20Хн3А сталь: характеристики и расшифовка, применение и свойства стали

Содержание

Сталь 20ХН3А характеристики, применение, химический состав, расшифровка, термообработка, твердость, закалка, механические свойства, аналоги

  • Стали заменители
  • Зарубежные аналоги
  • Расшифровка
  • Вид поставки
  • Характеристики и применение
  • Температура критических точек, °С
  • Химический состав, % (ГОСТ 4543-71)
  • Химический состав (ГОСТ 4543-2016)
  • Применение стали 20ХН3А для изготовления крепежных деталей (ГОСТ 32569-2013)
  • Применение стали 20ХН3А для изготовления крепежных деталей (ГОСТ 33259-2015)
  • Условия применения стали 20ХН3А для корпусов, крышек, фланцев, мембран и узла затвора,изготовленных из проката, поковок (штамповок) (ГОСТ 33260-2015)
  • Условия применения стали 20ХН3А для крепежных деталей арматуры (ГОСТ 33260-2015)
  • Применение стали 20ХН3А для шпинделей и штоков (ГОСТ 33260-2015)
  • Твердость стали 20ХН3А по Бринелю
  • Термообработка
  • Механические свойства
  • Механические свойства в зависимости от сечения
  • Механические свойства в зависимости от температуры отпуска
  • Механические свойства металлопродукции (ГОСТ 4543-2016)
  • Предел выносливости при n=10
  • Ударная вязкость прутков KCU
  • Технологические свойства
  • Прокаливаемость (ГОСТ 4543-71)
  • Критический диаметр d
  • Плотность ρп кг/см3 при температуре испытаний, °С
  • Коэффициент линейного расширения
    α
    *106, К-1
  • Удельная теплоемкость c, Дж/(кг*К)
  • Коэффициент теплопроводности λ Вт/(м*К)
  • Удельное электросопротивление ρ нОм*м
  • Модуль Юнга (нормальной упругости) Е, ГПа
  • Модуль упругости при сдвиге на кручение G, ГПа
  • Узнать еще

Стали заменители

  • 20ХНГ,
  • 20ХГНР,
  • 38ХА,
  • 15Х2ГН2ТА,
  • 20ХГР

Зарубежные аналоги

Европа31NiCr14
ЯпонияSNC631H
Франция
(AFNOR)
20NC11
Швеция
(SS)
2515

ВНИМАНИЕ!!! Возможность замены определяется в каждом конкретном случае после оценки и сравнения свойств сталей

Расшифровка

Согласно ГОСТ 4543-2016 цифра 20 в обозначении стали указывает среднюю массовую долю углерода в стали в сотых долях процента, т.е. углерода в стали 20ХН3А около 0,2%

Буква Х указывает что в стали содержится хром, отсутствие цифр за буквой указывает, что хрома в стали содержится до 1,5%.
Буква Н указывает что в стали содержится никель, цифра 3 за буквой указывает, что никеле в стали содержится примерно до 3%.
Буква А в конце обозначения марки стали указывает, что сталь 20ХН3А является высококачественной, т.е. с повышенными требованиями к химическому составу и макроструктуре металлопродукции из нее по сравнению с качественной сталью.

к содержанию ↑

Вид поставки

  • Сортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 4543-71, ГОСТ 2590-88, ГОСТ 2591-88, ГОСТ 2879-88.
  • Калиброванный пругок ГОСТ 7417-75, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78, ГОСТ 1051-73.
  • Шлифованный пруток и серебрянка ГОСТ 14955-77. Полоса ГОСТ 103-76.
  • Поковка и кованая заготовка ГОСТ 1133-71, ГОСТ 8479-70. Труба ОСТ 14-21-77.

Характеристики и применение

Сталь 20ХН3А относится к стали высокой прокаливаемости. Наряду с высокой прокаливаемостью, обладает очень высокими механическими свойствами. Преимщества этой стали
по сравнению с менее легированными проявляется лишь в изделиях диаметром или толщиной более 75-100 мм.

Сталь 20ХН3А применяется для изготовления деталей (в том числе цементуемых деталей) к которым предъявляются требования высокой прочности, пластичности и вязкости сердцевины и высокой поверхностной твердости, работающие под действием ударных нагрузок и при отрицательных температурах.

  • шестерни,
  • валы,
  • втулки,
  • силовые шпильки,
  • болты,
  • муфты,
  • червяки и другие цементируемые детали

В нефтеной, нефтехимической и газовой промышленности сталь 20ХН3А применяется после цементации для изготовления высоконагруженных деталей, работающих при больших скоростях и ударных нагрузках:

  • шестерен,
  • кулачковых муфт,
  • силовых шпилек,
  • валиков,
  • втулок,
  • зубчатых,
  • колес тяжелонагруженных и быстроходных зубчатых передач буровых установок,
  • собачек роторных клиньев,
  • сухарей трубных ключей и т. д.

Эту сталь используют также для изготовления шарошек, и лап буровых долот.

Цементация этой стали проводится при температуре 930-960 °C. После цементации рекомендуется проводить двойную закалку с низким отпуском. Первая закалка обычно производится с цементационного нагрева в масле, вторая закалка с температуры 750-790°С, отпуск — при температуре 180-200°С.

Для уменьшения количества остаточного аустенита в цементованном слое после первой закалки рекомендуется проводить высокий отпуск при температуре 630-650°С.

к содержанию ↑

Температура критических точек, °С

Ac1Ас3Аr3Аr1Mн
730810
700
615340

Химический состав, % (ГОСТ 4543-71)

CMnSiCrNiРSCu
не более
0,17-0,240,30-0,600,17-0,370,60-0,902,75-3,150,0250,0250,30

Химический состав (ГОСТ 4543-2016)

Массовая доля элементов,%
CSiMnCrNiMoAlTiVB
0,17-0,240,17-0,370,30-0,600,60-0,902,75-3,15

ПРИМЕЧАНИЯ: В стали всех марок, за исключением легированных вольфрамом, молибденом, ванадием и титаном, допускается массовая доля остаточных элементов, не более:

  • вольфрама — 0,20 %,
  • молибдена — 0,11 %,
  • ванадия — 0,05 %
  • остаточного или преднамеренно введенного титана — не более 0,03 %.
  • Для цементуемых сталей допускается введение алюминия, при этом массовая доля общего алюминия должна быть не менее 0,020 %.
к содержанию ↑

Применение стали 20ХН3А для изготовления крепежных деталей (ГОСТ 32569-2013)

Технические требованияДопустимые параметры эксплуатацииНазначение
Температура
стенки, °С
Давление
среды,
МПа (кгс/см2),
не более
СТП 26.260.2043От -70 до +42516(160)Шпильки,
болты,
гайки

Применение стали 20ХН3А для изготовления крепежных деталей (ГОСТ 33259-2015)

Стандарт или
ТУ на материал
Параметры
применения
Болты,
шпильки
Гайки
Температура рабочей среды, ºСРN, кгс/cм2,не болееТемпература рабочей среды, ºС РN, кгс/cм2,не более
ГОСТ 4543От –70 до 425PN 250От –70 до 425PN 250

Условия применения стали 20ХН3А для корпусов, крышек, фланцев, мембран и узла затвора,изготовленных из проката, поковок (штамповок) (ГОСТ 33260-2015)

НД на поставкуТемпература рабочей среды(стенки), °СДополнительные указания по применению
Сортовой прокат ГОСТ 4543.Поковки ГОСТ 8479От -70 до 450Для несварных узлов арматуры,эксплуатируемой в макроклиматическом районе с холодным климатом
к содержанию ↑

Условия применения стали 20ХН3А для крепежных деталей арматуры (ГОСТ 33260-2015)

Стандарт или ТУ на материалПараметры применения
Болты, шпильки, винтыГайкиПлоские шайбы
Температура среды, ºСДавление номинальное РN, МПа (кгс/cм2)Температура среды, ºСДавление номинальное РN, МПа (кгс/cм2)Температура среды, ºСДавление номинальное РN, МПа (кгс/cм
2
)
ГОСТ 4543От -70 до 425Не регламентируетсяОт -70 до 425Не регламентируетсяОт -70 до 450Не регламентируется
к содержанию ↑

Применение стали 20ХН3А для шпинделей и штоков (ГОСТ 33260-2015)

НД на поставкуТемпература рабочей
среды (стенки), °С
Дополнительные указания по применению
Сортовой прокат
ГОСТ 4543,
ГОСТ 1051
От -70 до 450Применяется для арматуры,
эксплуатируемой в макроклиматическом
районе с холодным климатом,
после улучшающей термообработки
(закалка и высокий отпуск)

Твердость стали 20ХН3А по Бринелю

Марка сталиТвердость в отожженном или отпущенном состоянии, НВ
Диаметр отпечатка в мм, не менееЧисло твердости, не более
20ХНЗА3,9241

Термообработка

Сталь 20ХН3А может подвергаться улучшению. Закалка стали этой марки производится в масле с температуры 820 — 860 °C с последующим отпуском при температуре 550-650 °C, иногда с низким отпуском при температуре 200-220 °C.

При проведении термической обработки необходимо учитывать значительную склонность этой стали к отпускной хрупкости, в связи в чем изделия из стали 20ХН3А при высоком отпуске следует охлаждать быстро (например, в масле). Кроме того, необходимо иметь в виду, что после нормального отжига не достигается достаточного понижения твердости и сталь 20ХН3А характеризуется плохой обрабатываемостью, поэтому в качестве предварительной термической обработки рекомендуется изотермический отжиг или длительная выдержка при температуре 640-650 °С.

к содержанию ↑

Механические свойства

ИсточникСостояние поставкиСечение, ммКПσ0,2, МПаσв, МПаδ5, %ψ, %KCU, Дж/см2Твердость HB,
не более
не менее
ГОСТ 4543-71Пруток.
Закалка с 820 °С в масле;
отпуск при 500 °С,
охл. в воде или масле
157359301255108
ГОСТ 8479-70Поковка.
Закалка+отпуск
До 100590
685
590
685
735
835
14
13
45
42
59
59
235-277
262-311
Цементация при 920-950 °С;
нормализация при 870-890 °С, охл. на воздухе*1;
отпуск при 630-660°С, охл. на воздухе*2;
закалка с 790-810°С в масле;
отпуск при 180-200°С, охл. на воздухе
100690830115069240*2
HRCэ
57-63*3

ПРИМЕЧАНИЕ:

  • *1 Операции применяются для ответственных деталей сложной конфигурации с целью понижения устойчивости остаточного аустенита в цементационном слое,получение более высокой и равномерной твердости с поверхности после закалки и низкого отпуска и уменьшения деформации.
  • *2 Сердцевина
  • *3 Поверхность
к содержанию ↑

Механические свойства в зависимости от сечения

Сечение, ммσ0,2, МПаσв, МПаδ5, %ψ, %KCU, Дж/см2Твердость HRCэ поверхности
Закалка с 850 °С в масле; отпуск при 200 °С, охл. на воздухе
51220142012558644
151180137013657644
201080127013658944
Закалка с 880 °С в масле; отпуск при 600 °С, охл. на воздухе
307008002070167
506107301971167
805807002368167
2205106601451167
220*15706902367157

ПРИМЕЧАНИЕ: *1Место вырезки образца — край.

