва получение в последнем низких количеств серы и фосфора представляет сложную задачу (если только речь не идет о сталях, улучшенных электрошлаковым переплавом). Однако более важно то, что крупнозернистая первичная структура металла шва при электрошлаковой сварке часто подавляет положительную роль уменьшения количества вредных примесей. В результате шов, содержащий весьма низкие количества серы и фосфора, а порой и кислорода и азота, может характеризоваться такой же ударной вязкостью, как и шов, сильно загрязненный этими примесями. По этой причине в целях существенного повышения стойкости металла шва против хрупкого разрушения необходимо сочетать увеличение чистоты его по вредным примесям с улучшением условий кристаллизации. Последнего можно достичь микролегированием металла шва, например, алюминием или титаном, измельчающими его первичную структуру, а также применением соответствующих режимов и приемов сварки. Детальнее такие возможности улучшения свойств металла шва рассмотрены ниже.

Для повышения ударной вязкости металла шва его следует легировать элементами, способствующими измельчению продуктов распада аустенита в субкритическом интервале температур (например, хромом, марганцем, молибденом) и увеличению ударной вязкости феррита (например, никелем или ванадием, связывающим в нитриды азот, растворенный в феррите). Механические свойства металла шва после высокого отпуска в зависимости от химического состава приведены в табл. 9.14. Легирование никелем, хромом, марганцем или молибденом в количестве до 1% в различных сочетаниях обычно только незначительно повышает стойкость металла шва против хрупкого разрушения. Требуемую его ударную вязкость при 233 К (-40° С) обычно обеспечивает повышенное легирование - до 2% одним из этих элементов. Приведенный в табл. 9.14 химический состав металла швов в ряде случаев можно получить при сварке проволоками Св-08Г2С, Св-12Г2Х, Св-08ХМФ, Св-08ХН2М, Св-04Х2МА, Св-08ХГ2СМ.

Определенные трудности вызывает и получение равнопрочных соединений термоупрочненных сталей в связи с разупрочнением металла в зоне термического влияния. Степень разупрочнения металла, наибольшая в зоне частичной перекристаллизации, может достигать 25-35%, а ширина участка с пониженной твердостью (прочностью) -20 мм.