Сталь конструкционная легированная 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 | |
| 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.
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 |
Другие марки стали этой категории:
Обращаем ваше внимание на то, что данная информация о марке 20Х2Н4А, приведена в ознакомительных целях. Параметры, свойства и состав реального материала марки 20Х2Н4А могут отличаться от значений, приведённых на данной странице. При обнаружении неточностей в описании материалов или найденных ошибках просим сообщать администраторам сайта, через форму обратной связи. Заранее спасибо