к содержанию ↑

Механические свойства в зависимости от температуры отпуска

tотп, °Сσ0,2, МПаσв, МПаδ5, %ψ, %KCU, Дж/см2Твердость HRCэ
2001270151015607343
3001260137012625442
4001180126013645939
500960100019668332
600720780247316222

ПРИМЕЧАНИЕ: Нормализация при 860°С, охл. на воздухе; закалка с 810 °С в масле.

к содержанию ↑

Механические свойства металлопродукции (ГОСТ 4543-2016)

Режим термической обработкиМеханические свойства, не менееРазмер
сечения
заготовок для
термической
обработки
(диаметр круга
или сторона
квадрата), мм
ЗакалкаОтпускПредел
текучести
στ, Н/мм2
Временное
сопротивление
σδ, Н/мм2
ОтносительноеУдарная
вязкость
KCU, Дж/см2
Температура,°ССреда охлажденияТемпература,°ССреда охлажденияУдлинение, δ5,%Cужение, ψ,%
1-й закалки
или
нормализации
2-й закалки
820Масло500Вода или масло735930125510815

ПРИМЕЧАНИЯ:

  1. При термической обработке заготовок или образцов по режимам, указанным в настоящей таблице, допускаются следующие отклонения по температуре нагрева:
    • при закалке, нормализации ±15 °С;
    • при низком отпуске ±30 °С;
    • при высоком отпуске ±50 °С.
  2. Металлопродукцию сечением менее указанного в настоящей таблице подвергают термической обработке в полном сечении.
  3. Допускается проводить термическую обработку на готовых образцах.
  4. Допускается перед закалкой проводить нормализацию. Для металлопродукции, предназначенной для закалки токами высокой частоты (ТВЧ), нормализацию перед закалкой проводят с согласия заказчика.
  5. Допускается проводить испытания металлопродукции из стали всех марок после одинарной закалки, при условии соблюдения норм, приведенных в настоящей таблице.
  6. Для металлопродукции круглого сечения испытание на ударный изгиб проводят, начиная с диаметра 12 мм и более.
  7. Для металлопродукции с нормируемым временным сопротивлением не менее 1180 Н/мм2 допускается понижение норм ударной вязкости на 9,8 Дж/см2 при одновременном повышении временного сопротивления не менее чем на 98 Н/мм2.
  8. Нормы механических свойств, указанные в настоящей таблице, относятся к образцам отобранным от металлопродукции диаметром или толщиной до 80 мм включительно.
  9. При контроле механических свойств металлопродукции диаметром или толщиной свыше 80 до 150 мм включительно допускается понижение относительного удлинения на 2 абс. %, относительного сужения на 5 абс. % и ударной вязкости на 10 %. При контроле механических свойств металлопродукции диаметром
  10. или толщиной свыше 150 мм допускается понижение относительного удлинения на 3 абс. %, относительного сужения на 10 абс. % и ударной вязкости на 15 %.

  11. При контроле механических свойств металлопродукции диаметром или толщиной свыше 100 мм на перекованной (перекатанной) пробе размером сечения от 90 до 100 мм включительно нормы механических свойств должны соответствовать указанным в настоящей таблице.
к содержанию ↑

Предел выносливости при n=10

Термообработкаσ-1, МПаτ-1, МПа
Закалка с 820 °С в масле; отпуск при 200 °С; σв = 960 МПа382
Закалка с 820 °С в масле; отпуск при 500 °С; σв = 730 МПа338225
Закалка с 800 °С в масле; отпуск при 500 °С;σв = 940 МПа421

Ударная вязкость прутков KCU

Сечение заготовки, ммТермообработкаKCU, Дж/см2 при температуре, °С
+20-20-40-50(-60)
10Закалка с 850 °С в масле; отпуск при 200 °С868564
30Закалка с 880 °С в масле; отпуск при 560 °С1676964
50То же1678373
8016769
100Нормализация при 860°С, охл. на воздухе Закалка с 810°С в масле; отпуск при 600°С196122100(86)
220Закалка с 880°С в масле; отпуск при 630°С16711878
к содержанию ↑

Технологические свойства

  • Температура ковки, °С: начала 1220, конца 800. Заготовка сечением до 100 мм охлаждается на воздухе, сечения 101-300 мм — в яме.
  • Свариваемость — ограниченно свариваемая. Способы сварки: РДС, АДС под флюсом.
  • Обрабатываемость резанием — Kv б.ст. = 0,95 в горячекатаном состоянии при НВ 177 и σв=610 МПа.
  • Склонность к отпускной хрупкости — склонна.
  • Флокеночувствительность — чувствительна.
к содержанию ↑

Прокаливаемость (ГОСТ 4543-71)

Полоса прокаливаемости стали 20ХНЗА после нормализации при 850 °С и закалки с 830 °С приведена на рисунке.

к содержанию ↑

Критический диаметр d

Количество мартенсита, %Критическая твердость HRCэd, мм, после закалки
в водев масле
5032-3770-9644-62
9039-4442-6420-38

Плотность ρ

п кг/см3 при температуре испытаний, °С
Сталь20100200300400500600700800900
20ХН3А7850783077607660

Коэффициент линейного расширения

α*106, К-1
Марка сталиα*106, К-1 при температуре испытаний, °С
20-10020-20020-30020-40020-50020-60020-70020-800
20ХН3А11,511,712,012,612,813,213,611,2

Удельная теплоемкость

c, Дж/(кг*К)
Марка сталиc, Дж/(кг*К), при температуре испытаний, °С
20-10020-20020-30020-40020-50020-60020-70020-80020-90020-1000
20ХН3А494507523536565586624703

Коэффициент теплопроводности λ Вт/(м*К)

Марка Сталиλ Вт/(м*К), при температуре испытаний, °С
20100200300400500600700800900
20ХН3А363534333331313028

Удельное электросопротивление ρ нОм*м

марка сталиρ нОм*м, при температуре испытаний, °С
20100200300400500600700800900
20ХН3А270300350450550650

Модуль Юнга (нормальной упругости) Е, ГПа

Марка СталиПри температуре испытаний, °С
20100200300400500600700800900
20ХН3А212204194188169169153138132

Модуль упругости при сдвиге на кручение G, ГПа

Марка сталиПри температуре испытаний, °С
20100200300400500600700800900
20ХН3А838076706866595351

Cталь 20ХН3А физические и механические свойства, химический состав. Круг ст 20ХН3А. Шестигранник ст 20ХН3А

Справочная информация

Характеристика материала сталь 20ХН3А
Марка стали сталь 20ХН3А
Заменитель стали сталь 20ХГНР, сталь 20ХНГ, сталь 38ХА,
сталь 15Х2ГН2ТА, сталь 20ХГР
Классификация стали Сталь конструкционная легированная ГОСТ 4543-2016
ГП «Стальмаш» поставляет сталь 20ХН3А в виде:
круг ст 20ХН3А ГОСТ 2590-2005 круг (пруток) стальной горячекатаный диаметр 10мм — 290мм
круг ст 20ХН3А ГОСТ 7417-75 круг (пруток) стальной калиброванный диаметр 10мм — 80мм
шестигранник ст 20ХН3А ГОСТ 2879-2006 шестигранник горячекатаный размер 11мм — 75мм
шестигранник ст 20ХН3А ГОСТ 8560-78 шестигранник калиброванный размер 10мм — 63мм
Применение ст 20ХН3А шестерни, валы, втулки, силовые шпильки, болты, муфты, червяки и другие цементуемые детали, к которым предъявляются требования высокой прочности, пластичности и вязкости сердцевины и высокой поверхностной твердости, работающие под действием ударных нагрузок и при отрицательных температурах.

Химический состав в % материала сталь 20ХН3А

C Si Mn Ni S P Cr Cu
0.17 — 0.240.17 — 0.370.3 — 0.62.75 — 3.15до 0.025до 0.0250.6 — 0.9до 0.3

Температура критических точек материала сталь 20ХН3А

Ac1 = 730 , Ac3(Acm) = 810 , Ar3(Arcm) = 700 , Ar1 = 615 , Mn = 340

Механические свойства при Т=20oС материала сталь 20ХН3А

СортаментРазмерНапр.sвsTd5y KCU Термообр.
мм МПа МПа % % кДж / м2
Пруток Ж 15930 73512551080Закалка и отпуск
Твердость материала сталь 20ХН3А после отжига , HB 10 -1 = 255 МПа

Физические свойства материала сталь 20ХН3А

TE 10— 5a 10 6lrCR 10 9
Град МПа 1/Град Вт/(м·град)кг/м3Дж/(кг·град) Ом·м
20 2.12 36 7850 270
100 2.04 11.5 35 7830 494 300
200 1.94 11.7 34 507 350
300 1.88 12 33 7760 523 450
400 1.69 12.6 33 536 550
500 1.69 12.8 31 565 650
600 1.53 13.2 31 7660 586
700 1.38 13.6 30 624
800 1.32 11.2 28 703
TE 10— 5a 10 6lrCR 10 9

Технологические свойства материала сталь 20ХН3А

Свариваемость:ограниченно свариваемая.
Флокеночувствительность:чувствительна.
Склонность к отпускной хрупкости:склонна.

Зарубежные аналоги материала сталь 20ХН3АВнимание! Указаны как точные, так и ближайшие аналоги.

ФранцияШвецияБолгарияПольша
AFNORSSBDSPN

Обозначения:

Механические свойства :
sв— Предел кратковременной прочности , [МПа]
sT— Предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), [МПа]
d5— Относительное удлинение при разрыве , [ % ]
y— Относительное сужение , [ % ]
KCU— Ударная вязкость , [ кДж / м2]
HB— Твердость по Бринеллю , [МПа]

Физические свойства :
T — Температура, при которой получены данные свойства , [Град]
E— Модуль упругости первого рода , [МПа]
a— Коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20o — T ) , [1/Град]
l— Коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала) , [Вт/(м·град)]
r— Плотность материала , [кг/м3]
C — Удельная теплоемкость материала (диапазон 20o — T ), [Дж/(кг·град)]
R — Удельное электросопротивление, [Ом·м]

Свариваемость :
без ограничений — сварка производится без подогрева и без последующей термообработки
ограниченно свариваемая— сварка возможна при подогреве до 100-120 град. и последующей термообработке
трудносвариваемая— для получения качественных сварных соединений требуются дополнительные операции: подогрев до 200-300 град. при сварке, термообработка после сварки — отжиг

Марочник стали и сплавов

Cталь 20ХГНР., механические свойства, химический состав. Круг ст 20ХГНР, круг ГОСТ 2590-2006, круг ГОСТ 7417-75

Справочная информация

Характеристика материала сталь 20ХГНР

Химический состав в % материала сталь 20ХГНР

C Si Mn Ni S P Cr Ti Cu B
0.16 — 0.230.17 — 0.370.7 — 10.8 — 1.1до   0.035до   0.0350.7 — 1.1до   0.06до   0.30.001 — 0.005

Температура критических точек материала сталь 20ХГНР

Ac1 = 740 ,      Ac3(Acm) = 830 ,       Ar3(Arcm) = 725 ,       Ar1 = 650 ,       Mn = 365

Механические свойства при Т=20oС материала сталь 20ХГНР

СортаментРазмерНапр.sвsTd5y KCU Термообр.
мм МПа МПа % % кДж / м2
Пруток Ж 25 1420 137014601080Нормализация 930oC, воздух, Закалка 840oC, масло, Отпуск 200oC, воздух,
Пруток Ж 50 1200 111012621470Нормализация 930oC, воздух, Закалка 840oC, масло, Отпуск 200oC, воздух,
    Твердость материала сталь 20ХГНР   после отжига ,       HB 10 -1 = 197   МПа

Технологические свойства материала сталь 20ХГНР

  Свариваемость:ограниченно свариваемая.
  Флокеночувствительность:чувствительна.
  Склонность к отпускной хрупкости:склонна.

