| Химический состав в % стали 20Х2Н4А |
| C |
0,16 — 0,22 |
| 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 охлаждаются 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 иσв=»880 МПа, Кυ 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 стали20Х2Н4А |
| 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 стали20Х2Н4АKCU, (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 стали20Х2Н4Ав 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 стали20Х2Н4Ав 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 стали20Х2Н4Апри 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 стали20Х2Н4А |
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 стали20Х2Н4А |
| 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) |
a106(1/Град) |
l(Вт/(м·град)) |
r(кг/м3) |
C(Дж/(кг·град)) |
R 109(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.
