 |
Реклама. ООО ГК "Велунд Сталь" ИНН 9725035180 Erid: 2SDnjdphxRi
|  |
Марка: 20Х (заменители: 15Х, 20ХН, 12ХН2, 18ХГТ) Класс: Сталь конструкционная легированная Вид поставки: сортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 4543-71, ГОСТ 2590-2006, ГОСТ 2591-2006, ГОСТ 10702-78, ГОСТ 2879-2006. Калиброванный пруток ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78, ГОСТ 7417-75, ГОСТ 1051-73. Шлифованный пруток и серебрянка ГОСТ 14955-77. Лист толстый ГОСТ 1577-93, ГОСТ 19903-74. Полоса ГОСТ 82-70, ГОСТ 103-2006. Поковки и кованные заготовки ГОСТ 1133-71, ГОСТ 8479-70. Трубы ГОСТ 8731-74, ГОСТ 8732-78, ГОСТ 8733-74, ГОСТ 8734-75, ГОСТ 13663-86. Использование в промышленности: втулки, шестерни, обоймы, гильзы, диски, плунжеры, рычаги и другие цементуемые детали, к которым предъявляются требования высокой поверхностной твердости при невысокой прочности сердцевины, детали, работающие в условиях износа при трении.
|
Химический состав в % стали 20Х |
C |
0,17 - 0,23 |
 |
Si |
0,17 - 0,37 |
Mn |
0,5 - 0,8 |
Ni |
до 0,3 |
S |
до 0,035 |
P |
до 0,035 |
Cr |
0,7 - 1 |
Cu |
до 0,3 |
Fe |
~97 |
Зарубежные аналоги марки стали 20Х |
США |
5117, 5120, 5120H, G51170, G51200, H51200 |
Германия |
20Cr4, 20CrS4 |
Япония |
SCr420, SCr420H |
Англия |
207 |
Евросоюз |
20Cr4 |
Болгария |
20Ch |
Венгрия |
BC2 |
Польша |
20H |
Свойства и полезная информация: |
Удельный вес: 7830 кг/м3 Термообработка: Нормализация Твердость материала: HB 10 -1 = 179 МПа Температура критических точек: Ac1 = 750 , Ac3(Acm) = 825 , Ar3(Arcm) = 755 , Ar1 = 665 , Mn = 390 Температура ковки, °С: начала 1260, конца 750. Заготовки сечением до 200 мм охлаждаются на воздухе, 201-700 мм подвергаются низкотемпературному отжигу. Обрабатываемость резанием: в горячекатанном состоянии при HB 131 и σв=460 МПа, К υ тв. спл=1,3 и Кυ б.ст=1,7 Свариваемость материала: без ограничений кроме химико-термически обработанных деталей. Способы сварки: РДС, КТС без ограничений. Флокеночувствительность: малочувствительна. Склонность к отпускной хрупкости: не склонна.
|
Механические свойства стали 20Х |
ГОСТ |
Состояние поставки, режим термообработки |
Сечение, мм |
σ0,2 (МПа)
|
σв(МПа) |
δ5 (%) |
ψ % |
KCU (кДж / м2) |
НВ, не более |
ГОСТ 4543-71
|
Пруток. Закалка 880 °С, вода или масло; закалка 770-820 °С, вода или масло; отпуск 180 °С, воздух или масло
|
15
|
640
|
780
|
11
|
40
|
59
|
|
ГОСТ 10702-78
|
Сталь нагартованная калиброванная и калиброванная со специальной отделкой без термообработки
|
|
|
590 |
5 |
45
|
|
207
|
|
Пруток. Цементация 920-950 °С, воздух; закалка 800 °С, масло; отпуск 190 °С, воздух |
60 |
390
|
640
|
13
|
40
|
49
|
250 (поверхности 55-63)
|
Механические свойства поковок из стали 20Х
|
Термообработка |
Сечение, мм |
КП |
σ0,2 (МПа)
|
σв(МПа) |
δ5 (%) |
ψ % |