Обозначения:

Механические свойства :
sв— Предел кратковременной прочности , [МПа]
sT— Предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), [МПа]
d5— Относительное удлинение при разрыве , [ % ]
y— Относительное сужение , [ % ]
KCU— Ударная вязкость , [ кДж / м2]
HB— Твердость по Бринеллю , [МПа]

Свариваемость :
без ограничений — сварка производится без подогрева и без последующей термообработки
ограниченно свариваемая— сварка возможна при подогреве до 100-120 град. и последующей термообработке
трудносвариваемая— для получения качественных сварных соединений требуются дополнительные операции: подогрев до 200-300 град. при сварке, термообработка после сварки — отжиг
Марочник стали и сплавов

Марка 20ХН3А. Сталь конструкционная легированная 20ХН3А | Ленстальинвест

  • 12Г2 для холодной штамповки, в том числе для вытяжки

  • 12Х2НВФА для изготовления тонколистового проката, применяемого в термически обработанном состоянии

  • 10Г2 Крепежные и другие детали, работающие при температуре от —70 °С под давлением.

  • 12Х2Н4А Зубчатые колеса, валы, ролики, поршневые пальцы и другие крупные особо ответственные цементуемые детали, к которым предъявляются требования высокой прочности, пластичности и вязкости сердцевины и поверхностной твердости, работающие под действием ударных нагрузок или при отрицательных температурах до -120 °С.

  • 10Х2М для изготовления неответственных деталей, изготавливаемых методом холодной штамповки и высадки- заготовок деталей для АЭС

  • 12Х2НВФМА для изготовления тонколистового проката, применяемого в термически обработанном состоянии

  • 12ХН2 Шестерни, валы, червяки, кулачковые муфты, поршневые пальцы и другие цементуемые детали, к которым предъявляются требования высокой прочности, пластичности и вязкости сердцевины и высокой поверхностной твердости, работающие под действием ударных нагрузок и при отрицательных температурах.

  • 12Х2НМФА для изготовления тонколистового проката, применяемого в термически обработанном состоянии

  • 12ХН Для изготовления зубчатых венцов, зубчатых колес, пальцев и других ответственных деталей, работающих в условиях ударных и знакопеременных нагрузок

  • 12ХН2А шестерни, валы, червяки, кулачковые муфты, поршневые пальцы и другие цементуемые детали, к которым предъявляются требования высокой прочности, пластичности и вязкости сердцевины и высокой поверхностной твердости, работающие под действием ударных нагрузок и при отрицательных температурах.

  • 14Х2ГМР тяжелонагруженные сварные детали и узлы.

  • 14Х2Н3МА в цементованном и улучшенном состоянии применяется для ответственных деталей, к которым предъявляются требования высокой прочности, вязкости и износостойкости, а также для деталей, подвергающихся высоким вибрационным и динамическим нагрузкам. Сталь может применяться при температуре от —70 до +450 °С.

  • 12ХН3А Шестерни, валы, червяки, кулачковые муфты, поршневые пальцы и другие цементуемые детали, к которым предъявляются требования высокой прочности, пластичности и вязкости сердцевины и высокой поверхностной твердости, работающие под действием ударных нагрузок или при отрицательных температурах до -100 °С.

  • 14ХГН Для изготовления крестовин кардана автомобилей

  • 15Г После улучшения — заклепки ответственного назначения- после цементации или цианирования — поршневые пальцы, фрикционные диски, пальцы рессор, кулачковые валики, болты, гайки, винты, шестерни, червяки и другие детали с высокой твердостью и износостойкостью поверхности- без термообработки — сварные подмоторные рамы, башмаки, косынки, штуцера, втулки.

  • 15Н2М (15НМ) Зубчатые венцы, зубчатые колеса, пальцы и другие ответственные детали, работающие в условиях ударных и знакопеременных нагрузок

  • 15ХА Втулки, пальцы, шестерни, валики, толкатели и другие цементуемые детали, к которым предъявляется требование высокой поверхностной твердости при невысокой прочности сердцевины, детали, работающие в условиях износа при трении.

  • 15Х втулки, пальцы, шестерни, валики, толкатели и другие цементуемые детали, к которым предъявляется требование высокой поверхностной твердости при невысокой прочности сердцевины, детали, работающие в условиях износа при трении.

  • 15ХГН2ТА (15ХГНТА) Зубчатые венцы, шатуны, зубчатые колеса и т.д.

  • 15ХГНМ для изготовления изделий методом холодного выдавливания и высадки и горячекатаного проката (подката, катанки) для изготовления калиброванного и со специальной отделкой поверхности проката и проволоки

  • 15ХФ Для некрупных деталей, подвергаемых цементации и закалке с низким отпуском (зубчатые колеса, поршневые пальцы, распределительные валики, плунжеры, копиры)

  • 16ХСН для изготовления деталей методом холодной высадки

  • 18Х2Н4ВА в цементованном и улучшенном состоянии применяется для ответственных деталей, к которым предъявляются требования высокой прочности, вязкости и износостойкости, а также для деталей, подвергающихся высоким вибрационным и динамическим нагрузкам. Сталь может применяться при температуре от —70 до +450 °С.

  • 18Х2Н4МА В цементованном и улучшенном состоянии применяется для ответственных деталей, к которым предъявляются требования высокой прочности, вязкости и износостойкости, а также для деталей, подвергающихся высоким вибрационным и динамическим нагрузкам. Сталь может применяться при температуре от —70 до +450 °С.

  • 16Г2 для холодной штамповки, в том числе для вытяжки

  • 18ХГТ Улучшаемые или цементуемые детали ответственного назначения, от которых требуется повышенная прочность и вязкость сердцевины, а также высокая поверхностная твердость, работающие под действием ударных нагрузок.

  • 18ХГ Для цементуемых деталей небольших сечений, работающих на трение

  • 19Х2НВФА для изготовления тонколистового проката, применяемого в термически обработанном состоянии

  • 19ХГН Для производства крестовин карданных валов автомобилей

  • 20Г2 для производства инструментальной оснастки повышенной износостойкости, работающей при умеренных и значительных давлениях без разогрева режущей кромки

  • 19Х2НМФА для изготовления тонколистового проката, применяемого в термически обработанном состоянии

  • 20Г После улучшения — заклепки ответственного назначения- после цементации или цианирования — поршневые пальцы, фрикционные диски, пальцы рессор, кулачковые валики, болты, гайки, шестерни, червяки и другие детали с высокой твердостью и износостойкостью поверхности. Без термообработки — сварные подмоторные рамы, башмаки, косынки.

  • 12Х2НМ1ФА для изготовления тонколистового проката, применяемого в термически обработанном состоянии

  • 20Н2М (20НМ) Зубчатые венцы, зубчатые колеса, пальцы и другие ответственные детали, работающие в условиях ударных и знакопеременных нагрузок

  • 20Х12Н12Г6 Для производства катанки и луженой проволоки, предназначенных для изготовления бандажей роторов электрических машин.

  • 20Х 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.

  • 20Х14 Для изготовления горячекатаной и холоднотянутой проволоки, предназначенной для механизированной электродуговой наплавки.

  • 20Х17Н3М Для изготовления горячекатаной и холоднотянутой проволоки, предназначенной для механизированной электродуговой наплавки.

  • 20Х2Н4А 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.

  • 20ХГНМ Для изготовления деталей, подвергающихся высоким вибрационным и динамическим нагрузкам.

  • 20ХГНТР крестовины кардана автомобилей

  • 20ХГР Зубчатые колеса, вал-шестерни, червяки, кулачковые муфты, валики, пальцы, втулки и другие улучшаемые или цементуемые детали, работающие в условиях ударных нагрузок.

  • 20ХГНР Зубчатые колеса, вал-шестерни, червяки, кулачковые муфты, валики, втулки и другие ответственные детали, работающие в условиях ударных нагрузок.

  • 20ХГСА Ходовые винты, оси, валы, червяки и другие детали, работающие в условиях износа и при знакопеременных нагрузках при температурах до 200 °С.

  • 20ХМ Для изготовления зубчатых колес коробок передач

  • 20ХН шестерни, втулки, пальцы, детали крепежа и другие детали, от которых требуется повышенная вязкость и умеренная прокаливаемость.

  • 20ХН2М (20ХНМ) Шестерни, полуоси, сателлиты, кулачки, шарниры и другие детали.

  • 20ХНР зубчатые колеса, валы-шестерни, червяки, кулачковые муфты, валики, пальцы, втулки и другие нагруженные крупные детали, работающие в условиях ударных нагрузок.

  • 20ХФ для некрупных деталей, подвергаемых цементации и закалке с низким отпуском (зубчатые колеса, поршневые пальцы, распределительные валики, плунжеры, копиры)

  • 21Х2НВФА для изготовления тонколистового проката, применяемого в термически обработанном состоянии

  • 20ХН4ФА Клапаны впуска, болты, шпильки и другие ответственные детали, работающие в коррозионной среде при повышенных температурах (300— 400 °С).

  • 21Х2НМФА для изготовления тонколистового проката, применяемого в термически обработанном состоянии

  • 23Х2НМФА для изготовления тонколистового проката, применяемого в термически обработанном состоянии

  • 23Х2НВФА для изготовления тонколистового проката, применяемого в термически обработанном состоянии

  • 25Г После улучшения — заклепки ответственного назначения- после цементации или цианирования — поршневые пальцы, фрикционные диски, пальцы рессор, кулачковые валики, болты, гайки, винты, шестерни, червяки и другие детали с высокой твердостью и износостойкостью поверхности- без термообработки — сварные подмоторные рамы, башмаки, косынки, штуцера, втулки.

  • 25Х2ГНТА балки, болты, оси, нагруженные внутренним давлением сосуды

  • 25Х2Н4ВА Крупногабаритные шатуны, муфты и другие детали большой вязкости и прокаливаемости

  • 25Х2Н4МА Крупногабаритные шатуны, муфты и другие детали большой вязкости и прокаливаемости

  • 25ХГМ зубчатые колеса коробки передач

  • 25ХГНМТ Для изготовления деталей приборов работающих на трение- деталей вспомогательных узлов машин и приспособлений.

