20MnG aparține oțelului aliat cu mangan pentru cazane specificate în standardul GB/T5310. Sufixul „G” indică în mod specific o calitate de oțel specifică cazanului-. Conținutul său de mangan (0,70%-1,00%) este semnificativ mai mare decât oțelul 20# obișnuit, sporindu-și rezistența prin consolidarea soluției solide. În comparație cu oțelul tradițional de 20G, 20MnG menține o ductilitate și duritate bune, obținând în același timp o rezistență la tracțiune la temperatura camerei de 480-640 MPa, o limită de curgere mai mare sau egală cu 275 MPa și o rată de retenție a rezistenței la temperatură ridicată care depășește 85% la 350. Această caracteristică provine din efectul manganului în extinderea regiunii fazei austenite, combinat cu efectul de întărire a granițelor elementelor de microaliere, cum ar fi vanadiul și titanul, permițând materialului să mențină o microstructură stabilă chiar și în condiții de fluaj pe termen lung.
Caracteristicile compoziției chimice
Compoziția chimică a 20MnG este formulată cu precizie pentru a asigura stabilitatea performanței:
Carbon (C): 0,17%–0,23%, oferind rezistență de bază, evitând în același timp fragilitatea sudurii cauzată de conținutul excesiv de carbon.
Mangan (Mn): 0,70%–1,00%, un element de aliere a miezului, care îmbunătățește în mod semnificativ întăribilitatea și rezistența și sporește rezistența la deformare la temperatură înaltă-.
Siliciu (Si): 0,17%–0,37%, întărește ferita și ajută la dezoxidare, dar conținutul său este limitat pentru a preveni scăderea durității.
Controlul elementelor dăunătoare: Fosfor (P) Mai mic sau egal cu 0,025%, Sulf (S) Mai mic sau egal cu 0,015%, mult mai mic decât oțelul carbon obișnuit, reducând riscul de fragilitate și fisurare la cald.
Aliere în urme: Crom (Cr), Nichel (Ni) și Cupru (Cu) sunt toate mai mici sau egale cu 0,25%, Molibden (Mo) Mai puțin sau egal cu 0,15%, optimizând în continuare rezistența la căldură și rezistența la oboseală.
Proprietăți mecanice și tratament termic
20MnG posedă proprietăți mecanice cuprinzătoare excelente, atât în stare normalizată, cât și în stare stinsă-revenită:
Rezistență: rezistență la întindere mai mare sau egală cu 450 MPa, rezistență la curgere mai mare sau egală cu 275 MPa, care îndeplinește cerințele-portante ale componentelor-de înaltă presiune.
Plasticitate și tenacitate: alungire mai mare sau egală cu 24%, reducerea suprafeței mai mare sau egală cu 50%, asigurându-se că materialul nu este ușor fragil sub sarcinile de impact.
Procesul de tratament termic:
Normalizare: Încălzirea la 910 de grade urmată de răcirea cu aer rafinează boabele și îmbunătățește uniformitatea, potrivită pentru plăci medii până la subțiri.
Călire și călire: Pentru componentele cu o grosime > 25 mm, este necesară „normalizare + revenire” pentru a elimina stresul intern și a stabiliza microstructura, evitând riscul de fisurare prin călire cu apă.
Controlul durității: mai mic sau egal cu 197 HB fără tratament termic, evitând problemele ulterioare de prelucrare cauzate de călirea prin muncă.