KCU (кДж / м2) |
НВ, не более |
Нормализация |
до 100 100-300 300-500
|
195
|
195
|
390
|
26 23 20
|
55 50 45
|
59 54 49
|
111-156
|
до 100 100-300
|
215 |
215 |
430 |
24 20 |
53 48 |
54 49 |
123-167 |
до 100
|
245 |
245 |
470 |
22 |
48
|
49 |
143-179 |
Закалка. Отпуск |
100-300 |
245 |
245
|
470
|
19
|
42 |
39
|
143-179
|
до 100 100-300
|
275 |
275 |
530 |
20 17 |
40 38
|
44 34 |
156-197 |
100-300 100-300 |
315 345 |
315 345 |
570 590 |
14 17 |
35 40 |
34 54 |
167-207 174-217 |
Механические свойства стали 20Х в зависимости от температуры отпуска |
Температура отпуска, °С |
σ0,2 (МПа) |
σв(МПа) |
δ5 (%) |
ψ % |
KCU (кДж / м2) |
Пруток диаметром 25 мм. Закалка 900 °С, масло
|
200 300 400 500 600 |
650 690 690 670 610
|
880 880 850 780 730
|
18 16 18 20 20
|
58 65 70 71 70 |
118 147 176 196 225
|
Механические свойства стали 20Х при повышенных температурах |
Температура испытаний, °С |
σ0,2 (МПа) |
σв(МПа) |
δ5 (%) |
ψ % |
KCU (кДж / м2) |
Образец диаметром 6 мм, длиной 30 мм кованый и нормализованный. Скорость деформирования 16 мм/мин. Скорость деформации 0,009 1/с
|
700 800 900 1000 1100 1200 |
120 63 51 33 21 14
|
150 93 84 51 33 25 |
48 56 64 78 98
|
89 74 88 97 100 |
|
Предел выносливости стали 20Х |
σ-1, МПА
|
n |
Термообработка |
|
107
|
σ4001/10000=137 МПа, σ4001/100000=88 МПа, σ5001/10000=59 МПа
|
235 |
Нормализация. σ0,2=295-395 МПа, σв=450-590 МПа, HB=143-179
|
395 |
Закалка. Высокий отпуск. σ0,2=490 МПа, σв=690 МПа, HB=217-235
|
412 |
Цементация. Закалка. Низкий отпуск. σ0,2=790 МПа, σв=930 МПа, HRC=57-63
|
Ударная вязкость стали 20Х KCU, (Дж/см2) |
Т= +20 °С
|
Т= -20 °С |
Т= -40 °С |
Т= -60 °С |
Термообработка |
280-586 |
280-289
|
277-287
|
261-274
|
Пруток диаметром 115 мм. Закалка. Отпуск
|
Прокаливаемость стали 20Х (ГОСТ 4543-71) |
Расстояние от торца, мм |
Примечание |
1,5 |
3 |
4,5 |
6 |
7,5 |
9 |
10,5 |
12 |
13,5 |
18 |
Закалка 860 °С |
38,5-49
|
34-46,5 |
29-44 |
24,5-40
|
22-35,5
|
32,5
|
30
|
28,5 |
27
|
24,5
|
Твердость для полос прокаливаемости, HRC |
Количество мартенсита, % |
Критическая твердость, HRCэ |
Критический диаметр в воде |
Критический диаметр в масле |
50 90 |
32-36 38-42
|
26-48 12-28
|
8-24 3-9
|
Физические свойства стали 20Х |
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 |
2.16 |
|
42 |
7830 |
|
|
100 |
2.13 |
10.5 |
42 |
7810 |
496 |
|
200 |
1.98 |
11.6 |
41 |
7780 |
508 |
|
300 |
1.93 |
12.4 |
40 |
|
525 |
|
400 |
1.81 |
13.1 |
38 |
7710 |
537 |
|
500 |
1.71 |
13.6 |
36 |
|
567 |
|
600 |
1.65 |
14 |
33 |
7640 |
588 |
|
700 |
1.43 |
|
32 |
|
626 |
|
800 |
1.33 |
|
31 |
|
706 |
|
Расшифровка марки 20Х: простое обозначение говорит, что перед нами конструкционная сталь с 0,20% углерода и повышенным содержанием хрома, но так как после Х нет цифры это свидетельствует о том, что хрома менее 1,5 %.