  • 25ХГСА Ответственные сварные и штампованные детали, применяемые в улучшенном состоянии: ходовые винты, оси, валы, червяки, шатуны, коленчатые валы, штоки и другие детали.

  • 27ХГР Детали ответственного назначения: кулачки шарнира переднего ведущего моста, зубчатые колеса и др.

  • 25ХГТ Нагруженные зубчатые колеса и другие детали, твердость которых более НRСэ 59.

  • 30Г Улучшаемые детали, к которым предъявляются требования невысокой прочности: тяги, оси, цилиндры, диски, болты, гайки, винты и другие.

  • 30Г2 Коленчатые валы, полуоси, цапфы, рычаги сцепления, вилки переключения передач, фланцы

  • 30Х10Г10Т Для изготовления горячекатаной и холоднотянутой проволоки, предназначенной для механизированной электродуговой наплавки.

  • 30Х Крепежные детали для работы при температурах не выше 400 град.

  • 30Х3МФ Детали судовых дизелей и др. детали, которые должны обладать износостойкостью при высоких давлениях-сталь подвергается азотированию, теплоустойчива до 450 град.С

  • 30Х5 Для изготовления горячекатаной и холоднотянутой проволоки, предназначенной для механизированной электродуговой наплавки.

  • 30ХГСН2А (30ХГСНА) Шестерни, фланцы, кулачки, пальцы, валики, оси, шпильки и другие ответственные тяжелонагруженные детали.

  • 30ХГСНМА Для изготовления труб

  • 30ХГТ Улучшаемые и цементуемые детали, от которых требуется высокая прочность, вязкая сердцевина и высокая поверхностная твердость, работающие при больших скоростях и повышенных удельных давлениях под действием ударных нагрузок.

  • 30ХГСА Различные улучшаемые детали: валы, оси, зубчатые колеса, фланцы, корпуса обшивки, лопатки компрессорных машин, работающие при температуре до 200°С, рычаги, толкатели, ответственные сварные конструкции, работающие при знакопеременных нагрузках, крепежные детали, работающие при низких температурах.

  • 30ХН2ВА Для изготовления коленчатых валов, шатунов, ответственных болтов, шпилек, специального крепежа, дисков, звездочек и других ответственных деталей, работающих в сложных условиях нагружения при нормальных, пониженных и повышенных температурах.

  • 30ХН2ВФА Валы, цельнокованые роторы, диски, детали редукторов, болты, шпильки и другие ответственные детали турбин и компрессорных машин, работающие при повышенных температурах.

  • 30ХГС Различные улучшаемые детали: валы, оси, зубчатые колеса, тормозные ленты моторов, фланцы, корпуса обшивки, лопатки компрессорных машин, рычаги, толкатели, ответственные сварные конструкции, работающие при знакопеременных нагрузках, крепежные детали.

  • 30ХН2МА (30ХНМА) Коленчатые валы, шатуны, ответственные болты, шпильки, диски, звездочки и другие ответственные детали, работающие в сложных условиях нагружения при нормальных, пониженных и повышенных температурах

  • 30ХН2МФА Валы, цельнокованые роторы, диски, детали редукторов, болты, шпильки и другие ответственные детали турбин и компрессорных машин, работающие при повышенных температурах.

  • 30ХН3М2ФА диски паровых турбин.

  • 30ХРА Оси, валики, рычаги, болты, гайки и другие некрупные детали, а также зубчатые колеса, валы и нагруженные шпильки

  • 30ХН3А Венцы ведомых колес тяговых зубчатых передач электропоездов, шестерни и другие улучшаемые детали. Может применяться при температуре —80 °С (толщина стенки не более 100 мм).

  • 33ХС Улучшаемые детали пружинного типа сравнительно небольших сечений, от которых требуется высокая прочность, износостойкость и упругость.

  • 34ХН1М диски, вали, роторы турбин и компрессорных машин, вала экскаваторов, оси, муфты, шестерни, полумуфты, вал-шестерни, болты, сило-вые шпильки и другие особо ответственные высоконагруженные детали, к которым предьявляются высокие требования по механическим свойствам и работающие при температуре до 500 °С

  • 34ХН1МА валы, роторы, диски парових турбин, валы-шестерни, муфты, зубчатые колеса и другие особо ответственные тяжелонагруженные детали, работающие при температуре до 500 град.С

  • 34ХН3МА валы, роторы, диски парових турбин, валы-шестерни, муфты, зубчатые колеса и другие особо ответственные тяжелонагруженные детали, работающие при температуре до 500 град.С

  • 35Г Тяги, оси, серьги, траверсы, рычаги, муфты, валы, звездочки, цилиндры, диски, шпиндели, соединительные муфты паровых турбин, болты, гайки, винты и другие детали, к которым предъявляются требования невысокой прочности.

  • 34ХН3М крупные особо ответственные детали с высокими требованиями к механическим свойствам.

  • 35Г2 Валы, полуоси, цапфы, рычаги сцепления, вилки, фланцы, коленчатые валы, шатуны, болты, кольца, кожухи, шестерни и другие детали, применяемые в различных отраслях машиностроения, к которым предъявляются требования повышенной износостойкости.

  • 35ХГ2 для цементуемых деталей небольших сечений, работающих на трение

  • 35Х Оси, валы, шестерни, кольцевые рельсы и другие улучшаемые детали.

  • 35ХГН2

  • 35ХГСА Фланцы, кулачки, пальцы, валики, рычаги, оси, детали сварных конструкций и другие улучшаемые детали сложной конфигурации, работающие в условиях знакопеременных нагрузок.

  • 35ХГФ Валы, кулаки, звездочки, оси, рычаги, работающие в условиях трения и повышенных нагрузок в автотракторном и с/х машиностроении

  • 36Г2С для изготовления бесшовных бурильных труб и муфт к ним, применяемых при геологоразведочном колонковом бурении.

  • 36Х2Н2МФА (36ХН1МФА) Для крупных ответственных деталей-дисков, крепежных болтов и т. д.

  • 38Х2Н2ВА Валы, шатуны, болты, шпильки и другие крупные особо ответственные тяжелонагруженные детали сложной конфигурации, применяемые в улучшенном состоянии

  • 35ХН1М2ФА оси, диски, валы и другие особо ответственные крупные детали с высокими требованиями к механическим свойствам.

  • 38Х2Н2МА (38ХНМА) Валы, шатуны, болты, шпильки и другие крупные особо ответственные тяжелонагруженные детали сложной конфигурации, применяемые в улучшенном состоянии.

  • 38Х2Н3М ответственные детали контейнеров с высокими требованиями по механическим свойствам при повышенных температурах.

  • 38Х2НМФ ответственные детали тяжелого и транспортного машиностроения типа осей, валов и другие высоконагруженные детали, а также детали, используемые в условиях низких температур

  • 38Х2НМ ответственные детали тяжелого и транспортного машиностроения типа осей, валов и другие высоконагруженные детали, а также детали, используемые в условиях низких температур.

  • 38Х2Ю (38ХЮ) трущиеся детали приборов, детали вспомогательных узлов машин и приспособлений

  • 38ХВ Ответственные детали турбин и компрессоров

  • 38ХГМ Для изготовления зубчатых колес коробок передач

  • 38ХГН Детали экскаваторов, крепеж, валы, оси, зубчатые колеса, серьги и другие ответственные детали, к которым предъявляются требования повышенной прочности.

  • 38ХМ Ответственные детали турбин и компрессоров, работающие при температуре до 400 град.С

  • 38ХМА ответственные детали общего назначения в машиностроении.

  • 38ХГНМ для изготовления специального крепежа, валов, осей и других ответственных деталей горно-металлургического и нефтедобывающего оборудования, к которым предъявляются требования повышенной прочности.

  • 38ХН3МА Валы, оси, шестерни и другие крупные особо ответственные детали.

  • 38ХН3МФА Наиболее ответственные тяжелонагруженные детали, работающие при температурах до 400 °С.

  • 38ХА Червяки, зубчатые колеса, шестерни, валы, оси, ответственные болты и другие улучшаемые детали.

  • 38ХС Валы, шестерни, муфты, пальцы и другие улучшаемые летали небольших размеров, к которым предъявляются требования высокой прочности, упругости и износостойкости.

  • 40Г Оси, коленчатые валы, шестерни, штоки, бандажи, детали арматуры, шатуны, звездочки, распределительные валики, головки плунжеров и другие детали, к которым предъявляются требования повышенной прочности.

  • 40ГР Для изготовления после улучшения — заклепок ответственного назначения- после цементации или цианирования — поршневых пальцев, фрикционных дисков, пальцев рессор, кулачковых валиков, болтов, гаек, винтов, шестерней, червяков и других деталей с высокой твердостью и износостойкостью поверхности- без термообработки — сварных подмоторных рам, башмаков, косынок, штуцеров, втулок- звеньев гусениц тракторов.

  • 40Х Оси, валы, вал-шестерни, плунжеры, штоки, коленчатые и кулачковые валы, кольца, шпиндели, оправки, рейки, губчатые венцы, болты, полуоси, втулки и другие улучшаемые детали повышенной прочности.

  • 40Х2Г2М Для изготовления горячекатаной и холоднотянутой проволоки, предназначенной для механизированной электродуговой наплавки.

  • 40Г2 Оси, коленчатые валы, поршневые штоки, рычаги, распреде лительные валики, карданные валы, полуоси и другие детали.

  • 40Х2Н2ВА Крупные изделия: валы, диски, редукторные шестерни, а также крепежные детали

  • 40Х3Г2МФ Для изготовления горячекатаной и холоднотянутой проволоки, предназначенной для механизированной электродуговой наплавки.

  • 40ХГНМ деталей вспомогательных узлов машин и приспособлений- деталей шасси автомобилей

  • 40Х2Н2МА (40Х1НВА) Крупные изделия: валы, диски, редукторные шестерни, а также крепежные детали.

  • 40ХГТР Валы, кулаки, звездочки, оси, рычаги, работающие в условиях трения и повышенных нагрузок в автотракторном и с/х машиностроении

  • 38ХН3ВА Валы, оси, шестерни и другие крупные особо ответственные детали.

  • 40ХМФА Шлицевые валы, щтоки, шатуны, крепежные детали трубопроводов, работающие при температуре до 400 град.С

  • 40ХН Оси, валы, шатуны, зубчатые колеса, валы экскаваторов, муфты, валы-шестерни, шпиндели, болты, рычаги, штоки, цилиндры и другие ответственные нагруженные детали, подвергающиеся вибрационным и динами ческим нагрузкам, к которым предъявляются требования повышенной прочности и вязкости. Валки рельсобалочных и крупносортных станов для горячей прокатки металла.

