Сталь 20ХН3А - конструкционная легированная

  Назад     Далее

 

 

Назначение легированной стали 20ХН3А
Шестерни, валы, втулки, силовые шпильки, болты, муфты, червяки и другие детали, к которым предъявляются требования высокой прочности, пластичности, вязкости сердцевины и высокой поверхностной твердости, работающие под действием ударных нагрузок или при отрицательных температурах.
Вид поставки (Металлопрокат)
Сортовой и фасонный прокат - ГОСТ 4543-71
Поковки и кованые заготовки - ГОСТ 8479-70
Массовая доля элементов в стали 20ХН3А, %, по ГОСТ 4543-71
C Si Mn S P Cr Ni Cu
0,17-0,24 0,17-0,37 0,3-0,6 ≤0,025 ≤0,025 0,6-0,9 2,75-3,15 ≤0,3
Температура критических точек, ºС
Ac1 Ac3 Ar1 Ar3
730 810 615 700
Механические свойства при комнатной температуре
ГОСТ Режим термообработки Сечение, мм σ0,2
Н/мм2
σв
Н/мм2
δ,
%
Ψ, % KCU,
Дж/см2 
HRC HB
Операция t, ºC Охлаждающая
среда
не менее
4543-71 Отжиг - С печью ≥5 Не определяется - ≤225
Закалка
Отпуск
820
500
Масло
Вода или масло
≤80 735 930 12 55 108    
81-150 10 50 97 - -
>150 9 45 92 - -
8479-70 Закалка
Отпуск
- - ≤100 685 835 13 42 59 - 262-311
Предел
выносливости,
Н/мм2
Термообработка Ударная вязкость,
KCU, Дж/см2,  при t, ºС
Сечение,
мм
Термообработка
σ-1 τ-1 +20 0 -20 -40 -50 -60
382 - Закалка 820°С - масло.
Отпуск 200°С. 
σв = 960 Н/мм2
86 - - 85 64 - Закалка 850°С - масло.
Отпуск 200°С.
167 - - 69 64 -  Закалка 880°С - масло.
Отпуск 560°С.
338 230 Закалка 820°С - масло.
Отпуск 500°С. 
σв = 730 Н/мм2
167 - - 83 73 -    Закалка 880°С - масло.
Отпуск 560°С.
167 - - 69 - -   Закалка 880°С - масло.
Отпуск 560°С. 
196 - 122 - - -   Нормализация 860°С,
воздух
421 - Закалка 800°С - масло.
Отпуск 500°С. 
σв = 945 Н/мм2.
- - - 100 - 86   Закалка 810°С - масло.
Отпуск 600°С. 
167 - - 118 78 -    Закалка 880°С - масло.
Отпуск 630°С.
 
Количество мартенсита, % Критическая твердость HRC Критический диаметр, мм, при закале 
В воде В масле В селитре На воздухе
50 32-37 70-96 44-62 - -
90 39-44 42-64 20-38 - -
Технологические характеристики стали
Ковка Охлаждение поковок, изготовленных
Вид полуфабриката Температурный
интервал ковки, ºС
из слитков из заготовок
Размер сечения, мм Условия охлаждения Размер сечения, мм Условия охлаждения
Слиток 1220-800 ≤800 Отжиг с перекристаллизацией,
два переохлаждения, отпуск
≤100
101-300
На воздухе
В яме
Заготовка 1220-800
 Свариваемость  Обрабатываемость резанием  Флокеночувствительность

Ограниченно свариваемая.
Способы сварки: РД, РАД, АФ и КТ.