Применение стали 20Х и термообработка изделий: скобы и шаблоны разных типов изготовляют из цементуемых сталей, причём в случае изготовления инструментов большой длины и сложной конфигурации применяются стали 15Х, 20Х, 15ХГ, закаливаемые после цементации в масле.
При изготовлении измерительного инструмента, не подвергающегося шлифованию, следует после черновой механической обработки производить улучшение (закалку с высоким отпуском). Инструмент, подвергшийся улучшению, при механической обработке позволяет получать чистую поверхность и значительно уменьшает деформацию при закалке.
Инструмент, изготовляемый из малоуглеродистой стали, подвергается цементации. Глубина цементации, в зависимости от толщины инструмента, находится в пределах от 0,4 до 0,6 мм для мелкого инструмента и до 1,2-1,3 для крупного.
Нагрев под закалку производят как в камерных печах, так и в соляных и свинцовых ваннах. Инструмент сложной конфигурации из высокоуглеродистых и легированных сталей при нагреве в ваннах подогревают путём двукратного или трёхкратного погружения в расплавленную соль. Охлаждают в горячем масле или расплавленной соли, что значительно уменьшает степень деформации.
Уменьшение поводки достигают закалкой только рабочих поверхностей калибров (рисунок слева).
Отпуск измерительного инструмента производят в пределах 120-200°. Целью отпуска является снятие внутренних напряжений, возникших во время закалки. Эти напряжения служат одной из причин появления трещин при шлифовании, а также являются основной причиной самопроизвольного изменения размеров калибров при хранении (естественное старение). Явление естественного старения связано с весьма напряжённым состоянием структуры закалённой стали.
Появившийся в результате закалки тетрагональный мартенсит, имеющий искажённую решётку, неустойчив и стремится перейти в более устойчивую форму кубического мартенсита. Этот переход влечёт за собой изменение объёмов атомной решётки, а следовательно, и деформацию измерительного инструмента. При комнатной температуре этот переход происходит очень медленно, в течение нескольких месяцев и даже лет, а при повышенной температуре в течение нескольких часов или десятков минут. В заводской практике отпуск измерительного инструмента производят обычно в два приёма: вначале производят низкотемпературный отпуск после закалки в пределах 150-180° в течение 1-2 час., затем искусственное старение после шлифования путём нагрева при температуре 120-160° в течение 2-5 час.
Для старения инструмента, изготовленного из углеродистой стали, применяют нижний предел температур, а из легированной стали - верхний. Наилучшей средой для старения является масляная ванна. Длительный нагрев в электросушильном шкафу при 150° вызывает появление цвета побежалости.
На некоторых заводах для сохранения размеров измерительный инструмент подвергают обработке холодом.
Твёрдость измерительного инструмента должна быть в пределах Rс = 56-64.
При термической обработке резьбовых колец оправдывает себя практика закалки пробного кольца. Перед окончанием токарной обработки партии колец одно кольцо передают для закалки и по степени его деформации определяют припуск для доводки всей партии. Важно, чтобы весь режим закалки пробного кольца, как-то: температура нагрева и охлаждающей среды и продолжительность выдержки, - был записан и повторен без каких-либо изменений для всей партии.
Потерявшие свой размер калибры пробки, изготовленные из легированной и высокоуглеродистой сталей, можно восстановить отпуском их в масляной ванне при температуре 210- 230°. Диаметр увеличивается за счёт разложения остаточного аустенита.
Калибры кольца, как гладкие так и резьбовые, восстанавливают так называемым способом посадки (рисунок справа) в такой последовательности: 1) кольцо зажимают в приспособлении; 2) кольцо с приспособлением нагревают в свинцовой ванне с таким расчётом, чтобы прогрелся только поверхностный слой наружного диаметра (время можно определить опытным путём); 3) кольцо вместе с приспособлением охлаждают.
Этот способ значительно упрощается при нагреве кольца токами высокой частоты. Поверхность наружного диаметра нагревают в кольцевом индукторе высокочастотной установки и следят, чтобы на рабочей части не появился цвет побежалости выше жёлтого.
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 |
 |
|