  • 40ХСН2МА для высоконагруженных деталей, не имеющих значительных концентраторов напряжения и работающих при температуре от -70 до 250°C

  • 40ХН2МА (40ХНМА) Коленчатые валы, клапаны, шатуны, крышки шатунов, ответственные болты, шестерни, кулачковые муфты, диски и другие тяжелонагруженные детали. Валки для холодной прокатки металлов.

  • 40ХС Валы, шестерни, муфты, пальцы и другие улучшаемые детали небольших размеров, к которым предъявляются требования высокой прочности, упругости, износостойкости.

  • 40ХФА В улучшенном состоянии—шлицевые валы, штоки, установочные винты, траверсы, валы экскаваторов и другие детали, работающие при температуре до 400 °С- после закалки и низкого отпуска — червячные валы и другие детали повышенной износостойкости.

  • 45Г Коленчатые валы, шатуны, оси, карданные валы, тормозные рычаги, диски трения, зубчатые колеса, шлицевые и шестеренные валы, анкерные болты.

  • 45Г2 Валы-шестерни, коленчатые и карданные валы, полуоси, червяки, крышки шатунов, шатуны, звенья конвейерных цепей и другие крупногабаритные средненагруженные детали.

  • 45Х Валы, шестерни, оси, болты, шатуны и другие детали, к которым предъявляются требования повышенной твердости, износостойкости, прочности и работающие при незначительных ударных нагрузках.

  • 45Х4В3ГФ Для изготовления горячекатаной и холоднотянутой проволоки, предназначенной для механизированной электродуговой наплавки.

  • 45ХН2МФА (45ХНМФА) Торсионные валы, коробки передач и другие нагруженные детали, работающие при скручивающих повторно-переменных нагрузках и испытывающие динамические нагрузки.

  • 47ГТ Полуоси автомобилей.

  • 50Г Диски трения, валы, шестерни, шлицевые валы, шатуны, распределительные валики, втулки подшипников, кривошипы, шпиндели, ободы маховиков, коленвалы дизелей и газовых двигателей и другие детали, к которым предъявляются требования повышенной прочности и износостойкости.

  • 45ХН Коленчатые валы, шатуны, шестерни, шпиндели, муфты, болты и другие ответственные детали.

  • 50Г2 Шестерни, диски трения, шестеренные валы и другие детали, работающие на истирание.

  • 50Х3В10Ф Для изготовления горячекатаной и холоднотянутой проволоки, предназначенной для механизированной электродуговой наплавки.

  • 50Х Валы, шпиндели, установочные винты, крупные зубчатые колеса, редукторные валы, упорные кольца, валки горячей прокатки и другие улучшаемые детали, к которым предъявляются требования повышенной твердости, износостойкости, прочности и работающие при незначительных ударных нагрузках.

  • 50ХН Валки для горячей прокатки, валы-шестерни, зубчатые колеса, бандажи, коленчатые валы, шатуны, болты, выпускные клапаны и другие крупные ответственные детали.

  • Г13А Для изготовления горячекатаной и холоднотянутой проволоки, предназначенной для механизированной электродуговой наплавки.

  • 50Х6ФМС Для изготовления горячекатаной и холоднотянутой проволоки, предназначенной для механизированной электродуговой наплавки.

  • Х6Ф1 Для изготовления лемехов плугов

  • 50ХНМ Для изготовления горячекатаной и холоднотянутой проволоки, предназначенной для механизированной электродуговой наплавки.

  • Сталь конструкционная легированная 20ХН3А — характеристики, свойства, аналоги

    На данной страничке приведены технические, механические и остальные свойства, а также характеристики стали марки 20ХН3А.

    Классификация материала и применение марки 20ХН3А

    Марка: 20ХН3А
    Классификация материала: Сталь конструкционная легированная
    Применение: Шестерни, валы, втулки, силовые шпильки, болты, муфты, червяки и другие цементуемые детали, к которым предъявляются требования высокой прочности, пластичности и вязкости сердцевины и высокой поверхностной твердости, работающие под действием ударных нагрузок и при отрицательных температурах.

    Химический состав материала 20ХН3А в процентном соотношении


    CSiMnNi SPCrCu
    0.17 — 0.240.17 — 0.370.3 — 0.62.75 — 3.15до 0.025до 0.0250.6 — 0.9до 0.3

    Механические свойства 20ХН3А при температуре 20

    oС
    СортаментРазмерНапр.sвsTd5yKCUТермообр.
    ммМПаМПа%%кДж / м2
    Пруток, ГОСТ 4543-71 &Oslash- 1593073512551080Закалка и отпуск

    Технологические свойства 20ХН3А


    Свариваемость: ограниченно свариваемая.
    Флокеночувствительность: чувствительна.
    Склонность к отпускной хрупкости: склонна.

    Расшифровка обозначений, сокращений, параметров


    Механические свойства :
    sв— Предел кратковременной прочности , [МПа]
    sT— Предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), [МПа]
    d5— Относительное удлинение при разрыве , [ % ]
    y— Относительное сужение , [ % ]
    KCU— Ударная вязкость , [ кДж / м2]
    HB— Твердость по Бринеллю , [МПа]

    Физические свойства :
    T — Температура, при которой получены данные свойства , [Град]
    E— Модуль упругости первого рода , [МПа]
    a— Коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20o— T ) , [1/Град]
    l— Коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала) , [Вт/(м·град)]
    r— Плотность материала , [кг/м3]
    C— Удельная теплоемкость материала (диапазон 20o— T ), [Дж/(кг·град)]
    R— Удельное электросопротивление, [Ом·м]

    Свариваемость :
    без ограничений— сварка производится без подогрева и без последующей термообработки
    ограниченно свариваемая— сварка возможна при подогреве до 100-120 град. и последующей термообработке
    трудносвариваемая— для получения качественных сварных соединений требуются дополнительные операции: подогрев до 200-300 град. при сварке, термообработка после сварки — отжиг

    Другие марки из этой категории:

    Обращаем ваше внимание на то, что данная информация о марке 20ХН3А, приведена в ознакомительных целях. Параметры, свойства и состав реального материала марки 20ХН3А могут отличаться от значений, приведённых на данной странице. Более подробную информацию о марке 20ХН3А можно уточнить на информационном ресурсе Марочник стали и сплавов. Информацию о наличии, сроках поставки и стоимости материалов Вы можете уточнить у наших менеджеров. При обнаружении неточностей в описании материалов или найденных ошибках просим сообщать администраторам сайта, через форму обратной связи. Заранее спасибо за сотрудничество!

    Сталь 20ХН3А / Auremo

    Обозначения

    НазваниеЗначение
    Обозначение ГОСТ кириллица20ХН3А
    Обозначение ГОСТ латиница20Xh4A
    Транслит20HN3A
    По химическим элементам20CrН3

    Описание

    Сталь 20ХН3А применяется: для производства шестерней, валов, втулок, силовых шпилек, болтов, гаек, червяков, муфт и других цементируемых деталей, к которым предъявляются требования высокой прочности, пластичности и вязкости сердцевины и высокой поверхностной твёрдости, работающих под действием ударных нагрузок и при отрицательных температурах; деталей трубопроводной арматуры; лап и шарошек буровых долот всех типоразмеров с продувкой воздухом, а также долот от 151 мм и менее, бурголовок методом горячей обработки давлением.

    Примечание

    Сталь конструкционная высококачественная хромоникелевая.

    Стандарты

    НазваниеКодСтандарты
    Листы и полосыВ23ГОСТ 103-2006
    Сортовой и фасонный прокатВ32ГОСТ 1051-73, ГОСТ 4543-71, ГОСТ 7417-75, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78, ГОСТ 14955-77, TУ 14-1-5414-2001, TУ 3-850-80, TУ 14-1-2118-77, TУ 14-1-2765-79, TУ 14-1-4612-89, TУ 14-1-950-74, TУ 14-11-245-88, TУ 14-1-5228-93, TУ 14-136-367-2008
    Сортовой и фасонный прокатВ22ГОСТ 1133-71, ГОСТ 8319.0-75, ГОСТ 2590-2006, ГОСТ 2591-2006, ГОСТ 2879-2006
    Обработка металлов давлением. ПоковкиВ03ГОСТ 8479-70, СТ ЦКБА 010-2004
    Болванки. Заготовки. СлябыВ21ОСТ 14-13-75
    Болванки. Заготовки. СлябыВ31ОСТ 3-1686-90, TУ 14-1-4944-90, TУ 1-92-156-90
    Термическая и термохимическая обработка металловВ04СТ ЦКБА 026-2005

    Химический состав

    СтандартCSPMnCrSiNiFeCuVTiMoWO
    TУ 3-850-800.17-0.22≤0.015≤0.020.35-0.650.6-0.90.17-0.372.75-3.15Остаток≤0.3
    TУ 14-1-950-740.17-0.24≤0.025≤0.0250.3-0.60.6-0.90.17-0.372.75-3.15Остаток≤0.25≤0.05≤0.03≤0.15≤0.2
    TУ 14-1-2765-790.17-0.24≤0.025≤0.0250.3-0.60.6-0.90.17-0.372.75-3.15Остаток≤0.25≤0.1≤0.03≤0.15≤0.2
    ГОСТ 4543-710.17-0.24≤0.025≤0.0250.3-0.60.6-0.90.17-0.372.75-3.15Остаток≤0.3≤0.05≤0.03≤0.15≤0.2
    TУ 14-1-4612-890.17-0.22≤0.015≤0.020.3-0.60.6-0.90.17-0.372.75-3.15Остаток≤0.25≤0.006

    Fe — основа.
    По ГОСТ 4543-71 регламентировано содержание в особовысококачественной стали: P≤0,025%; S≤0,015%; Сu≤0,25%.
    По ТУ 14-1-2765-79 химический состав приведен для стали марки 20ХН3А-Ш.
    По ТУ 14-1-950-86 химический состав приведен для стали марки 20ХН3А.
    ТУ 14-1-4612-89 химический состав приведен для стали марки 20ХН3А-Ш. Допускаемые отклонения по химическому составу в готовом прокате и массовая доля остаточных вольфрама, молибдена, титана и ванадия — по ГОСТ 4543.
    По ТУ 3-850-80 химический состав приведен для стали марки 20ХН3А. Наличие в стали остаточных титана до 0,030 %, вольфрама до 0,20 %, молибдена до 0,15 % и ванадия до 0,050 % не является браковочным признаком.

    Механические характеристики

    Сечение, ммt отпуска, °CsТ|s0,2, МПаσB, МПаd5, %y, %кДж/м2, кДж/м2Твёрдость по Бринеллю, МПаHRC
    Поковки. Закалка + Отпуск
    ≤100≥590≥735≥14≥45≥590235-277
    ≤100≥685≥835≥13≥42≥590262-311
    Заготовки деталей трубопроводной арматуры. Закалка в масло от 820-840 °C (выдержка 2,5-4,5 часа в зависимости от толщины и массы заготовки) с последующим отпуском в масле или на воздухе
    ≤50500-580675-785≥835≥12≥55≥800248-293
    Сортовой прокат. Закалка в масло с 850 °С + Отпуск при 200 °С, охлаждение на воздухе
    ≤5≥1220≥1420≥12≥55≥86044
    Сортовой прокат. Нормализация при 860 °С, охлаждение на воздухе + Закалка в масло с 810 °С + Отпуск
    200≥1270≥1510≥15≥60≥730≥43
    Заготовки деталей трубопроводной арматуры. Закалка в масло от 820-840 °C (выдержка 2,5-4,5 часа в зависимости от толщины и массы заготовки) с последующим отпуском в масле или на воздухе
    50-80500-580≥640≥785≥10≥42≥800262-311
    Сортовой прокат. Закалка в масло с 850 °С + Отпуск при 200 °С, охлаждение на воздухе
    16-20≥1080≥1270≥13≥65≥89044
    Сортовой прокат. Нормализация при 860 °С, охлаждение на воздухе + Закалка в масло с 810 °С + Отпуск
    300≥1260≥1370≥12≥62≥540≥42
    Прутки горячекатаные в состоянии поставки по ТУ 14-1-4612-89. 1-я закалка в масло с 880-900 °C + 2-я закалка в масло с 800-820 °C + Отпуск при 170-220 °C, охлаждение на воздухе (образцы продольные)
    25≥885≥980≥8≥40≥880≤269
    Сортовой прокат. Закалка в масло с 850 °С + Отпуск при 200 °С, охлаждение на воздухе
    6-15≥1180≥1370≥13≥65≥76044
    Сортовой прокат. Нормализация при 860 °С, охлаждение на воздухе + Закалка в масло с 810 °С + Отпуск
    400≥1180≥1260≥13≥64≥590≥39
    Прутки горячекатаные в состоянии поставки по ТУ 3-850-80. 1-я закалка в масло с 890±15 °C + 2-я закалка в масло с 775±15 °C + Отпуск при 170-220 °C, охлаждение на воздухе (образцы продольные)
    ≥882≥980≥8≥40≥784
    Сортовой прокат. Закалка в масло с 880 °С + Отпуск при 600 °С, охлаждение на воздухе
    20-30≥700≥800≥20≥70
    Сортовой прокат. Нормализация при 860 °С, охлаждение на воздухе + Закалка в масло с 810 °С + Отпуск
    500≥960≥1000≥19≥66≥830≥32
    Прутки и полосы г/к и кованые. Закалка в масло или теплую воду с 820-840 °С + Отпуск при 400-500 °С, охлаждение в воде или масле
    ≥835≥980≥10≥55≥981294-341
    Сортовой прокат. Закалка в масло с 880 °С + Отпуск при 600 °С, охлаждение на воздухе
    30-50≥610≥730≥19≥71
    Сортовой прокат. Нормализация при 860 °С, охлаждение на воздухе + Закалка в масло с 810 °С + Отпуск
    600≥720≥780≥24≥73≥22
    Сортовой прокат. Цементация при 920-950 °С + Нормализация при 870-890 °С, охлаждение на воздухе + Отпуск при 630-660 °С, охлаждение на воздух + Закалка в масло с 790-810 °С + Отпуск при 180-200 °С, охлаждение на воздухе
    50-100≥690≥830≥11≥50≥690≥24059-63
    Сортовой прокат. Закалка в масло с 880 °С + Отпуск при 600 °С, охлаждение на воздухе
    50-80≥580≥700≥23≥68
    100-220≥570≥690≥23≥67
    100-220≥510≥660≥14≥51

    Описание механических обозначений

    НазваниеОписание
    СечениеСечение
    sТ|s0,2Предел текучести или предел пропорциональности с допуском на остаточную деформацию — 0,2%
    σBПредел кратковременной прочности
    d5Относительное удлинение после разрыва
    yОтносительное сужение
    кДж/м2Ударная вязкость
    HRCТвёрдость по Роквеллу (индентор алмазный, сфероконический)

    Физические характеристики

    ТемператураЕ, ГПаG, ГПаr, кг/м3l, Вт/(м · °С)R, НОм · мa, 10-6 1/°СС, Дж/(кг · °С)
    2021283785036270
    10020480783035300115494
    2001947634350117507
    3001887077603345012523
    4001696833550126536
    5001696631650128565
    60015359766031132586
    7001385330136624
    8001325128136624
    1000112703

    Описание физических обозначений

    НазваниеОписание
    ЕМодуль нормальной упругости
    GМодуль упругости при сдвиге кручением
    rПлотность
    lКоэффициент теплопроводности
    RУд. электросопротивление

    Технологические свойства

    НазваниеЗначение
    СвариваемостьОграниченно свариваемая. РДС, АДС под флюсом.
    Склонность к отпускной хрупкостиСклонна.
    Температура ковкиНачала — 1220 °С, конца — 800 °С. Сечения до 100 мм охлаждаются на воздухе, 101-300 мм — в яме.
    ФлокеночувствительностьЧувствительна.
    Обрабатываемость резаньемВ горячекатаном состоянии при НВ 177,sВ=610 МПа Kn б.ст.=0,95.
    Макроструктура и загрязненностьМакроструктура стали готовых прутков по ТУ 3-850-80 проверяется на изломах и протравленных темплетах, должна удовлетворять требованиям ГОСТ 4543 и не должна иметь усадочной раковины, рыхлости, пузырей, трещин, расслоений, шлаковых включений и флокенов. При обнаружении флокенов сталь бракуется. Оценка макроструктуры на протравленных темплетах производится по шкалам ГОСТ 10243. Допускаются: центральная пористость; точечная неоднородность; ликвационный квадрат, общая, краевая и подусадочная ликвация не более балла 2; послойная кристаллизация и светлый контур не более балла 3. Не допускаются подкорковые пузыри и межкристаллитные трещины. Сталь контролируется на загрязненность неметаллическими включениями, содержание которых определяется по ГОСТ 1778 на 6-ти образцах и не должно превышать содержание в баллах (средний/максимальный): — Точечные ОТ — 2,0/4,0; — Строчечные ОС — 3,0/4,0; — Хрупкие СХ — 3,5/4,0; — Пластичные СП — 2,5/4,0; — Недеформирующиеся СН — 2,5/4,0; — Сульфиды С — 2,5/4,0; Нитриды Н — 1,5/2,5.
    МикроструктураВеличина аустенитного зерна должна быть не крупнее номера 5 по ГОСТ 5639.
    Особенности производства изделийПрутки горячекатаные по ТУ 3-850-80 поставляются в термически обработанном состоянии (отожженном или высокоотпущенном) с твердостью не более 269 НВ (диаметр отпечатка не менее 3,7 мм). Прокаливаемость стали (после нормализации при 920±10 °С или закалки с 890±10 °С) — Твердость HRС должна быть на расстоянии 4,5 мм от торца 37÷43, а на расстоянии 30 мм от торца — 24÷34.

    Характеристика ст. 20ХН3А, ГОСТ 4543-71, ГОСТ 2590-2006

     

     383878998

     Владимир

     

    +7 (343) 380-20-60

    +7 (343) 380-22-18

    +7 (343) 380-22-16

     

     

    Общая характеристика стали марки 20ХН3А


    Высококачественная легированная конструкционная марка 20ХН3А принадлежит группе хромоникелевых сталей. По виду обработки – кованая. Так как эта марка обладает высокими механическими свойствами, спрос на нее весьма увеличился .

    20ХН3А имеет низкий порог хладноломкости, обладает флокеночувствительностью, имеет склонность к отпускной хрупкости. Основными легирующими элементами ее являются хром и никель. Хром повышает износостойкость и твердость20ХН3А, никель же повышает прочность и текучесть . Оба этих элемента увеличивают глубину прокаливаемости 20ХН3А.

    Марка : 20ХН3А
    Классификация : Сталь конструкционная легированная
    Заменитель: 20ХГНР, 20ХНГ, 38ХА, 15Х2ГН2ТА, 20ХГР
    ГОСТы:ГОСТ 8479-70, ГОСТ 1133-71, ГОСТ 8319.0-75, ГОСТ 2590-2006, ГОСТ 2591-2006, ГОСТ 2879-2006, ГОСТ 103-2006, ГОСТ 1051-73, ГОСТ 4543-71, ГОСТ 7417-75, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78, ГОСТ 14955-77
    Применение: шестерни, валы, втулки, силовые шпильки, болты, муфты, червяки и другие цементуемые детали, к которым предъявляются требования высокой прочности, пластичности и вязкости сердцевины и высокой поверхностной твердости, работающие под действием ударных нагрузок и при отрицательных температурах.

    Здесь можно почитать подробнее о применении 20ХН3А >>

     

     

     

     

    Химический состав в % материала 20ХН3А

    C Si Mn NiSPCrCu
    0.17 — 0.240.17 — 0.370.3 — 0.62.75 — 3.15до   0.025до   0.0250.6 — 0.9до   0.3


    Температура критических точек материала 20ХН3А.

    Ac1 = 730 ,      Ac3(Acm) = 810 ,       Ar3(Arcm) = 700 ,       Ar1 = 615 ,       Mn = 340


    Механические свойства при Т=20oС материала 20ХН3А .

    СортаментРазмерНапр.sвsTd5yKCU Термообр.
    мм МПа МПа % % кДж / м2
    ПрутокЖ 15 930 73512551080Закалка и отпуск

     

        Твердость материала   20ХН3А   после отжига ,       HB 10 -1 = 255   МПа


    Физические свойства материала 20ХН3А .

    TE 10— 5a 10 6lrCR 10 9
    Град МПа 1/Град Вт/(м·град)кг/м3Дж/(кг·град)Ом·м
    20 2.12   36 7850   270
    100 2.04 11.5 35 7830 494 300
    200 1.94 11.7 34   507 350
    300 1.88 12 33 7760 523 450
    400 1.69 12.6 33   536 550
    500 1.69 12.8 31   565 650
    600 1.53 13.2 31 7660 586  
    700 1.38 13.6 30   624  
    800 1.32 11.2 28   703  
    TE 10— 5a 10 6lrCR 10 9


    Технологические свойства материала 20ХН3А .

      Свариваемость:ограниченно свариваемая.
      Флокеночувствительность:чувствительна.
      Склонность к отпускной хрупкости:склонна.

    Остатки металла сталь 20ХН3А на декабрь-январь 2021-2022г.

