材料名稱：優質碳素結構鋼
牌號：20鋼
標準：GB/T 699-1999
強度比15號鋼稍高，很少淬火，無回火脆性。冷變形塑性高、一般供彎曲、壓延、彎邊和錘拱等加工，電弧焊和接觸焊的焊接性能好，氣焊時厚度小，外形要求嚴格或形狀復雜的制件上易發生裂紋。切削加工性冷拔或正火狀態較退火狀態好、一般用于制造受力不大而韌性要求高的。
該鋼屬于優質低碳碳素鋼，冷擠壓、滲碳淬硬鋼。該鋼強度低，韌性、塑性和焊接性均好。抗拉強度為355~500MPa，伸長率≥24%。
正火可促進該鋼球化，細化大塊狀先共析鐵素體，改進小于160HBS毛坯的切削性能。
該鋼模具零件工藝路線為：下料→鍛造模坯→退火→機械粗加工→冷擠壓成型→再結晶退火→機械精加工→滲碳→淬火、回火→研磨拋光→裝配。
20號鋼的20是指含碳量，含碳量為0.2%，屬于低碳鋼。鋼中可分為低碳鋼、中碳鋼和高碳鋼。
碳含量：低碳鋼一般小于0.25%；中碳鋼一般在0.25～0.60%之間；高碳鋼一般大于0.60%。
鋼中除含有碳(C)元素和為脫氧而含有一定量硅(Si)(一般不超過0.40%),錳(Mn)(一般不超過0.80%,較高可到1.20%)合金元素外,不含其他合金元素(殘余元素除外)。
區分鋼和鐵：含碳量低于2.11%為鋼，含碳量高于2.11%為鐵；鋼中含碳量越高其韌性越差，鐵中含碳量越高其韌性越好。
特性
（1）特性 該鋼屬于優質低碳碳素鋼，冷擠壓、滲碳淬硬鋼。該鋼強度低，韌性、塑性和焊接性均好。抗拉強度為253-500MPa，伸長率≥24%。
20特性與15鋼基本相仿，但強度稍高。用途：適用于制造汽車、拖拉機及一般機械制造業中建造不太重要的中小型滲碳碳氮共滲等零件，如汽車上的手剎蹄片、杠桿軸、變速箱速叉、傳動被動齒輪及拖拉機上凸輪軸、懸掛均衡器軸、均衡器內外襯套等；在熱軋或正火狀態下用于制造受力不大，而要求韌性高的各種機械零件；在重、中型機械制造業中，如鍛制或壓制的拉桿、鉤環、杠桿、套筒、夾具等。在汽輪機和鍋爐制造業中多用于壓力≤6N/平方，溫度≤450℃的非腐化介質中工作的管子、法蘭、聯箱及各種緊固件；在鐵路、機車車輛上用于制造十字頭、活塞等鑄件。
正火可促進該鋼球化，細化大塊狀先共析鐵素體，改進小于160HBS毛坯的切削性能。
該鋼模具零件工藝路線為：下料→鍛造模坯→退火→機械粗加工→冷擠壓成型→再結晶退火→機械精加工→滲碳→淬火、回火→研磨拋光→裝配。
（2）供貨狀態及硬度 未熱處理態，硬度≤156HBS。
化學成分
（3）標準JB/T 6057-92鋼的化學成分（質量分數，%）
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C
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Si
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Mn
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P
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S
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Ni
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Cr
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Cu
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0.17~0.23
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0.17~0.37
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0.35~0.65
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≤0.035
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≤0.035
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≤0.30
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≤0.25
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≤0.25
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（4）參考對應鋼號 我國GB/JB的標準鋼號是20、我國臺灣CNS標準鋼號S20C、德國DIN標準材料編號1.0402、德國DIN標準鋼號CK22/C22、英國BS標準鋼號IC22、法國AFNOR標準鋼號CC20、法國NF標準鋼號C22、意大利UNI標準鋼號C20/C21、比利時NBN標準鋼號C25-1、瑞典SS標準鋼號1450、西班牙UNE標準鋼號F.112、美國AISI/SAE標準鋼號1020、日本JIS標準鋼號S20C/S22C。
力學性能
相變點溫度（近似值）Ac1=735℃，Ac3=855℃，Ar3=835℃，Ar1=680℃
正火規范 溫度920~950℃，出爐空冷。硬度131~156HBS。
冷壓毛坯軟化處理規范 溫度700~720℃，保溫時間8~15h，再以50~100℃/h的冷速，隨爐降至溫度≤550~600℃，出爐空冷。
處理前硬度≤143HBS，軟化后硬度≤131HBS。
淬火規范 溫度910℃±10℃，10%NaCl鹽水冷卻。
實測屈服強度fy=245Mpa，彈性模量E=206Gpa，泊松比ν=0.3。
抗剪強度275~392MPa,抗拉強度為253~500MPa，屈服強度為275MPa，延伸率為25%。
退火溫度只要600-650度，保溫時間在1-2h。
抗拉強度 σb (MPa)：≥410(42)
屈服強度 σs (MPa)：≥245(25)
伸長率 δ5 (%)：≥25
斷面收縮率 ψ (%)：≥55
硬度 ：未熱處理,≤156HB
試樣尺寸：試樣尺寸25mm
許用應力
20號鋼在225℃下的許用應力：(16－36mm)111-124MPa之間;(6-16mm)之間117－131MPa
20號鋼在100℃下的許用應力：150℃時,20號鋼鋼管的許用應力為130 MPa,20號鋼鍛件的許用應力為108MPa
20號鋼與Q235的力學性能有不相同的地方.
