Сталь 20ХГНР
Общие сведения
| Заменитель |
| Сталь 20ХН3А, Сталь 12ХН2, Сталь 12ХН3А |
| Вид поставки |
| Сотовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 4543-71, ГОСТ 2590-71, ГОСТ 2591-71, ГОСТ 2879-69.
Калиброванный пруток ГОСТ 7417-75, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78, ГОСТ 1051-73. Шлифованный пруток и серебрянка ГОСТ 14955-77. Полоса ГОСТ 103-76. Поковки и кованые заготовки ГОСТ 1133-71. Трубы ОСТ 14-21-77. |
| Назначение |
| Зубчатые колеса, вал-шестерни, червяки, кулачковые муфты, втулки и другие ответственные детали, работающие в условиях ударных нагрузок. |
Химический состав
| Химический элемент | % |
| Углерод (C) | 0.16-0.23 |
| Бор (B) | 0.001-0.005 |
| Кремний (Si) | 0.17-0.37 |
| Медь (Cu), не более | 0.30 |
| Марганец (Mn) | 0.70-1.00 |
| Никель (Ni) | 0.80-1.10 |
| Титан (Ti), не более | 0.06 |
| Фосфор (P), не более | 0.035 |
| Хром (Cr) | 0.70-1.10 |
| Сера (S), не более | 0.035 |
Механические свойства
Механические свойства при повышенных температурах
| t испытания, °C | σ0,2, МПа | σB, МПа | δ5, % | ψ, % |
| Образец диаметром 10 мм, длиной 50 мм, прокатанный. Скорость деформирования 20 мм/мин. Скорость деформации 0,007 1/с. | ||||
| 800 | 115 | 12 | 41 | 84 |
| 900 | 73 | 81 | 47 | 100 |
| 1000 | 32 | 44 | 58 | 100 |
| 1100 | 19 | 29 | 63 | 100 |
| 1200 | 15 | 25 | 76 | 100 |
Механические свойства в зависимости от температуры отпуска
| t отпуска, °С | σ0,2, МПа | σB, МПа | δ5, % | ψ, % | KCU, Дж/м2 | HRCэ |
| Закалка 860 °С, масло. Охлаждение после отпуска в масле. | ||||||
| 200 | 1250 | 1510 | 11 | 55 | 61 | 47 |
| 300 | 1230 | 1400 | 8 | 50 | 62 | 47 |
| 400 | 1180 | 1240 | 11 | 58 | 69 | 43 |
| 500 | 970 | 970 | 14 | 64 | 125 | 33 |
| 600 | 690 | 820 | 17 | 65 | 182 | 27 |
Механические свойства в зависимости от сечения
| Сечение, мм | σ0,2, МПа | σB, МПа | δ5, % | ψ, % | KCU, Дж/м2 | HB |
| Прутки. Нормализация 930 °С, воздух. Закалка 840 °С, масло. Отпуск 200 °С,воздух. | ||||||
| 25 | 1370 | 1420 | 14 | 60 | 108 | 418 |
| 50 | 1110 | 1200 | 12 | 62 | 147 | 340 |
| 75 | 970 | 1060 | 15 | 60 | 108 | 302 |
| 100 | 920 | 1000 | 15 | 60 | 127 | 302 |
| 150 | 830 | 1000 | 16 | 50 | 98 | 286 |
Механические свойства прутка
| Сечение, мм | σ0,2, МПа | σB, МПа | δ5, % | ψ, % | KCU, Дж/м2 | HB | HRCэ |
| Нормализация 930-950 °С, воздух. Закалка 780-830 °С, масло. Отпуск 200 °С, воздух или масло | |||||||
| 15 | 1080 | 1270 | 10 | 50 | 88 | ||
| Цементация 930-950 °С. Закалка 830-850 °С, масло. Отпуск 170-230 °С, воздух. | |||||||
| 15 | 1360 | 1460 | 13 | 60 | 118 | 57-63 | |
| 25 | 1310 | 1410 | 14 | 64 | 127 | 57-63 | |
| 50 | 1160 | 1260 | 13 | 64 | 127 | 340 | 57-63 |
| 75 | 1080 | 1140 | 12 | 60 | 127 | 321 | 57-63 |