    Наименованиемаркаразмеростатокцена
    Круг20ХН3А100мм13,835175000
    Круг20ХН3А105мм7,805175000
    Квадрат20ХН3А110мм1,848190000
    Круг20ХН3А110мм11,389175000
    Круг20ХН3А115мм7,022175000
    Круг20ХН3А120мм7,49175000
    Круг20ХН3А125мм8,924175000
    Круг20ХН3А130мм19,6175000
    Круг20ХН3А140мм8,685175000
    Круг20ХН3А14мм0,295175000
    Поковка круглая20ХН3А150×5740мм0,797190000
    Квадрат20ХН3А150мм0,24175000
    Круг20ХН3А16мм2,729175000
    Поковка круглая20ХН3А170×2070мм0,369190000
    Квадрат20ХН3А170мм0,33175000
    Круг20ХН3А170мм12,798175000
    Круг20ХН3А180мм5,574175000
    Круг20ХН3А18мм0,268175000
    Круг20ХН3А190мм5,44175000
    Поковка круглая20ХН3А200×320мм1190000
    Круг20ХН3А200мм9,447175000
    Поковка круглая20ХН3А210×3140мм0,984190000
    Круг20ХН3А210мм4,036175000
    Круг20ХН3А220мм5,352175000
    Круг20ХН3А22мм16,566175000
    Круг20ХН3А245мм0,572175000
    Круг20ХН3А24мм4,011175000
    Круг20ХН3А250мм5,476175000
    Круг20ХН3А25мм4,75175000
    Круг20ХН3А270мм0,929175000
    Круг20ХН3А280мм5,642175000
    Поковка круглая20ХН3А285мм0,597190000
    Круг20ХН3А290мм1,369175000
    Поковка круглая20ХН3А290мм0,918190000
    Поковка круглая20ХН3А300мм0,74190000
    Круг20ХН3А30мм1,458175000
    Круг20ХН3А310мм5,378175000
    Круг20ХН3А320мм4,668175000
    Круг20ХН3А330мм5,242175000
    Поковка круглая20ХН3А330мм1,84190000
    Круг20ХН3А340мм5,044175000
    Поковка круглая20ХН3А350мм1,31280000
    Круг20ХН3А38мм0,714175000
    Поковка круглая20ХН3А400мм2,27280000
    Круг20ХН3А40мм8,848175000
    Поковка круглая20ХН3А450мм0,29280000
    Круг20ХН3А52мм3,922175000
    Круг20ХН3А54мм4,621175000
    Круг20ХН3А56мм0,336175000
    Полоса20ХН3А60×400мм0,386215000
    Круг20ХН3А60мм0,25175000
    Круг20ХН3А65мм2,054175000
    Круг20ХН3А70мм5,04175000
    Круг20ХН3А75мм1,066175000
    Круг20ХН3А85мм0,218175000
    Круг20ХН3А90мм6,322175000

    Сталь 20ХН3А / Ауремо

    Обозначение

    Имя Значение
    Обозначение ГОСТ Кириллица 20ХН3А
    Обозначение ГОСТ Латинская 20Х4А
    Транслитерация 20ХН3А
    Химические элементы 20CrН3

    Описание

    Сталь 20ХН3А применяется : для производства шестерен, валов, втулок, шпилек силовых, болтов, гаек, червяков, муфт и других цементируемых деталей, к которым предъявляются требования высокой прочности, пластичности и ударной вязкости сердечника и высокой поверхности твердость, работающая при ударных нагрузках и при низких температурах; детали трубопроводной арматуры; лапы и долота резцовые всех типоразмеров с продувкой воздухом, а также долота от 151 мм и менее, боргоновые методом горячей штамповки.

    Примечание

    Сталь конструкционная высококачественная нержавеющая.

    Стандарты

    Имя Код Стандарты
    Листы и полосы В23 ГОСТ 103-2006
    Прокат сортовой и фасонный В32 ГОСТ 1051-73, ГОСТ 4543-71, ГОСТ 7417-75, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78, ГОСТ 14955-77, ТУ 14-1-5414-2001, ТУ 3-850-80, ТУ 14- 1-2118-77, ТУ 14-1-2765-79, ТУ 14-1-4612-89, ТУ 14-1-950-74, ТУ 14-11-245-88, ТУ 14-1-5228-93 , ТУ 14-136-367-2008
    Прокат сортовой и фасонный В22 ГОСТ 1133-71, ГОСТ 8319.0-75, ГОСТ 2590-2006, ГОСТ 2591-2006, ГОСТ 2879-2006
    Обработка металлов давлением. Поковки В03 ГОСТ 8479-70, СТ ЦКБА 010-2004
    Быки. Бланки. Плиты В21 ОСТ 14-13-75
    Быки. Бланки. Плиты В31 ОСТ 3-1686-90, ТУ 14-1-4944-90, ТУ 1-92-156-90
    Термическая и термохимическая обработка металлов В04 СТ ЦКБА 026-2005

    Химический состав

    Стандарт С С Р Мн Кр Си Ni Фе Медь В Ти Пн Вт О
    ТУ 3-850-80 0.17-0,22 ≤0,015 ≤0,02 0,35-0,65 0,6-0,9 0,17-0,37 2,75-3,15 Остальные ≤0,3
    ТУ 14-1-950-74 0,17-0,24 ≤0,025 ≤0,025 0,3-0,6 0,6-0,9 0,17-0,37 2,75-3,15 Остальные ≤0.25 ≤0,05 ≤0,03 ≤0,15 ≤0,2
    ТУ 14-1-2765-79 0,17-0,24 ≤0,025 ≤0,025 0,3-0,6 0,6-0,9 0,17-0,37 2,75-3,15 Остальные ≤0,25 ≤0,1 ≤0,03 ≤0,15 ≤0,2
    ГОСТ 4543-71 0.17-0,24 ≤0,025 ≤0,025 0,3-0,6 0,6-0,9 0,17-0,37 2,75-3,15 Остальные ≤0,3 ≤0,05 ≤0,03 ≤0,15 ≤0,2
    ТУ 14-1-4612-89 0,17-0,22 ≤0,015 ≤0,02 0,3-0,6 0,6-0,9 0,17-0,37 2,75-3,15 Остальные ≤0.25 ≤0,006

    Fe – основа.
    ГОСТ 4543-71 регламентирует содержание сортовой стали: Р≤0,025%; S≤0,015%; Сu≤0,25%.
    По ТУ 14-1-2765-79 химический состав приведен для стали марки 20ХН3А-Ш.
    По ТУ 14-1-950-86 химический состав приведен для стали марки 20ХН3А. Химический состав
    ТУ 14-1-4612-89 приведен для стали марки 20ХН3А-Ш.Допускаемые отклонения по химическому составу в готовом прокате и массовой доле остаточного вольфрама, молибдена, титана и ванадия — по ГОСТ 4543.
    По ТУ 3-850-80 химический состав приведен для стали марки 20ХН3А. Наличие в стали остаточного титана до 0,030%, вольфрама до 0,20%, молибдена до 0,15% и ванадия до 0,050% дефектом не является.

    Механические характеристики

    Сечение, мм t отпускания, °С с Т 0,2 , МПа σ B , МПа д 5 , % г, % кДж/м 2 , кДж/м 2 Число твердости по Бринеллю, МПа HRc
    Поковки.Закалка + Отпуск
    ≤100 ≥590 ≥735 ≥14 ≥45 ≥590 235-277
    ≤100 ≥685 ≥835 ≥13 ≥42 ≥590 262-311
    Заготовки фитингов. Закалка в масло с 820-840°С (выдержка 2.5-4,5 часа в зависимости от толщины и веса заготовки) с последующим отпуском в масле или на воздухе
    ≤50 500-580 675-785 ≥835 ≥12 ≥55 ≥800 248-293
    Прокат стальной. Закалка в масло от 850 °С + Отпуск при 200 °С, охлаждение на воздухе
    ≤5 ≥1220 ≥1420 ≥12 ≥55 ≥860 44
    Стальной прокат.Нормализация при 860 °С, охлаждение на воздухе + Закалка в масло от 810 °С до + Отпуск
    200 ≥1270 ≥1510 ≥15 ≥60 ≥730 ≥43
    Заготовки трубной арматуры. Закалка в масло с 820-840 °С (выдержка 2,5-4,5 часа в зависимости от толщины и массы заготовки) с последующим отпуском в масле или на воздухе
    50-80 500-580 ≥640 ≥785 ≥10 ≥42 ≥800 262-311
    Прокат стальной.Закалка в масло от 850 °С + Отпуск при 200 °С, охлаждение на воздухе
    16-20 ≥1080 ≥1270 ≥13 ≥65 ≥890 44
    Стальной прокат. Нормализация при 860 °С, охлаждение на воздухе + Закалка в масло от 810 °С до + Отпуск
    300 ≥1260 ≥1370 ≥12 ≥62 ≥540 ≥42
    Прутки горячекатаные в состоянии поставки по др. 14-1-4612-89.1-закалка в масло с 880-900 °С + 2 закалка в масло с 800-820 °С + отпуск при 170-220 °С, охлаждение на воздухе (продольные образцы)
    25 ≥885 ≥980 ≥8 ≥40 ≥880 ≤269
    Прокат стальной. Закалка в масло от 850 °С + Отпуск при 200 °С, охлаждение на воздухе
    6-15 ≥1180 ≥1370 ≥13 ≥65 ≥760 44
    Стальной прокат.Нормализация при 860 °С, охлаждение на воздухе + Закалка в масло от 810 °С до + Отпуск
    400 ≥1180 ≥1260 ≥13 ≥64 ≥590 ≥39
    Прутки горячекатаные, поставляемые по другим 3-850-80. 1-закалка в масло с 890±15 °С + 2 закалка в масло с 775±15 °С + отпуск при 170-220 °С, охлаждение на воздухе (продольные образцы)
    ≥882 ≥980 ≥8 ≥40 ≥784
    Прокат стальной.Закалка в масло при 880 °С до + Отпуск при 600 °С, охлаждение на воздухе
    20-30 ≥700 ≥800 ≥20 ≥70
    Прокат стальной. Нормализация при 860 °С, охлаждение на воздухе + Закалка в масло от 810 °С до + Отпуск
    500 ≥960 ≥1000 ≥19 ≥66 ≥830 ≥32
    Прутки и полосы горячекатаные и кованые.Закалка в масло или теплую воду с 820-840 °С + Отпуск при 400-500 °С, охлаждение в воду или масло
    ≥835 ≥980 ≥10 ≥55 ≥981 294-341
    Прокат стальной. Закалка в масло при 880 °С до + Отпуск при 600 °С, охлаждение на воздухе
    30-50 ≥610 ≥730 ≥19 ≥71
    Прокат стальной.Нормализация при 860 °С, охлаждение на воздухе + Закалка в масло от 810 °С до + Отпуск
    600 ≥720 ≥780 ≥24 ≥73 ≥22
    Стальной прокат. Цементация при 920-950 °С + Нормализация при 870-890 °С, охлаждение на воздухе + Отпуск при 630-660 °С, охлаждение на воздухе и Закалка в масло с 790-810 °С + Отпуск при 180-200 °С, охлаждение на воздухе охлаждение
    50-100 ≥690 ≥830 ≥11 ≥50 ≥690 ≥240 59-63
    Стальной прокат.Закалка в масло при 880 °С до + Отпуск при 600 °С, охлаждение на воздухе
    50-80 ≥580 ≥700 ≥23 ≥68
    100-220 ≥570 ≥690 ≥23 ≥67
    100-220 ≥510 ≥660 ≥14 ≥51

    Описание механических меток

    Имя Описание
    Секция Секция
    с Т | с 0,2 Предел текучести или предел пропорциональности с допуском на остаточную деформацию 0.2%
    σ В Предел кратковременной прочности
    д 5 Удлинение после разрыва
    у Относительное сужение
    кДж/м 2 Прочность
    HRC Твердость по Роквеллу (индентор алмазный сфероконический)

