Центральный металлический портал РФлучшие сервисы для Вашего бизнеса

 ГЛАВНАЯ   МЕТАЛЛОТОРГОВЛЯ   ОБЪЯВЛЕНИЯ   ПРАЙСЫ   КОМПАНИИ   СТАТЬИ   РАБОТА   ФОРУМ   ГОСТы   МАРОЧНИК   КАЛЬКУЛЯТОР   БИРЖЕВЫЕ ЦЕНЫ   ВЫСТАВКИ  

Марки стали и сплавы -> Сталь конструкционная -> Сталь марки 20Х2Н4А

Сталь марки 20Х2Н4А

Марка: 20Х2Н4А (заменители: 20ХГНР, 15ХГН2ТА, 20ХГНТР)
Вид поставки: сортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 4543-71, ГОСТ 2590-2006, ГОСТ 2591-2006, ГОСТ 2879-2006. Калиброванный пруток: ГОСТ 7417-75, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78, ГОСТ 1051-73. Шлифованный пруток и серебрянка: ГОСТ 14955-77. Полоса: ГОСТ 103-2006. Поковки и кованные заготовки: ГОСТ 1133-71. Трубы: ОСТ 14-21-77.
Класс: Сталь конструкционная легированная
Использование в промышленности: шестерни, вал-шестерни, пальцы и другие цементуемые особо ответственные высоконагруженные детали, к которым предъявляются требования высокой прочности, пластичности и вязкости сердцевины и высокой поверхностной твердости, работающие под действием ударных нагрузок или при отрицательных температурах.

 

Химический состав в % стали 20Х2Н4А
C 0,16 - 0,22 Диаграмма химического состава стали 20Х2Н4А
Si 0,17 - 0,37
Mn 0,3 - 0,6
Ni 3,25 - 3,65
S до 0,025
P до 0,025
Cr 1,25 - 1,65
Cu до 0,3
Fe ~93

 

Зарубежные аналоги марки стали 20Х2Н4А
США 3120, 3316H
Германия 19CrNi8
Франция 20NC6
Англия 822M17
Италия 20CrNi4
Болгария 20Ch2N4A
Польша 20H2N4A
Чехия 16231

 

Свойства и полезная информация:
Удельный вес: 7850 кг/м3
Термообработка: Закалка и отпуск
Температура ковки, °С: начала 1200, конца 800. Сечения до 100 мм охаждаются на воздухе, 101-350 мм в яме.
Твердость материала: HB 10 -1 = 269 МПа
Температура критических точек: Ac1 = 710 , Ac3(Acm) = 800 , Ar1 = 640
Обрабатываемость резанием: после нормализации и отпуска при HB 259 и σв=880 МПа,  К υ тв. спл=0,72 и Кυ б.ст=0,63
Свариваемость материала: трудносвариваемая. Способы сварки: РДС, АДС под флюсом, ЭШС. Необходимы подогрев и последующая термообработка.
Флокеночувствительность: чувствительна
Склонность к отпускной хрупкости: малосклонна

 

Механические свойства стали 20Х2Н4А
ГОСТ Состояние поставки, режим термообработки Сечение, мм σ0,2 (МПа)
σв(МПа) δ5 (%) ψ % KCU (Дж / см2) НВ (HRCЭ), не более
 ГОСТ 4543-71
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
 Сердцевины 360, поверхности (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
Сердцевины 321-420, поверхности (57-64)

 

Ударная вязкость стали 20Х2Н4А KCU, (Дж/см2)
 Т= +20 °С
Т= -20 °С Т= -40 °С Т= -70 °С Термообработка
147


65
32
147


61
33
157


63
35
-


62
30
Закалка 820 °С, масло. Отпуск 500 °С.
Образцы из поковки (Закалка 880 °С, масло. Закалка 780 °С, масло.
Отпуск 200 °С):
     продольные
     поперечные

 

Механические свойства стали 20Х2Н4А в зависимости от температуры отпуска
Температура отпуска, °С σ0,2 (МПа) σв(МПа) δ5 (%) ψ % KCU (Дж / см2)
Закалка 840 °С, масло     
200
300
400
500
600
1360
1280
1140
970
790
1500
1400
1300
1170
1000
7
7
7
10
11
56
60
63
67
72
120
100
120
220
235

 

Механические свойства стали 20Х2Н4А в зависимости от сечения
Сечение, мм σ0,2 (МПа) σв(МПа) δ4 (%) ψ % KCU (Дж / см2) HB
Закалка, отпуск      
30
50
80
120
160
200
240
820
820
820
780
760
740
720
940
940
940
900
880
860
860
12
12
12
12
12
12
12
50
50
50
50
50
50
50
80
70
70
60
60
60
60
277
277
269
262
262
262
255

