Сталь 20ХН4ФА

Общие сведения

Заменитель
Сталь 18Х2Н4МА (18Х2Н4ВА)
Вид поставки
Сотовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 4543-71, ГОСТ 2590-71, ГОСТ 2591-71, ГОСТ 2879-69.

Калиброванный пруток ГОСТ 4543-71, ГОСТ 7417-75, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78, ГОСТ 1051-73.

Шлифованный пруток и серебрянка ГОСТ 4543-71, ГОСТ 14955-77.

Полоса ГОСТ 103-76.

Поковки и кованые заготовки ГОСТ 1133-71.

Трубы ОСТ 14-21-77.

Назначение
Клапаны впуска, болты, шпильки и другие ответственные детали, работающие в коррозионной среде при повышенных температурах (300-400 °С).

Химический состав

Химический элемент %
Углерод (С) 0.17-0.24
Ванадий (V) 0.10-0.18
Кремний (Si) 0.17-0.37
Медь (Cu), не более 0.30
Марганец (Mn) 0.25-0.55
Никель (Ni) 3.75-4.15
Фосфор (P), не более 0.025
Хром (Cr) 0.70-1.10
Сера (S), не более 0.025

Механические свойства

Механические свойства при повышенных температурах

t испытания, °C σ0,2, МПа σB, МПа δ10, % ψ, % KCU, Дж/м2
Образцы сечением 10 мм. Закалка 850 °С, масло. Отпуск 580 °С.
20 740 890 15 64 53
100 710 830 13 64 63
200 830 12 63 56
300 670 820 12 61 99
400 590 700 12 70 92
500 445 580 11 57 82
600 205 360 13 50 104

Механические свойства в зависимости от температуры отпуска

t отпуска, °С σ0,2, МПа σB, МПа d5, % y, % KCU, Дж/м2
Закалка 870 °С, вода. Охлаждение после отпуска в масле.
200 1200 1500 12 58 90
400 1150 1300 13 62 90
600 990 1040 16 65 120

Механические свойства прутка

Термообработка, состояние поставки Сечение, мм σ0,2, МПа σB, МПа δ5, % ψ, % KCU, Дж/м2
Закалка 850 °С, масло. Отпуск 630 °С, вода. 25 685 880 12 50 98

Технологические свойства

Температура ковки
Начала 1200 °C, конца 800 °C. Сечения более 40 мм охлаждаются замедленно.
Свариваемость
не применяется для сварных конструкций.
Склонность к отпускной способности
склонна
Флокеночувствительность
чувствительна

Температура критических точек

Критическая точка °С
Ac1 710
Ac3 750
Mn 310

Ударная вязкость

Ударная вязкость, KCU, Дж/см2

Состояние поставки, термообработка +20 -20 -50 -80
Закалка 870 °С, вода. Отпуск 200 °С, масло. 100 60 80 71
Закалка 870 °С, вода. Отпуск 400 °С, масло. 110 79 72 63
Закалка 870 °С, вода. Отпуск 600 °С, масло. 116 82 70 60

Предел выносливости

σ-1, МПа n σB, МПа σ0,2, МПа
 480  1Е+6  1020  980
 500  1Е+6  1070  1030

Физические свойства

Температура испытания, °С 20 100 200 300 400 500 600 700 800 900
Температура испытания, °С 20- 100 20- 200 20- 300 20- 400 20- 500 20- 600 20- 700 20- 800 20- 900 20- 1000
Коэффициент теплопроводности Вт/(м ·°С) 38 38 37 35 34 31 29 28 27
Коэффициент линейного расширения (a, 10-6 1/°С) 11.7 12.7 13.7 15.4
Уд. электросопротивление (ρ, НОм · м) 11.7 12.7 13.7 15.4

Чувствительность к охрупчиванию

Температура, °С Время, ч KCU, Дж/см2
 325  1000  61
 475  1000  22

 

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)