Сталь 20ХН
Общие данные
| Заменитель |
| Сталь 15ХР, Сталь 20ХНР, Сталь 18ХГТ |
| Вид поставки |
| Сортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 4543-71, ГОСТ 259071, ГОСТ 2591-71, ГОСТ 2879-69.
Калиброванный пруток ГОСТ 7417-75, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78, ГОСТ 1051-73. Шлифованный пруток и серебрянка 14955-77. Полоса ГОСТ 103-76. Поковки и кованые заготовки ГОСТ 1133-71. Трубы ОСТ 14-21-77. |
| Назначение |
| Шестерни, втулки, пальцы, детали крепежа, и другие детали, от которых требуется повышенная вязкость и умеренная прокаливаемость. |
Химический состав
| Химический элемент | % |
| Углерод (C) | 0.17-0.23 |
| Кремний (Si) | 0.17-0.37 |
| Медь (Cu), не более | 0.30 |
| Марганец (Mn) | 0.40-0.70 |
| Никель (Ni) | 1.00-1.40 |
| Фосфор (P), не более | 0.035 |
| Хром (Cr) | 0.45-0.75 |
| Сера (S), не более | 0.035 |
Механические свойства
Механические свойства в зависимости от температуры отпуска
| t отпуска, °С | σ0,2, МПа | σB, МПа | δ5, % | ψ, % | KCU, Дж/м2 | HRCэ |
| Образец сечением 10 мм. Закалка 850 °С, масло. | ||||||
| 200 | 1050 | 1290 | 11 | 48 | 90 | 62 |
| 300 | 1000 | 1220 | 50 | 80 | 60 | |
| 400 | 910 | 1100 | 11 | 51 | 75 | |
| 500 | 770 | 950 | 14 | 54 | 110 | |
| 600 | 650 | 770 | 20 | 60 | 180 | |
Механические свойства в зависимости от сечения
| Сечение, мм | σ0,2, МПа | σB, МПа | δ5, % | KCU, Дж/м2 |
| Закалка 860 °С, масло. Отпуск 180 °С. | ||||
| 20 | 750 | 1130 | 10 | 85 |
| 40 | 600 | 990 | 10 | 90 |
| 80 | 520 | 870 | 10 | 90 |
| 100 | 510 | 860 | 10 | 90 |
Механические свойства прутка
| Сечение, мм | σ0,2, МПа | σB, МПа | δ5, % | ψ, % | KCU, Дж/м2 |
| Закалка 860 °С, вода или масло. Закалка 760-810 °С, вода или масло. Отпуск 180 °С, вода или масло. | |||||
| 15 | 590 | 780 | 14 | 50 | 78 |
Технологические свойства
| Температура ковки |
| Начала 1250 °С, конца 830 °С. Сечения до 50 мм охлаждаются на воздухе, 50-100 мм — в мульде, 101-200 мм в закрытой мульде. |
| Свариваемость |
| ограниченно свариваемая. |
| Склонность к отпускной способности |
| склоннa |
| Флокеночувствительность |
| чувствительна |
Температура критических точек
| Критическая точка | °С |
| Ac1 | 735 |
| Ac3 | 805 |
| Ar3 | 790 |
| Ar1 | 660 |
| Mn | 410 |
Ударная вязкость
Ударная вязкость, KCU, Дж/см2
| Состояние поставки, термообработка | +400 | +300 | +200 | +20 | -20 | -50 |
| Закалка, высокий отпуск. | 68-72 | 91-94 | 44-46 | 81-89 | 62 | 43 |
Твердость
| Состояние поставки, режим термообработки | HRCэ поверхности | НВ |
| Нормализация 860 °С. Цементация 910 °С, 16 ч на глубину 1,6-1,8 мм. | 262-290 | |
| Подстуживание на воздухе до 860 °С, затем масло. Закалка 770-780 °С. Отпуск 190 °С. | 59-62 |
Предел выносливости
| σ-1, МПа | n | σB, МПа | σ0,2, МПа | Термообработка, состояние стали |
| 320 | 20Е+6 | Образец диаметром 6 мм, гладкий. Нормализация 880 °С. Отпуск 650-670 °С. | ||
| 210 | 20Е+6 | 550 | 340 | Образец диаметром 6 мм с надрезом R=1мм. НВ 170 |
Прокаливаемость
Твердость HRCэ.
| Расстояние от торца, мм / HRC э | |||||||
| 3 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 | 40 |
| 36.5-47.5 | 34-44.5 | 28-41 | 23-35.5 | 20.3-32 | 19-32 | 17.5-30 | 17.5-28 |
| Кол-во мартенсита, % | Крит.диам. в воде, мм | Крит.диам. в масле, мм | Крит. твердость, HRCэ |
| 50 | 33-52 | 12-28 | 31-37 |
| 90 | 23-34 | 6-14 | 38-43 |
Зарубежные аналоги Стали 20ХН
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: