20Х2Н4А
Общие сведения
Заменитель |
20ХГНР, 15ХГН2ТА, 20ХГНТР |
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 |
Шестерни, вал-шестени, пальцы и другие цементируемые, особо ответственные, высоконагруженные 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 |
% |
Кремний (Si) |
0.17-0.37 |
Медь (Cu), не более |
0.30 |
Марганец (Mn) |
0.30-0.60 |
Никель (Ni) |
3.25-3.65 |
Фосфор (P), не более |
0.025 |
Хром (Cr) |
1.25-1.65 |
Сера (S), не более |
0.025 |
Механические свойства
Механические свойства при повышенных температурах
t испытания, °C |
s 0,2 , МПа |
s B , МПа |
d 5 , % |
y , % |
Образец диаметром 10 мм, длиной 50 мм, кованый и отожженный. Скорость деформирования 5 мм/мин. Скорость деформации 0,002 1/с. |
700 |
63 |
120 |
56 |
78 |
800 |
45 |
56 |
64 |
95 |
900 |
36 |
56 |
58 |
100 |
1000 |
22 |
37 |
63 |
100 |
1100 |
20 |
27 |
59 |
100 |
1150 |
16 |
26 |
65 |
100 |
1220 |
16 |
22 |
71 |
100 |
Механические свойства в зависимости от температуры отпуска
t отпуска, °С |
s 0,2 , МПа |
s B , МПа |
d 5 , % |
y , % |
KCU, Дж/м 2 |
Закалка 840 °С, масло. |
200 |
1360 |
1500 |
7 |
56 |
120 |
300 |
1280 |
1400 |
7 |
60 |
100 |
400 |
1140 |
1300 |
7 |
63 |
120 |
500 |
970 |
1170 |
10 |
67 |
220 |
600 |
790 |
1000 |
11 |
72 |
235 |
Механические свойства в зависимости от сечения
Сечение, мм |
s 0,2 , МПа |
s B , МПа |
d 5 , % |
y , % |
KCU, Дж/м 2 |
HB |
Закалка, отпуск |
30 |
820 |
940 |
12 |
50 |
80 |
277 |
50 |
820 |
940 |
12 |
50 |
70 |
277 |
80 |
820 |
940 |
12 |
50 |
70 |
269 |
120 |
780 |
900 |
12 |
50 |
60 |
262 |
160 |
760 |
880 |
12 |
50 |
60 |
262 |
200 |
740 |
860 |
12 |
50 |
60 |
262 |
240 |
720 |
860 |
12 |
50 |
60 |
255 |
Механические свойства прутка
Термообработка, состояние поставки |
Сечение, мм |
s 0,2 , МПа |
s B , МПа |
d 5 , % |
y , % |
KCU, Дж/м 2 |
HB |
HRC э |
Закалка 860 °С, масло. Закалка 780 °С, масло. Отпуск 180 °С, воздух или масло. |
15 |
1080 |
1270 |
9 |
45 |
78 |
|
|
Цементация 900-920 °С, воздух. Закалка 780-810 °С, масло. Отпуск 180-200 °С, воздух. |
50 |
1050 |
1220 |
12 |
45 |
118 |
360 |
57-64 |
Цементация 920-950 °С. Нормализация 900-920 °С, воздух или закалка 880-920 °С, масло. Отпуск 630-660 °С, воздух. Закалка 780-820 °С, масло. Отпуск 150-200 °С, воздух. |
150 |
830 |
1080 |
9 |
35 |
78 |
321-420 |
57-64 |
Технологические свойства
Температура ковки |
Начала 1200, конца 800. Сечения до 100 мм охлаждаются на воздухе, 101-350 мм - в яме. |
Свариваемость |
трудносвариваемая. Способы сварки: РДС, АДС под флюсом, ЭШС. Необходимы подогрев и последующая термообработка. |
Обрабатываемость резанием |
После нормализации и отпуска при НВ 259 s B = 880 МПа K u тв.спл. = 0.72, K u б.ст. = 0.63 [100]. |
Склонность к отпускной способности |
малосклонна |
Флокеночувствительность |
чувствительна |
Температура критических точек
Критическая точка |
°С |
Ac1 |
710 |
Ac3 |
800 |
Ar1 |
640 |
Ударная вязкость
Состояние поставки, термообработка |
+20 |
-20 |
-40 |
-70 |
Закалка 820 С, масло. Отпуск 500 С. |
147 |
147 |
157 |
|
Образцы продольные из поковки (Закалка 880 С, масло. Закалка 780 С, масло. Отпуск 200 С) |
65 |
61 |
63 |
62 |
Образцы поперечные из поковки (Закалка 880 С, масло. Закалка 780 С, масло. Отпуск 200 С) |
32 |
33 |
35 |
30 |
Предел выносливости
s -1 , МПа |
t -1 , МПа |
s B , МПа |
s 0,2 , МПа |
Термообработка, состояние стали |
617 |
372 |
1220 |
1050 |
НВ 360 |
333 |
230 |
730 |
610 |
НВ 238 |
382 |
|
960 |
680 |
НВ 322 |
421 |
|
940 |
850 |
|
Прокаливаемость
Нормализация 850 С. Закалка 840 С. Твердость для полос прокаливаемости HRCэ.
Расстояние от торца, мм / HRC э |
3 |
5 |
10 |
15 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
41.5-49.5 |
40.5-48.5 |
35.5-45.5 |
31-40 |
28-36.5 |
25-33 |
23.5-31 |
23-30.5 |
22.5-30.5 |
Температура испытания, °С |
20 |
100 |
200 |
300 |
400 |
500 |
600 |
700 |
800 |
900 |
Модуль нормальной упругости, Е, ГПа |
203 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Плотность, pn, кг/см3 |
7850 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Коэффициент теплопроводности Вт/(м ·°С) |
|
24 |
|
|
18 |
|
|
|
|
|