Трубка 20MnV6 или ST52: выбор подходящей марки стали для гидравлических цилиндров

Выбор между трубкой 20МнВ6 и трубкой ST52 — один из наиболее частых разговоров, которые мы ведем с производителями гидроцилиндров, интеграторами машин и OEM-производителями оборудования. Обе являются углеродисто-марганцевыми сталями, обе поставляются в виде холоднотянутых бесшовных или сварных труб, и обе могут быть хонингованы до зеркального внутреннего диаметра. Разница проявляется в пределе прочности, реакции на индукционную закалку, свариваемости и цене за тонну. Это сравнение написано так же, как мы говорим о двух оценках в цехе, поэтому вы можете указать правильную с первого раза, вместо того, чтобы повторно цитировать работу после неудачного испытания.

Что на самом деле представляют собой 20МнВ6 и ST52

ST52 — знакомое имя, пережившее свой первоначальный стандарт. Оно началось как обозначение конструкционной стали по стандарту DIN 17100, а сегодня оно фигурирует в сертификатах трубопрокатных заводов как E355 в соответствии с EN 10305-1 для бесшовных холоднотянутых труб и EN 10305-2 для сварных холоднотянутых труб DOM, в то время как в структурных стандартах это же семейство называется S355J2. Где бы ни появлялось это название, обещание неизменно: минимальный предел текучести 355 МПа, хорошая ударная вязкость и предсказуемое поведение во время холодной волочения, сварки и механической обработки. Это рабочая лошадка в мире механических ламп.

20MnV6 принадлежит к другому семейству. Это низколегированная углеродисто-марганцевая сталь, микролегированная ванадием, разработанная для изготовления бесшовных труб, а не для общих конструкционных работ. Добавление ванадия, обычно от 0,08 до 0,20 процента, измельчает зерно и повышает достижимую прочность, не делая сталь хрупкой. Эта комбинация объясняет, почему 20MnV6 так часто используется в цилиндрах гидроцилиндров, хонингованных трубках, ступенях телескопических цилиндров и поршневых штоках индукционной закалки. Он не имеет прямой записи в таблице ASTM A519, поэтому покупатели обычно определяют его по химическому составу и механическим требованиям, часто следуя практике EN 10297-1 или спецификациям завода, согласованным с поставщиком. Обе марки входят в линейку холоднотянутых прецизионных стальных труб, поэтому мы постоянно проводим сравнение.

Химический состав бок о бок

Первое реальное отличие — это легирование. ST52 основан только на углероде и марганце. В состав 20MnV6 добавляется ванадий и обеспечивается более строгий контроль содержания фосфора и серы, что имеет значение при термообработке или хонинговании трубы.

Практическое прочтение этой таблицы несложно. ST52 — это более экономичный и дешевый химический состав с немного меньшим углеродным эквивалентом, что является преимуществом, когда вам нужно сварить трубу в сборную сборку. 20MnV6 дает вам запас прочности при микролегировании, что обеспечивает более высокую прочность при той же толщине стенки и гораздо лучшую реакцию на индукционную закалку, закалку и отпуск.

Механические свойства и потолок прочности

Сила — это то, где эти два класса различаются наиболее четко. Приведенные ниже цифры представляют собой типичные диапазоны, а не замену спецификации, над которой вы работаете, поскольку условия поставки меняют все. Нормализованная труба и холоднотянутая труба одной марки ведут себя совершенно по-разному.

Отсюда следуют два последствия. Во-первых, проектировщик, работающий с 20MnV6, часто может уменьшить толщину стенок, сохраняя при этом то же номинальное давление, а это именно то, что нужно телескопическим цилиндровым ступеням и чувствительному к весу мобильному оборудованию. Во-вторых, когда деталь должна пройти индукционную закалку и твердое хромирование, 20MnV6 дает термообработке гораздо больше возможностей для достижения одинаковой глубины гильзы и твердости.

Свариваемость, прокаливаемость и поведение при механической обработке

Ни один из сортов не сложен в обработке, но они вознаграждают за разные методы работы в магазине.

• Свариваемость: ST52 с его низким эквивалентом углерода легко сваривается при стандартных процедурах, поэтому он доминирует в готовых конструкциях, роликовых трубах и общих механических узлах. Сварку 20MnV6 по-прежнему можно сваривать, но для более толстых сечений требуется предварительный нагрев и контролируемая процедура, а многие пользователи вообще избегают сварки, заказывая бесшовные трубы и обработанные концевые фитинги.
• Прокаливаемость: это территория 20MnV6. Ванадий и марганец повышают прокаливаемость, поэтому индукционная закалка создает более глубокую и однородную закаленную зону, идеальную для поршневых штоков и изнашиваемых поверхностей.
• Обработка: ST52 в холоднотянутом состоянии обрабатывает чисто и предсказуемо, что подходит для обработки больших объемов простых компонентов. 20MnV6 хорошо обрабатывается, но его обычно используют там, где детали требуется прочность, а не скорость стружколомания.
• Формируемость: ST52 — лучший выбор для гибки, развальцовки и других операций холодной штамповки на более тонких стенках.
• Стабильность размеров после термообработки: 20MnV6 более надежно удерживает размер, уменьшая искажения во время хонингования и чистовой обработки.