| 100 | 930 | 1040 | 17 | 66 | 127 | 302 | 57-63 |
| 150 | 880 | 1040 | 17 | 50 | 108 | 286 | 57-63 |
Технологические свойства
| Температура ковки |
| Начала 1150 °C, конца 800 °C. Сечения долее 60 мм охлаждаются замедленно. |
| Свариваемость |
| РДС. Рекомендуется подогрев и последующая термическая обработка. |
| Склонность к отпускной способности |
| склонна |
| Флокеночувствительность |
| чувствительна |
Температура критических точек
| Критическая точка | °С |
| Ac1 | 740 |
| Ac3 | 830 |
| Ar3 | 725 |
| Ar1 | 650 |
| Mn | 365 |
Ударная вязкость
Ударная вязкость, KCU, Дж/см2
| Состояние поставки, термообработка | +20 | -20 | -40 | -60 | -80 |
| Закалка 860 °С, масло. Отпуск 200 °С, масло. HRCэ 47 | 61 | 61 | 62 | 60 | 61 |
| Закалка 860 °С, масло. Отпуск 500 °С, масло. HRCэ 33 | 125 | 110 | 120 | 117 | 89 |
Предел выносливости
| σ-1, МПа | n | σB, МПа | Термообработка, состояние стали |
| 590 | 1Е+7 | 1480 | Нормализация 930 °С, 3 ч, воздух. Закалка 840 °С, масло. Отпуск 200 °С, 2 ч. |
Прокаливаемость
Закалка 860 °С.
| Расстояние от торца, мм / HRC э | |||||||||
| 1.5 | 3 | 4.5 | 6 | 9 | 12 | 15 | 21 | 27 | 39 |
| 43-48,5 | 43,5-49 | 43-49,5 | 42,5-49,5 | 41-49,5 | 39,5-49 | 38-48,5 | 35-47,5 | 31-45 | 26-40 |
| Термообработка | Крит.диам. в масле, мм | Крит. твердость, HRCэ |
| Закалка 820 °С. | 100 | 39-41 |
| 50 | 40-44 |
Условные обозначения
| Механические свойства | |
| σB | временное сопротивление разрыву (предел прочности при растяжении), МПа |
| σ0,2 | предел текучести условный, МПа |
| σсж | предел прочности при сжатии, МПа |
| σсж0,2 | предел текучести при сжатии, МПа |
| σ0,05 | предел упругости, МПа |
| σизг | предел прочности при изгибе, МПа |
| σ-1 | предел выносливости при испытании на изгиб с симметричным циклом нагружения, МПа |
| δ5 , δ4 , δ10 | относительное удлинение после разрыва, % |
| ψ | относительное сужение, % |
| ν | относительный сдвиг, % |
| ε | относительная осадка при появлении первой трещины, % |
| τК | предел прочности при кручении, максимальное касательное напряжение, МПа |
| τ-1 | предел выносливости при испытании на кручение с симметричным циклом нагружения, МПа |
| KCU и KCV | ударная вязкость, определенная на образце с концентраторами вида U и V, Дж/см2 |
| HRCэ и HRB | твёрдость по Роквеллу (шкала C и B соответственно) |
| HB | твёрдость по Бринеллю |
| HV | твёрдость по Виккерсу |
| HSD | твёрдость по Шору |
| Физические свойства | |
| E | модуль упругости нормальный, ГПа |
| G | модуль упругости при сдвиге кручением, ГПа |
| ρn | плотность, кг/м3 |
| λ | коэффициент теплопроводности, Вт/(м∙°C) |
| ρ | удельное электросопротивление, Ом∙м |
| α | коэффициент линейного теплового расширения, 10-61/°С |
| с | удельная теплоёмкость, Дж/(кг∙°С) |
Поделиться: