Сталь 20ХН3А

Общие данные

Заменитель
Сталь 20ХНГ, Сталь 15Х2ГН2ТА, Сталь 20ХГНР, Сталь 38ХА, Сталь 20ХГР
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, ГОСТ 8479-70.

Трубы ОСТ 14-21-77.
Назначение
Шестерни, валы, втулки, силовые шпильки, болты, червяки, муфты и другие цементируемые детали, к которым предъявляются требования высокой прочности, пластичности и вязкости сердцевины и высокой поверхностной твердости, работающие под действием ударных нагрузок и при отрицательных температурах.

Химический состав

Химический элемент %
Углерод (C) 0.17-0.24
Кремний (Si) 0.17-0.37
Медь (Cu), не более 0.30
Марганец (Mn) 0.30-0.60
Никель (Ni) 2.75-3.15
Фосфор (P), не более 0.025
Хром (Cr) 0.60-0.90
Сера (S), не более 0.025

Механические свойства

Механические свойства

Термообработка, состояние поставки Сечение, мм σ0,2, МПа σB, МПа δ5, % ψ, % KCU, Дж/м2 HB HRCэ
Пруток. Закалка 820 °С, масло. Отпуск 500 °С. вода или масло.
15 735 930 12 55 108
Поковки. Закалка. Отпуск
КП 590 <100 590 735 14 45 59 235-277
КП 685 <100 685 835 13 42 59 262-311
Цементация 920-950 °С. Нормализация 870-890 °С, воздух. Отпуск 630-660 °С, воздух. Закалка 790-810 °С, масло. Отпуск 180-200 °С, воздух.
100 690 830 11 50 69 240 59-63

Механические свойства в зависимости от температуры отпуска

t отпуска, °С σ0,2, МПа σB, МПа δ5, % ψ, % KCU, Дж/м2 HRCэ
Нормализация 860 °С, воздух. Закалка 810 °С, масло.
200 1270 1510 15 60 73 43
300 1260 1370 12 62 54 42
400 1180 1260 13 64 59 39
500 960 1000 19 66 83 32
600 720 780 24 73 162 22

Механические свойства в зависимости от сечения

Термообработка, состояние поставки Сечение, мм σ0,2, МПа σB, МПа δ5, % ψ, % KCU, Дж/м2 HRCэ
Закалка 850 °С, масло. Отпуск 200 °С, воздух.
5 1220 1420 12 55 86 44
15 1180 1370 13 65 76 44
20 1080 1270 13 65 89 44
Закалка 880 °С, масло. Отпуск 600 °С, воздух.
30 700 800 20 70 167
50 610 730 19 71 167
80 580 700 23 68 167
220 510 660 14 51 167
Место вырезки образцов — край 220 570 690 23 67 157

Технологические свойства

Температура ковки
Начала 1220 °C, конца 800 °C. Сечения до 100 мм охлаждаются на воздухе, 101-300 мм — в яме.
Свариваемость
ограниченно свариваемая. РДС, АДС под флюсом.
Обрабатываемость резанием
В горячекатаном состоянии при НВ 177, σB = 610 МПа Ku б.ст. = 0.95.
Склонность к отпускной способности
склонна
Флокеночувствительность
чувствительна

Температура критических точек

Критическая точка °С
Ac1 730
Ac3 810
Ar3 700
Ar1 615
Mn 340

Ударная вязкость

Ударная вязкость, KCU, Дж/см2

Состояние поставки, термообработка +20 -20 -40 -50 -60
Заготовка сечением 10 мм. Закалка 850 °С, масло. Отпуск 200 °С. 86 85
Заготовка сечением 30 мм. Закалка 880 °С, масло. Отпуск 560 °С. 167 69 64
Заготовка сечением 50 мм. Закалка 880 °С, масло. Отпуск 560 °С. 167 83 73
Заготовка сечением 80 мм. Закалка 880 °С, масло. Отпуск 560 °С. 167 69
Нормализация 860 С, воздух. Закалка 810 °С, масло. Отпуск 600 °С. 196 122 100 86
Заготовка сечением 220 мм. Закалка 880 °С, масло. Отпуск 630 °С. 167 118 78

Предел выносливости

σ-1, МПа τ-1, МПа n σB, МПа Термообработка, состояние стали
 382  1Е+6  960 Закалка 820 °С, масло. Отпуск 200 °С.
 338  225  1Е+6  730 Закалка 820 °С, масло. Отпуск 500 °С.
 421  1Е+6  940 Закалка 800 °С, масло. Отпуск 500 °С.

Прокаливаемость

Закалка 830 С.

Расстояние от торца, мм / HRC э
 1.5  3  4.5  6  7.5  9  12  15  21  39
 43-51  42-50.5  41-50  39-49  37-5-46  35.5-46  33-43  31-40.5  27.5-35.5  22-31

 

Кол-во мартенсита, % Крит.диам. в воде, мм Крит.диам. в масле, мм Крит. твердость, HRCэ
50 70-96 44-62 32-37
90 42-64 20-38 39-44

Физические свойства

Температура испытания, °С 20 100 200 300 400 500 600 700 800 900
Модуль нормальной упругости, Е, ГПа 212 204 194 188 169 169 153 138 132
Модуль упругости при сдвиге кручением G, ГПа 83 80 76 70 68 66 59 53 51
Плотность, ρn, кг/см3 7850 7830 7760 7660
Коэффициент теплопроводности Вт/(м ·°С) 36 35 34 33 33 31 31 30 28
Уд. электросопротивление (ρ, НОм · м) 270 300 350 450 550 650
Температура испытания, °С 20- 100 20- 200 20- 300 20- 400 20- 500 20- 600 20- 700 20- 800 20- 900 20- 1000
Коэффициент линейного расширения (α, 10-6 1/°С) 11.5 11.7 12.0 12.6 12.8 13.2 13.6 11.2
Удельная теплоемкость (c, Дж/(кг · °С)) 494 507 523 536 565 586 624 703

Зарубежные аналоги Стали 20ХНзА

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:

Просмотров: 2 747