1.Q235鋼屈服點為235MPa,伸長率為21-26%;廣泛用于制作有一定的強度和伸長率的一般機械零件,如銷、軸、拉桿、連桿、套圈、螺栓、螺母、氣缸、齒輪、支架、機架及焊接件。
2.20號鋼在正火狀態屈服點為245MPa,伸長率為>25%;調質狀態屈服點為280MPa,伸長率為>22%。廣泛用于制作負載不大、韌性要求高的零件，如重型及通用機械中的鍛壓的拉桿、套筒、夾具及襯墊，一般機械及汽車、拖拉機中的中小型滲碳、氰化零件。
20號鋼是優質碳素結構鋼，Q235是碳素結構鋼，20號鋼價格比Q235更高一些。
據應用的情況而定，兩種鋼一般在載荷不大，要求不高的情況可以互換。
20號無縫鋼管是用鋼錠或實心管坯經穿孔制成毛管，然后經熱軋、冷軋或冷撥制成。20號無縫鋼管在我國鋼管業中具有重要的地位。
我國現有20號無縫鋼管生產企業約240多家，無縫鋼管機組約250多套，年產能力約450多萬噸。從口徑看，精密管15萬噸，占4.3%；不銹管、軸承管、汽車管共5萬噸，占1.4%。
軋制無縫管的原料是圓管坯，圓管胚要經過切割機的切割加工成長度約為1米的坯料，并經傳送帶送到熔爐內加熱。鋼坯被送入熔爐內加熱，溫度大約為1200攝氏度。燃料為氫氣或乙炔。爐內溫度控制是關鍵性的問題.圓管坯出爐后要經過壓力穿孔機進行穿空。一般較常見的穿孔機是錐形輥穿孔機，這種穿孔機生產效率高，產品質量好，穿孔擴徑量大，可穿多種鋼種。穿孔后，圓管坯就先后被三輥斜軋、連軋或擠壓。擠壓后要脫管定徑。定徑機通過錐形鉆頭高速旋轉入鋼胚打孔，形成鋼管。鋼管內徑由定徑機鉆頭的外徑長度來確定。鋼管經定徑后，進入冷卻塔中，通過噴水冷卻，鋼管經冷卻后，就要被矯直。鋼管經矯直后由傳送帶送至金屬探傷機（或水壓實驗）進行內部探傷。若鋼管內部有裂紋，氣泡等問題，將被探測出。鋼管質檢后還要通過嚴格的手工挑選。鋼管質檢后，用油漆噴上編號、規格、生產批號等。并由吊車吊入倉庫中。
規格：無縫鋼管的規格用外徑*壁厚毫米數表示。
無縫鋼管分熱軋和冷軋（撥）無縫鋼管兩類。
熱軋無縫鋼管分一般鋼管，低、中壓鍋爐鋼管，高壓鍋爐鋼管、合金鋼管、不銹鋼管、石油裂化管、地質鋼管和其它鋼管等。
冷軋（撥）無縫鋼管除分一般鋼管、低中壓鍋爐鋼管、高壓鍋爐鋼管、合金鋼管、不銹鋼管、石油裂化管、其它鋼管外，還包括碳素薄壁鋼管、合金薄壁鋼管、不銹薄壁鋼管、異型鋼管。熱軋無縫管外徑一般大于 32mm，壁厚2.5-75mm，冷軋無縫鋼管外徑可以到6mm，壁厚可到0.25mm，薄壁管外徑可到5mm，壁厚小于0.25mm，冷軋比熱軋尺寸精度高。
一般用無縫鋼管：是用10、20、30、35、45等優質碳結鋼16Mn、5MnV等低合金結構鋼或40Cr、30CrMnSi、45Mn2、40MnB等合金鋼熱軋或冷軋制成的。10、20等低碳鋼制造的無縫管主要用于流體輸送管道。45、40Cr等中碳鋼制成的無縫管用來制造機械零件，如汽車、拖拉機的受力零件。一般用無縫鋼管要保證強度和壓扁試驗。熱軋鋼管以熱軋狀態或熱處理狀態交貨；冷軋以熱處理狀態交貨。
低中壓鍋爐用無縫鋼管：用于制造各種低中壓鍋爐、過熱蒸汽管、沸水管、水冷壁管及機車鍋爐用過熱蒸汽管、大煙管、小煙管和拱磚管等。用優質碳素結構鋼熱軋或冷軋（撥）無縫鋼管。主要用10、20號鋼制造，除保證化學成分和機械性能外要做水壓試驗，卷邊、擴口、壓扁等試驗。熱軋以熱軋狀態交貨、冷軋（撥）以熱處理狀態交貨。