В горячекатаном состоянии при 177 HB
и σв = 620 Н/мм2.
Kv=0,95 (твердый сплав)
Kv=0,8 (быстрорежущая сталь)  
Чувствительна
Склонность к отпускной хрупкости
Склонна
Условные обозначения и сокращения
σв Временное сопротивление (предел прочности при разрыве); Мк   Температура начала мартенситного превращения;
σвс  Предел прочности при сжатии; G  Модуль сдвига;
σи
 Предел прочности при изгибе; v  Коэффициент Пуассона;
τпч  Предел прочности при кручении; γ  Плотность;
σт  Предел прочности физический (нижний предел текучести); C  Удельная теплоемкость;
σ0,05  Условный предел упругости с допуском на остаточную деформацию 0,05%; λ  Теплопроводность;
σ0,2  Предел текучести условный с допуском на величину пластической деформации при нагружении 0,2%; α  Коэффициент линейного расширения;
δр  Относительное равномерное удлинение; H  Напряженность магнитного поля;
δ  Относительное удлинение после разрыва; μ  Магнитная проницаемость;
ψ  Относительное сужение после разрыва; B  Магнитная индукция;
KCU  Ударная вязкость, определенная на образцах с концентратором вида U; Bs  Индукция насыщения;
KCV  Ударная вязкость, определенная на образцах с концентратором вида V; ΔB  Разброс магнитной индукции вдоль и поперек направления прокатки;
Tk  Критическая температура хрупкости; PB,v0  Удельные магнитные потери при частоте тока v0 и индукции B;
HB  Твердость по Бринеллю; Hc  Коэрцитивная сила;
d10  Диаметр отпечатка по Бринеллю при диаметре шарика 10 мм и испытательной нагрузке 2943 Н; ρ  Удельное электросопротивление;
HRA  Твердость по Роквеллу (шкала А, конусный наконечник с общей нагрузкой 588,4 Н); Kp  Красностойкость;
HRB  Твердость по Роквеллу (шкала В, сферический наконечник с общей нагрузкой 980,7 Н);  tлик  Температура полного расплавления металла;
HRC  Твердость по Роквеллу (шкала С, конусный наконечник с общей нагрузкой 1471 Н);  tсол  Температура начала плавления металла;
HV  Твердость по Виккерсу при нагрузке 294,2 Н и времени выдержки 10-15 с; d0  Начальный диаметр образца;
HSD  Твердость по Шору; l0  Длина расчетной части образца;
Тз  Заданный ресурс; V  Скорость деформирования образца;
σ tдп,Тз  Условный предел длительной прочности (величина напряжений, вызывающая разрушение при температуре t и заданном ресурсе); è
 Скорость деформации образца;
σ-1  Предел выносливости при симметричном цикле (растяжение-сжатие); a  Толщина образца при испытании листов на изгиб;
τ-1
 Предел выносливости при симметричном цикле (кручение); d  Толщина оправки при испытании листов на изгиб;
σа  Наибольшее положительное значение переменной составляющей цикла напряжений; S  Толщина стенки;
Δε  Размах упруго-пластической деформации цикла при испытании на термическую усталость; Cl'  Хлор-ион;
N  Число циклов напряжений или деформаций, выдержанных нагруженным объектом до образования усталостной трещины определенной протяженности или до усталостного разрушения; F'  Фтор-ион;
σ0  Начальное нормальное напряжение при релаксации; Σ  Коэффициент износостойкости при абразивном износе;
στ
 Остаточное нормальное напряжение при релаксации; Σr  Коэффициент износостойкости при гидроабразивном износе;
K1c  Коэффициент интенсивности напряжений; v  Скорость резания;
Ac1  Температура начала α—>γ превращения при нагреве (нижняя критическая точка); Kv  Коэффициент относительной обрабатываемости;
Ac3
 Температура конца α—>γ превращения при нагреве (верхняя критическая точка); T  Время;
Ar1
 Температура конца γ—>α превращения при охлаждении (нижняя критическая точка); t  Температура;
Ar3
 Температура начала γ—>α превращения при охлаждении (верхняя критическая точка); tотп  Температура отпуска;
 Температура начала мартенситного превращения; tисп  Температура испытания;
РД  Ручная дуговая сварка покрытыми электродами; РАД  Ручная аргонодуговая сварка неплавящимся электродом;
МП  Механизированная сварка плавящимся электродом в среде углекислого газа; АФ  Автоматическая сварка под флюсом;
ЭШ  Электрошлаковая сварка; ЭЛ  Электронолучевая сварка;
КТ  Контактная сварка; Kv  Коэффициент относительной обрабатываемости стали.
1) Для условий точения твердосплавными резцами Kv=v60/145, где v60 - скорость резания, соотвествующая 60-ти минутной стойкости резцов при точении данного материала, м/мин; 145 - значение скорости резания при 60-ти минутной стойкости резцов при точении эталонной стали марки 45.
2) Для условий точения резцами из быстрорежущей стали Kv=v60/70, где 70 - значение скорости резания при 60-ти минутной стойкости быстрорежущих резцов при точении эталонной стали марки 45.