Хонингование, обработка внутреннего диаметра и почему марка имеет значение

Производительность гидроцилиндра определяется внутренней частью трубы, а не внешней. Уплотнения выходят из строя, а шатуны забиваются, когда поверхность отверстия выходит за пределы спецификации. Оба сплава можно отточить до допуска H8 и до зеркального блеска Ra0,4, но путь здесь разный. ST52 обеспечивает превосходную отделку канала ствола в холоднотянутом и снятом напряжения состоянии и является экономичным выбором для стандартных цилиндров. Сплав 20MnV6 позволяет выполнять те же операции хонингования с меньшим риском пружинения и деформации, поэтому этот сплав является более безопасным, когда вам нужно глубокое прямое отверстие в толстой стенке или большом диаметре.

Хонингованная трубка и трубка SRB — ASTM A519 ST52 / 20MnV6 / 27SiMn, зеркальная обработка внутреннего диаметра для гидравлического цилиндра Наши хонингованные и заточенные роликовые полированные трубы (SRB) — ASTM A519 — это прецизионные холоднотянутые бесшовные стальные трубы (CDS), обработанные для достижения зеркального внутреннего диаметра ребер... Посмотреть продукт →

Если вы гонитесь за периодическим выходом из строя уплотнения или наличием следов износа на стержне, почти всегда в первую очередь следует обратить внимание на отверстие и качество поверхности, а не на саму марку стали.

Практика стоимости, доступности и спецификации

ST52 дешевле за тонну, имеет более широкий ассортимент и доступен в более широком диапазоне размеров на многих заводах. 20MnV6 стоит дороже из-за добавления ванадия и более узкого химического окна, а сроки поставки нестандартных размеров могут быть больше. Однако эта разница в цене является лишь частью уравнения. Если 20MnV6 позволяет перейти со стенки 6 мм на стенку 4,5 мм, экономия материала на готовом стволе может перевесить более высокую стоимость за килограмм, а баллон также становится легче и с ним проще обращаться при сборке.

Практика спецификации также имеет значение. ST52 хорошо соответствует стандартам, поскольку он четко соответствует E355 в стандартах труб EN и конструкционным маркам с низким содержанием углерода в других местах. Для 20MnV6 обычно необходимо указывать химический состав, механические свойства и условия поставки. Понимание того, как согласуются системы ISO, DIN и ASTM, избавляет от необходимости спорить с заводом или субпоставщиком, и прежде чем писать спецификацию покупки, стоит прочитать структурированное сравнение.

Наш совет прост: никогда не позволяйте имениннику путешествовать в одиночку. Напишите стандарт, условия поставки, требования к текучести и растяжению, допуск отверстия и качество поверхности в одном документе и попросите соответствующий сертификат стана.

Какой класс для какой части

В ежедневном производстве разделение обычно происходит по этому принципу.

1. Стандартные цилиндры гидроцилиндров среднего давления: ST52 или E355, холоднотянутые и хонингованные, обеспечивают наилучшую стоимость единицы.
2. Баллоны высокого давления, тонкостенные конструкции и мобильное оборудование с критическим весом: 20МнВ6, более высокий предел текучести которого позволяет использовать более легкий ствол.
3. Поршневые штоки и другие детали с твердым хромированием, подвергнутые индукционной закалке: 20MnV6 или 27SiMn, поскольку прокаливаемость окупается.
4. Ступени телескопического цилиндра: 20MnV6 для ступеней с более высокими нагрузками, ST52 подходит для более крупных внешних ступеней с более низким давлением.
5. Готовые рамы, трубы конвейерных роликов, трубы приводного вала и общие механические трубы: ST52, для свариваемости и доступности.
6. Хонингованная трубка и трубка SRB, для которых геометрия отверстия имеет решающее значение: подойдет любая марка, но 20MnV6 более щадит работу с толстыми стенками.

Трубка гидравлического цилиндра – ASTM A519 ST52, 27SiMn, 20MnV6 | Холоднотянутая бесшовная стальная труба Наши трубы гидравлических цилиндров ASTM A519 изготовлены с высокой точностью из холоднотянутых бесшовных стальных труб (CDS), что обеспечивает превосходную механическую прочность, точность размеров. Посмотреть продукт →

Если стержень должен выдерживать абразивное или коррозионное воздействие, решение о выборе материала и решение об обработке поверхности следует принимать вместе, а не одно за другим.

Поршневые штоки из легированной стали – 20MnV6 / 27SiMn, твердое хромирование, индукционная закалка Наши поршневые штоки из легированной стали изготовлены из высокопрочной стали 20MnV6 или 27SiMn, затем подвергнуты индукционной закалке и покрыты твердым хромом, что обеспечивает долговечность и износостойкость. Посмотреть продукт →

Так что же победит? Для большинства общих работ с цилиндрами и конструкционными трубами ST52 остается разумным и экономичным решением, и нет причин платить за легирование, которое вы никогда не будете использовать. Всякий раз, когда применение требует более высоких требований, будь то из-за более высокого давления, более тонких стенок, индукционной закалки или требовательного хонингования отверстия, 20MnV6 оправдывает себя. Ошибка, которую мы видим чаще всего, заключается не в выборе неправильного сорта, а в слишком свободном указании любого сорта, без учета условий поставки, допусков и отделки, которые действительно требуются для применения. Правильно изложите эту спецификацию, и вопрос о сравнении 20MnV6 и ST52 ответит сам собой, как только вы посмотрите на чертеж.