 

Механические свойства стали 20Х2Н4А при повышенных температурах
Температура испытаний, °С σ0,2 (МПа) σв(МПа) δ5 (%) ψ %
Образец диаметром 10 мм, длиной 50 мм, кованый и отожжённый.
Скорость деформирования 5мм/мин. Скорость деформации 0,002 1/с   
700
800
900
1000
1100
1150
1220
63
45
36
22
20
16
16
120
56
56
37
27
26
22
56
64
58
63
59
65
71
78
95
100
100
100
100
100

 

Предел выносливости стали 20Х2Н4А
σ-1, МПА
J-1, МПА
Термообработка
617
333
382
421
372
230
-
-
σ0,2=1050 МПа, σв=1220 МПа, НВ 360
σ0,2=610 МПа, σв=730 МПа, НВ 238
σ0,2=680 МПа, σв=960 МПа, НВ 322
σ0,2=850 МПа, σв=940 МПа,

 

Прокаливаемость стали 20Х2Н4А 
Расстояние от торца, мм Примечание
3 5 10 15 20 30 40 50 60 Нормализация 850 °С. Закалка 840 °С.
 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
Твердость для полос прокаливаемости, HRC

 

Физические свойства стали 20Х2Н4А
T (Град) E 10- 5 (МПа) a 10 6 (1/Град) l (Вт/(м·град)) r (кг/м3) C (Дж/(кг·град)) R 10 9 (Ом·м)
20 2.03     7850    
100     24      

 

Особенности электрошлаковой сварки стали марки 20Х2Н4А (и подобных): при электрошлаковой сварке многих среднеуглеродистых среднелегированных сталей толщиной более 80 мм существует опасность возникновения вблизи границы сплавления горячих трещин-надрывов. Склонность среднелегированной стали к надрывам существенно зависит от ее химического состава, в особенности от высокого содержания углерода, серы, никеля и других элементов, способствующих увеличению дендритной неоднородности слитков при выплавке сталей и образованию плен и строчек сульфидных включений с низкой температурой плавления. Для сравнения укажем, что в зоне термического влияния на стали 25ХЗНМ наблюдаются протяженные цепочки надрывов длиной до 2 мм, а на стали 20Х2М с пониженным содержанием углерода и никеля образуются только единичные надрывы длиной до 0,8 мм. Уменьшает склонность среднелегированной стали к надрывам электрошлаковый переплав (табл. 9.22) в сочетании с микролегированием элементами, повышающими температуру плавления сульфидных включений. Благоприятное влияние на повышение стойкости среднелегированной стали против надрывов оказывают карбидообразующие элементы, образующие с серой сложные, труднорастворимые соединения.

Весьма эффективно, например, микролегирование среднелегированных сталей титаном в количестве до 0,6%, когда склонность их к надрывам при электрошлаковой сварке полностью подавляется. Однако изменение химического состава стали не всегда возможно. В этих случаях для особо ответственных конструкций можно рекомендовать предварительную наплавку кромок электродными проволоками, содержащими титан. Для уменьшения выгорания титана наплавку необходимо производить под безокислительными флюсами. Для устранения надрывов на стали типа 25Х3НМ, весьма склонной к образованию этого типа дефектов, достаточно, как показывает опыт, получить в металле наплавки 0,22% Ti. Электрошлаковая наплавка свариваемых кромок возможна и стандартными электродными проволоками, как правило, не содержащими титан.

Замечено, что вследствие небольшого количества, дисперсности и равномерности распределения неметаллических включений наплавленный металл устойчивее против надрывов, чем основной металл. Это обстоятельство довольно просто и надежно можно использовать при выполнении сварки кольцевых швов. В рабочей части таких швов возникают обычно только единичные надрывы, а в сталях с повышенной стойкостью против надрывов такие дефекты вообще не образуются. Но количество надрывов резко увеличивается в участке замыкания кольцевого шва вследствие повышения жесткости закрепления свариваемых кромок и нарастания напряжений растяжения. Поэтому сварку начального участка стыка длиной около 600 мм выполняют на повышенных напряжениях и получают широкий (шириной 90-100 мм) шов. Затем напряжение постепенно снижают до обычных значений и выполняют сварку рабочей части шва. Одновременно вырезают щель-зазор шириной 30-35 мм в начальном участке шва на такой длине, чтобы сварка наиболее опасных замыкающих участков соединения велась по литому металлу шва. Применение способа сварки «шов по шву» во многих случаях позволяет полностью устранить надрывы в околошовной зоне. Рекомендуемые режимы сварки по такому способу среднелегированных сталей приведены в табл. 9.23.

Термообработка в кипящем слое изделий из стали 20Х2Н4А: на рис. справа представлена опытная зависимость глубины диффузионной зоны б от времени т, полученная при цементации образцов диаметром 20 и высотой 20 мм из стали 20Х2Н4А. При слабом псевдоожижении (w/wK= 1,5-2,0), когда сверху на образцах (например, горизонтальных цилиндрах) наблюдалась «шапка» неподвижных частиц, глубина диффузионной зоны в этих местах была ниже, чем в остальной части поверхности. При высоких скоростях «шапка» периодически сбрасывалась пузырями, поэтому глубина зоны по всему периметру была одинаковой.

Из рис. справа видно, что в данном случае в кипящем слое удается реализовать максимально возможные при заданных параметрах темпы насыщения углеродом, т. е. кинетика реакций на поверхности не влияет на скорость цементации. Штрих-пунктирной линией представлена зависимость б = f (т), снятая на бензольной печи Ц-105 также с помощью образцов из стали 20Х2Н4А (время прогрева вычтено). Как видно, в промышленной бензольной печи темпы цементации не достигают максимально возможных. Нужно подчеркнуть, что углеродный потенциал газовой среды в печи Ц-105 был выше значения, соответствующего предельной при t = 930° С растворимости углерода в у-железе, фольга науглероживалась за 30 мин до концентрации, составляющей 1,6%. С повышением температуры кипящего слоя скорость цементации, как

и следовало ожидать, возрастает пропорционально увеличению коэффициента диффузии углерода в стали.

На рис. внизу слева точками нанесены результаты послойного анализа на содержание углерода образцов стали 20Х2Н4А диаметром 38 и длиной 120 мм. Для послойного анализа с одного образца снимали 12 стружечных проб: первые пять проб через каждые 0,1 мм, остальные через 0,2 мм (на радиус). Сравнение опытных данных с расчетными (сплошные линии на рис. ниже) по формуле (II-41) для тех же параметров, что и в опытах, показывает, что при т > 1-2 ч цементация в кипящем слое лимитируется только диффузией углерода в стали. В то же время опытные концентрации углерода по сечению диффузионной зоны образцов, обработанных в бензольной печи Ц-105, оказываются ниже расчетных, несмотря на то, что в расчет принимали Сг = 1,35%, а концентрация углерода в фольге-«свидетеле» составила 1,6%.

По отработанным на образцах режимам была осуществлена цементация промышленных деталей нескольких наименований (шестерни) из стали 20Х2Н4А в кипящем слое при t = 930° С в течение 5 и 7 ч. Детали загружали в ванну с кипящим слоем (диаметр 250 мм) садками по нескольку штук; после цементации садки охлаждали на воздухе. При макро- и микроисследованиях установлено, что науглероживание деталей по высоте и сечению рабочей камеры идет равномерно, глубина цементированного слоя при выдержке 5 ч составляет 1,15 мм, а при выдержке 7 ч она равна 1,45 мм.

Общая оценка статьи:    Опубликовано: 2010.11.04   

Краткие обозначения:
σв - временное сопротивление разрыву (предел прочности при растяжении), МПа
  ε - относительная осадка при появлении первой трещины, %
σ0,05 - предел упругости, МПа
  Jк - предел прочности при кручении, максимальное касательное напряжение, МПа
σ0,2 - предел текучести условный, МПа
  σизг - предел прочности при изгибе, МПа
δ5,δ4,δ10 - относительное удлинение после разрыва, %
  σ-1 - предел выносливости при испытании на изгиб с симметричным циклом нагружения, МПа
σсж0,05 и σсж - предел текучести при сжатии, МПа
  J-1 - предел выносливости при испытание на кручение с симметричным циклом нагружения, МПа
ν - относительный сдвиг, %
  n - количество циклов нагружения
sв - предел кратковременной прочности, МПа   R и ρ - удельное электросопротивление, Ом·м
ψ - относительное сужение, %
  E - модуль упругости нормальный, ГПа
KCU и KCV - ударная вязкость, определенная на образце с концентраторами соответственно вида U и V, Дж/см2   T - температура, при которой получены свойства, Град
sT - предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), МПа   l и λ - коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала), Вт/(м·°С)
HB - твердость по Бринеллю
  C - удельная теплоемкость материала (диапазон 20o - T ), [Дж/(кг·град)]
HV
- твердость по Виккерсу   pn и r - плотность кг/м3
HRCэ
- твердость по Роквеллу, шкала С
  а - коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20o - T ), 1/°С
HRB - твердость по Роквеллу, шкала В
  σtТ - предел длительной прочности, МПа
HSD
- твердость по Шору   G - модуль упругости при сдвиге кручением, ГПа

 

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ:



запомнить  Регистрация

Металлоторговля:
Объявления
Прайсы (по торг. позициям)
Прайсы (в файлах)

Марки металлов
Калькулятор веса металла

Новости

НОВЫЕ ОБЪЯВЛЕНИЯ

16:39 Трос стальной ГОСТ 3064-80 от 100 п.м.

16:37 Канат арматурный ГОСТ 13840-68

07:53 СВА-6 Установка акустическая для поиска мест повреждения кабеля

07:52 ”ГРОЗА-1” Комплекс для диагностики заземляющих устройств

07:51 ИПИ-10-МОЛНИЯ Высоковольтный измеритель параметров изоляции

07:50 ПБНИ-3 Блок низковольтных измерений переносной

07:49 АВ-60-0,1РП СНЧ установка высоковольтная для испытания кабеля

07:35 УПУ-6 Установка испытательная пробойная универсальная

07:33 К540-3 Измеритель параметров силовых трансформаторов

07:31 ГЗЧ-2500 Генератор звуковой частоты для поиска мест повреждения кабеля

НОВОСТИ

22 Октября 2017 17:17
Утилизация высоковольтного кабеля

17 Октября 2017 12:22
Вертикально-подъемный мост Тикуго (28 фото, 1 видео)

23 Октября 2017 17:08
Китайский выпуск рафинированной меди в сентябре вырос на 6,8%

23 Октября 2017 16:08
”ЕВРАЗ ЗСМК” освоил производство арматуры для рынков Польши и Нидерландов

23 Октября 2017 15:39
Японский экспорт стали в сентябре 2017 года упал на 6,7%

23 Октября 2017 14:50
”MidUral Group” объявляет финансовые результаты деятельности за 2016 год по МСФО

23 Октября 2017 13:57
”Селигдар” выступает за открытый рынок аффинажа

НОВЫЕ СТАТЬИ

Виды и особенности пружин

В чем заключается комплексная охрана строительных и промышленных объектов

Упаковка промышленного оборудования и грузов

Радиаторы отопления - особенности и применение

Ограждения из стекла для современных общественных и жилых зданий

Отделочная плитка - особенности и сфера применения

Уравнительные платформы - применение и особенности

Типы и особенности секционных ворот

Какие бывают складские услуги

Какими характеристиками отличаются провода

Дверные замки - какие надежнее?

Конструкции и рекомендации по выбору погрузочных эстакад

Душевые уголки: вид, форма и конструкция

Особенности выбора окон и их отличия

Хрустальные торшеры – роскошь, ставшая доступной

Лист нержавеющий AISI 409 - особенности марки и применение

Характеристики и общие особенности марки стали 40Х13

Свойства и особенности применения проката из нержавейки марки 20Х13

ПОПУЛЯРНЫЕ ТЕМЫ

Стальной уголок купить и продать   Круг, пруток купить и продать   Круг, пруток 14 мм купить и продать   Уголок 50 мм купить и продать   Квадрат 10 мм купить и продать   Квадрат 14 мм купить и продать   Марка стали 20 особенности гидроэрозии   Металлопрокат сталь 40 купить и продать   Гидроэрозия стали 35   Гидроэрозия стали 25Л   Металлопрокат У10А купить и продать   Гидроэрозия стали 38Х2МЮА   Лист 1,4 мм купить и продать   Полоса 2 мм купить и продать   Лента 2 мм купить и продать  

 ГЛАВНАЯ   МЕТАЛЛОТОРГОВЛЯ   ОБЪЯВЛЕНИЯ   ПРАЙСЫ   КОМПАНИИ   СТАТЬИ   РАБОТА   ФОРУМ   ГОСТы   МАРОЧНИК   КАЛЬКУЛЯТОР   БИРЖЕВЫЕ ЦЕНЫ   ВЫСТАВКИ  

Компания "Русский металл" предлагает изготовление металлоконструкций.

Рейтинг@Mail.ru

О портале : Информация и правила : Реклама : Тарифы для компаний : Наши контакты : Связаться : Личный кабинет : Регистрация

2009-2017 © Любое копирование материалов без активной ссылки на metallicheckiy-portal.ru запрещено!
Использование материалов в печатных изданиях только с разрешения администрации портала.