高壓鍋爐鋼管：主要用來制造高壓及其以上壓力的蒸汽鍋爐管道等用的優質碳素結構鋼、合金結構鋼和不銹耐熱鋼無縫鋼管、這些鍋爐管經常處于高溫和高壓下工作、管子在高溫煙氣和水蒸汽的作用下還會發生氧化和腐蝕，因此要求鋼管有高的持久強度、高的抗氧化性能，并具有良好的組織穩定性，采用鋼號有：優質碳素結構鋼鋼號有20G、20MnG、25MnG；合金結構鋼鋼號15MoG、20MoG、12CrMoG、15CrMoG、12Cr2MoG、12CrMoVG、12Cr3MoVSiTiB等；有銹耐熱鋼常用1Cr18Ni9、1Cr18Ni11Nb高壓鍋爐管除保證化學成分和機械性能外，要逐根做水壓試驗，要作擴口、壓扁試驗。鋼管以熱處理狀態交貨。此外，對成品鋼管顯微組織、晶粒度、脫碳層也有一定要求。
地質鉆探及石油鉆探用無縫鋼管：為探明地下巖層結構、地下水、石油、天然氣及礦產資源情況，利用鉆機打井。石油、天然氣開采更離不開打井，地質鉆探用石油鉆探用無縫鋼管是鉆井的主要器材，主要包括巖芯外管、巖芯內管、套管、鉆桿等。由于鉆探用管要深入到幾千米地層深度工作，工作條件極為復雜，鉆桿承受拉、壓、彎曲、扭轉和不均衡沖擊載荷等應力作用，還要受到泥漿、巖石磨損，因此，要求管材必須具有足夠的強度、硬度、耐磨性和沖擊韌性，鋼管用鋼用“DZ”（地質的漢語拼音字頭）加數字一代表鋼屈服點表示，常用的鋼號有DZ45的45MnB、50Mn；DZ50的40Mn2、40Mn2Si；DZ55的40Mn2Mo、40MnVB；DZ60的40MnMoB、DZ65的27MnMoVB。鋼管都以熱處理狀態交貨。
石油裂化管：用于石油煉廠的爐管、熱交換器管和管道用無縫管。常用優質碳素鋼（10、20）、合金鋼（12CrMo、15CrMo）、耐熱鋼（12Cr2Mo、15Cr5Mo）、不銹鋼（1Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti）制造。鋼管除得證化學成分和各種機械性能外，還要保證水壓、壓扁、擴口等試驗，及表面質量和無損檢驗。鋼管在熱處理狀態下交貨。不銹鋼管：用各種不銹鋼熱軋，冷軋的不銹鋼管，廣泛應用于石油、化工設備管道和各種用途的不銹鋼結構零件，除應保證化學成分和機械性能，凡用作承受流體壓力的鋼管要保證水壓試驗合格。各種專用鋼管要按規定保證條件。
無縫鋼管執行標準
1、結構用無縫鋼管：GB8162-2008 2、輸送流體用地縫鋼管：GB8163-20083、鍋爐用無縫鋼管：GB3087-2008 4、鍋爐用高壓無縫管：GB5310-2008（ST45.8-Ⅲ型） 5、化肥設備用高壓無縫鋼管：GB6479-1999 6、地質鉆探用無縫鋼管：YB235-70 7、石油鉆探用無縫鋼管：YB528-65 8、石油裂化用無縫鋼管：GB9948-88 9、石油鉆鋌專用無縫管：YB691-70 10、汽車半軸用無縫鋼管：GB3088-1999 11、船舶用無縫鋼管：GB5312-1999 12、冷拔冷軋精密無縫鋼管：GB3639-1999 13、各種合金管16Mn、27SiMn、15CrMo、35CrMo、12CrMov、20G、40Cr,12Cr1MoV,15CrMo
另外，還有GB/T17396-1998（液壓支柱用熱軋無縫鋼管）、GB3093-1986（柴油機用高壓無縫鋼管）、GB/T3639-1983（冷拔或冷軋精密無縫鋼管）、GB/T3094-1986（冷拔無縫鋼管異形鋼管）、GB/T8713-1988（液壓和氣動筒用精密內徑無縫鋼管）、GB13296-1991（鍋爐、熱交換器用不銹鋼無縫鋼管）、GB/T14975-1994（結構用不銹鋼無縫鋼管）、GB/T14976-1994（流體輸送用不銹鋼無縫鋼管）GB/T5035-1993（汽車半軸套管用無縫鋼管）、API SPEC5CT-1999（套管和油管規范）等。
無縫管重量：[(外徑-壁厚)*壁厚]*0.02466=kg/米(每米的重量)
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