20MnG pripada čeliku od legure mangana za kotlove navedene u GB/T5310 standardu. Sufiks "G" izričito označava vrstu čelika specifičnu za kotao{3}}. Njegov sadržaj mangana (0,70%-1,00%) je znatno veći od običnog čelika 20#, što povećava njegovu čvrstoću kroz ojačavanje čvrstim rastvorom. U poređenju sa tradicionalnim čelikom 20G, 20MnG održava dobru duktilnost i žilavost dok postiže vlačnu čvrstoću na sobnoj temperaturi od 480-640 MPa, granicu tečenja veću od ili jednaku 275 MPa, i stopu zadržavanja čvrstoće na visokoj temperaturi koja prelazi 805% na 35. Ova karakteristika proizlazi iz efekta mangana u širenju regiona austenitne faze, u kombinaciji sa efektom jačanja granica zrna mikrolegirajućih elemenata kao što su vanadijum i titan, omogućavajući materijalu da održi stabilnu mikrostrukturu čak i pod uslovima dugotrajnog puzanja.
Karakteristike hemijskog sastava
Hemijski sastav 20MnG je precizno formuliran da osigura stabilnost performansi:
Ugljik (C): 0,17% – 0,23%, pruža osnovnu čvrstoću uz izbjegavanje lomljivosti zavara uzrokovanu prekomjernim sadržajem ugljika.
Mangan (Mn): 0,70% – 1,00%, legirajući element jezgra, značajno poboljšava otvrdljivost i čvrstoću i povećava otpornost na deformaciju pri visokim{2}}temperaturama.
Silicijum (Si): 0,17%-0,37%, jača ferit i pomaže deoksidaciju, ali je njegov sadržaj ograničen kako bi se spriječilo smanjenje žilavosti.
Kontrola štetnih elemenata: Fosfor (P) Manji ili jednak 0,025%, Sumpor (S) Manji ili jednak 0,015%, daleko niži od običnog ugljeničnog čelika, smanjujući rizik od vruće lomljivosti i pucanja.
Legiranje u tragovima: hrom (Cr), nikl (Ni) i bakar (Cu) su svi manji od ili jednaki 0,25%, molibden (Mo) manji ili jednaki 0,15%, što dodatno optimizuje otpornost na toplotu i otpornost na zamor.
Mehanička svojstva i toplinska obrada
20MnG posjeduje odlična sveobuhvatna mehanička svojstva u normaliziranom i kaljenom-kaljenom stanju:
Čvrstoća: Vlačna čvrstoća veća od ili jednaka 450 MPa, granica tečenja veća od ili jednaka 275 MPa, ispunjava zahtjeve za-nosivost komponenti visokog{3}}pritiska.
Plastičnost i žilavost: Izduženje veće ili jednako 24%, smanjenje površine veće ili jednako 50%, osiguravajući da materijal nije lako lomljiv pod udarnim opterećenjima.
Proces toplinske obrade:
Normalizacija: Zagrevanje na 910 stepeni praćeno vazdušnim hlađenjem oplemenjuje zrna i poboljšava uniformnost, pogodno za srednje do tanke ploče.
Kaljenje i kaljenje: Za komponente debljine > 25 mm, potrebno je "normaliziranje + kaljenje" kako bi se eliminisalo unutrašnje naprezanje i stabilizirala mikrostruktura, izbjegavajući rizik od pucanja zbog gašenja vodom.
Kontrola tvrdoće: Manje ili jednako 197 HB bez termičke obrade, izbjegavajući naknadne probleme obrade uzrokovane kaljenjem.