20、20G、20g、20R等碳素結構鋼在適用標準、用途、化學成份區別
20、20G、20g、20R這四個鋼號均為含碳量0.20%的碳素結構鋼。但它們之間存在著較大的差別，價格相差也相當懸殊。設計與使用中若不能正確選用往往會重者發生破壞性事故，輕者也會影響使用壽命或者造成優材劣用。
現將這四個鋼號的區別以及設計與使用中應注重的地方分述如下:
1.適用的標準及用途不同
(1)20鋼用于一般鋼管，有三個標準。
標準GB8162適用于結構用無縫鋼管；
標準GB8163適用于輸送流體用一般無縫鋼管；
標準GB3087適用于低中壓鍋爐無縫鋼管，該標準適用制造各種結構低中壓鍋爐過熱蒸汽管、沸水管及機車鍋爐用過熱蒸汽管、大煙管、小煙管和拱磚管用的優質碳素結構鋼熱軋和冷撥(軋)無縫鋼管。
(2)20G是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。如廣泛用來制造介質溫度≤430℃ 的省煤器、過熱器、水冷壁、給水、主蒸汽管等。
標準GB5310適用于高壓鍋爐用無縫鋼管。
(3)20g用于制造各種鍋爐受壓元件用厚度為60—120ram的碳素鋼板。
標準GB713適用于鍋爐用碳索鋼和低應用合金鋼鋼也適用該標準。
(4)20R適用于中常溫壓力容器受壓元件用厚度為6—100mm的碳素鋼。標準GB6654適用于壓力容器用鋼板。
2.化學成份上的細微差別
四個鋼號的化學成份基本上是一致的。但比較其相應的適用標準后，在化學成份上還略有差別。
(1) Cu與Ni這兩種元素在碳索鋼中是作為雜質殘留鋼中，但這兩種成份對鋼的性質只會帶來好處。銅在碳素鋼中也是作為雜質殘留的。銅含量超標時使鋼的表面存在著銅的富集，熱加工時的二次加熱會使富銅層進一步增厚，并向表面區域的奧氏體晶界擴散，使奧氏體晶界嚴重脆化，導致工件在外載荷的作用下引起表面脆性斷裂。因此，在鋼材需進行鍛造及沖壓的熱加工時.過高的銅含量將引起工件的開裂。必須對鋼中銅的含量作出限定。可能是考慮到20鋼冶煉用料的復雜性及其作為工件時較多承受熱壓力加工.在適用標準GB699(GB8162、GB8163、GB3087均注明化學成份偏差應符合標準GB699)的文字說明中第3 1.1.1條規定“使用廢鋼冶煉的鋼答應古銅量不大于0.30% ”。
(2)20g鋼板在滿足性能要求的情況下，錳含量的下限可為0.40%，厚度大于25ram的鋼板碳含量最大可到0.22%。為改善20R的性能，可添加微量合金元素。
適用標準GB699中還規定“熱壓力加工用鋼的含銅量應不大于0.20% ”。
(3)煉鋼時用錳鐵脫氧使錳殘留在鋼中。一般而言，錳是有益元素。錳主要溶于鐵索體中而使鐵索體強化，另外，錳還能增加珠光體的相對量并使其細化，因而錳能提高鋼的強度。但過高的含錳量對焊接性能不利。考慮到鋼的綜合性能，錳的含量與碳的含量應適當匹配。因此.GB713標準中的20g鋼板和GB6654標準中的20R鋼板的含碳量比其它兩種鋼有所降低，規定為≤0.20— 0.22% ，而其含錳量的上限比其它兩種鋼有所提高，分別規定為0.50—0.90%、0.40— 0.90% 。
(4)硅也是一種脫氧劑.而且它的脫氧作用比錳強。硅固溶于鐵素體中，提高鋼的強度，但也降低鋼的塑性和韌性。因此，為了保證20g及20R鋼有良好的塑性和韌性，非凡是時效沖擊韌性和長期的中溫使用性能。這兩種鋼中硅含量的上限比其它兩種鋼均有所降低.規定為不超過030%。
3.機械性能上的區別
20g及20R鋼的機械性能隨鋼板的厚度不同其要求也不同，且厚度等級劃分較細，隨著厚度的增加，強度、屈服點及沖擊韌性指標均有所降低。20G則區分為縱向及橫向試樣兩種要求。
四種20號鋼的高溫規定殘余伸長應力(MPa)，不小于下表中的數值。
四個鋼號高溫規定殘余伸長應力 MPa厚度 溫度(℃鋼號 標準號
檢驗項目和試驗方法
試驗方法
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序號 |
檢驗項目 |
20 |
20G |
20g |
20R |
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1 |
化學成份 |
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2 |
拉伸試驗 |
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3 |
抗彎試驗 |
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4 |
常溫沖擊試驗 |
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5 |
低溫沖擊試驗 |
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6 |
時效沖擊試驗 |
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7 |
高溫拉伸試驗 |
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8 |
永壓試驗 |
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9 |
卷邊試驗 |
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10 |
壓扁試驗 |
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11 |
擴口試驗 |
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12 |
晶粒度檢驗 |
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13 |
雜物檢驗 |
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14 |
顯微組織檢驗 |
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15 |
低倍檢驗 |
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16 |
脫碳層檢驗 |
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17 |
超聲波檢驗 |
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18 |
渦流檢驗 |
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19 |
漏磁檢驗 |
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20 |
厚度方向試驗 |
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