    Физические характеристики

    Температура Е, ГПа Г, ГПа р, кг/м3 л, Вт/(м · °С) Р, НОМ · м а, 10-6 1/°С С, Дж/(кг·°С)
    20 212 83 7850 36 270
    100 204 80 7830 35 300 115 494
    200 194 76 34 350 117 507
    300 188 70 7760 33 450 12 523
    400 169 68 33 550 126 536
    500 169 66 31 650 128 565
    600 153 59 7660 31 132 586
    700 138 53 30 136 624
    800 132 51 28 136 624
    1000 112 703

    Технологические свойства

    Прутки
    Имя Значение
    Свариваемость Ограниченная свариваемость.РДС, АДС затоплены.
    Склонность к отпускной хрупкости Наклонный.
    Температура ковки Начало — 1220 °С, конец — 800 °С. сечения до 100 мм охлаждаются на воздухе, 101-300 мм в колодце.
    Чувствительность к флоку Чувствительный.
    Возможность обработки резанием В горячекатаном состоянии с НВ 177,нагнетатель SB=610 МПа Кн б.ст.=0,95.
    Макроструктура и загрязнение Макроструктура стальных готовых стержней по стали 3-850-80, проверенная на изломы и протравленная темплтоном, должна соответствовать требованиям ГОСТ 4543 и не должна иметь усадки, пористости, пузырей, трещин, расслоений, включений и плацентарностей.При обнаружении пласцентной стали бракуют. Оценка макроструктуры травления по Темплтону производится по шкалам ГОСТ 10243. Допускаются: центральная пористость; точечная неоднородность; разделение фаз квадратной, общей, региональной и поузадной ликвации не более 2 баллов; послойная кристаллизация и световой контур не более 3 баллов. Не допускаются подкорковые пузыри и межзерновые щели. Сталь контролируется на загрязнение неметаллическими включениями, содержание которых определяется по ГОСТ 1778 для 6 проб и не должно превышать содержания в баллах (среднее/максимальное): — С Балл — 2,0/4,0 ; — Ход ОС — 3,0/4,0; — Хрупкий СХ — 3,5/4,0; Пластик СП 2,5/4,0; — недеформируемый СН — 2,5/4,0; — сульфиды С — 2,5/4,0; Нитриды Н — 1,5/2,5.
    Микроструктура Размер аустенитного зерна должен быть не более цифры 5 по ГОСТ 5639.
    Особенности производства горячекатаные по прочим 3-850-80 поставляются в термически обработанном (отожженном или высокооплавленном) виде с твердостью не более 269 НВ (диаметр вдавливания не менее 3,7 мм). Прокаливаемость стали (после нормализации при 920±10 °С или закалки от 890±10 °С) — Твердость HRC должна быть на расстоянии 4.5 мм от торца 37÷43, а на расстоянии 30 мм от торца — 24÷34.

    20ЧН3А, 20ХН3А, 20ХН3А — сталь легированная

    20ХН3А — хромоникелевая конструкционная легированная авиационная сталь для термического улучшения, предназначенная для изготовления тяжелонагруженных деталей по ПН-72/Н-84035.

    — 4320
    Стальные классы
    Химический состав%
    C: MN: Si: P: S: CR: MO: Ni: V: Ti: CU: W:
    PN 20Hn3a
    0.18 — 0.24 0.30 — 0,60 0,17 — 0.37 <0.03 <0,03 0,6 — 0,9 2.80 — 3.20 <0.2012
    ГОСТ 20CHN3A — 20KHN3A — 20хН3А
    0,17 — 0,24 0,30 — 0,24 0,17 — 0.37 0,17 — 0,37 <0,025 <0,025 0,6 — 0.9 <0.15 2.75 — 3.15 <0,05 <0 0.03 <0.30 <0.2
    20CHN3A — 20Khn3a — 20хН3А
    0,17 — 0.24 0.30 — 0,601616 0,17 — 0,37 <0,025 <0,025 0,6 — 0,9 <0,15 2.75 — 3.15 <0,05 <0,03 <0.30 <0.2
    20Crni3 — A42202 — A 42202
    0,17 — 0.24 0.30 — 0,24 0,17 — 0.37 <0,035 < 0.035 0,6 — 0.9 <0.15 2,75 — 3.15 <0.30
    GB / T

    20Crni3a — A42203 — A 42203
    0.17 — 0.24 0.30 — 0,60 0,17 — 0.37 <0,025 <0,025 0,6 — 0,9 2.75 — 3.15 <0.25
    UNSI AISI 4320 — 4320
    0,17 — 0,22 0,45 — 0,22 0,45 — 0,65 0,15 — 0.35 <0,035 <0,04 0,4 — 0,6 0.2 — 0.3 1.65 — 2.00

    20hn3a Сталь — Спецификация и применение

    20Hn3a — Никель сталь для среднего упрочнения, карбаризации и цианизации, предназначенные для среды размеры деталей машин до прибл. 50 мм в поперечном сечении, с повышенной пластичностью, требующей пластичного сердечника, высокой прочности.

    Используется в качестве стали для авиационной промышленности для деталей двигателей внутреннего сгорания большой мощности и двигателей авионики, зубчатых колес, валов, болтов, коромысл, винтов, винтов повышенной прочности.Сталь трудносвариваемая, требующая предварительного нагрева, не проявляет коррозионной стойкости, в том числе в атмосферных средах.



    Механические и физические свойства 20Н3А сталь

    Механические и физические свойства
    Общие свойства Свойства для отдельных размеров
    ≤ 16 мм 16 — 40 мм 40 — 100 мм
    Прочность на растяжение, RM (MPA) ≥ 930 780 — 980 690 — 880 640 — 830
    Точка доходности, RE (MPA) ≥ 780 690 — 780 590 — 690 540 — 690
    Elongation, A (%) ≥ 12 10 — 16 10 — 16 11 — 18
    Устойчивость нота, KU2 ≥ 80 J
    Усадка, Z ≥ 55 %
    Твердость после размягчения ≤ 229 HB
    Твердость после вытяжки в закаленном состоянии ≤ 229 HB
    Твердость после волочения в закаленном состоянии ≤ 277 HB (пор.6 мм)
    Твердость в закаленном состоянии 293 — 388 HB (образец ≤ 25 мм)
    Линейный расширительный коэффициент, α 20-100 ℃ 11,2⋅10⁻⁶ K⁻¹
    Тепловая емкость, C P 20-100 ℃ 492 J ⋅ KG⁻¹ K⁻¹
    Теплопроводность, λ 20 ℃ ~ 31 W ⋅ M⁻¹ K⁻¹ K⁻¹
    Плотность ρ ~ 7,85 кг / дм³

    9006 9 0011
    Теплообработка — Температура и процесс
    Размягчающие отжиг 640 — 680 ℃
    Нормализующий отжиг 840 — 879 ℃
    Carburizing
    — 920 ℃
    150 — 180 ℃
    Cyanidizing 840 — 860 ℃
    отпуск после цианизации 150 — 180 ℃
    — 835 ℃ в нефте
    отпуск 450 — 550 ℃ в нефте или воде

    сталь склонны к отслаиванию и хрупкости при отпуске.



    Другие свойства 20Н3А

    — Механические свойства образца 25 мм при повышенных и пониженных температурах

    Химический состав (%) Тепловая обработка Устойчивость к км, J / см 3 (кг ⋅ м / см 2 ) При температуре
    + 50 ℃ + 20 ℃ 0 ℃ -20 ℃ -40 ℃ -60 ℃ -70 ℃
    C: MN: CR: Ni: Ni: Утверждение в нефти на 820 ℃
    Застройки в нефте на 500 ℃
    101 98 98 98 95 90 88
    0.20 0.57 0.57 0,76 3.17 (10.3) (10,0) (10,0) (10,0) (9,7) (9,2) (9,2) (9,0)

    — Удельное сопротивление 20Н3А

    Удельное сопротивление ρ и температура (единица μ ⋅ ω ⋅ м) материала после термообработки.
    20 ℃ 100 ℃ 200 ℃ 300 ℃ 4007 500 ℃ 600 ℃ 700 ℃ 800 ℃ 900 ℃ 1000 ℃ 1100 ℃ 1200℃ 1300℃
    0.268 0.317 0,387 0,469 0,567 0,681 0,817 0,981 1,115 1,148 1,178 1,201 1,225 1,246

    — Продольный Модуль упругости E

    1000357 E ⋅ 10 -3 материала после термообработки (MPA)
    20 ℃ 100 ℃ 200 ℃ 300 400℃ 500℃ 600℃ 700℃
    202.0 197.0 197.0 191.5 184.6 175.7 166.4 175.7 141.8
    141.8


    Сварка, пособия и резка — 20Н3А

    20hn3a Сталь может быть объединена с использованием сварки трения, электрическая сварка , и сварка сопротивлением. Лучше всего проводить обработку на размягченном материале. Воздушно-дуговая строжка может выполняться на стали 20ХН3А после предварительного нагрева на:

    • изделия размерами до 15мм — темп.: 150 — 225℃
    • изделие размером 15-25 мм — темп.: 175 — 250℃
    • изделие размером 25-50 мм — темп.: 200 — 300℃

     

    Термическая резка не представляют собой какое-либо препятствие для пользователя, но перед процедурой изделие также следует нагреть до температуры 200-275 ℃.

    Материалы можно резать пропан-бутан-кислородным пламенем, ацетилен-кислородным пламенем или плазменной дугой. После обработки продукт следует медленно охладить на воздухе.

     


    Сварка стали 20ХН3А

    Сталь 20ХН3А плохо поддается сварке. При использовании продуктов марки 20ХН3А следует избегать сварки и использовать ее только в исключительных случаях. Для дуговой сварки стали 20ХН3А следует использовать либо покрытые электроды ЭБ1,55, ЭБ.160, ЭБ1,70, ЭС18-8-6, либо связующее СО 2 СпА3С1, СпГ4С1. Перед сваркой сталь необходимо нагреть до нужной температуры.

    Состояние изделия необходимо смягчить и перед обработкой рекомендуется провести расслабляющий отжиг.Изделие после сварки должно быть термически улучшено или подвергнуто смягчающему отжигу, так как в местах сварки влияние температуры изменяет состояние материала.

    При отсутствии термической обработки материал можно постепенно медленно охлаждать в асбестовых матах вместе с печью или в горячем песке. В таблице ниже указаны диапазоны температур, до которых следует нагревать материал перед сваркой.

    Температура нагрева 20 ° D3A Products
    Толщина
    ≥ 15 мм 150 — 225 ℃
    15 — 25 мм 175 — 250 ℃
    25 — 50 мм 200 мм 200 — 300 ℃


    в сорт 20:00




    Список эквивалентов и других определений 20:00:

    20CHN3A, 20Khn3a, 20хН3А, 20Crni3 , А42202, А 42202, АИСИ 4320

    Магнитные и электромагнитные методы контроля износостойкости металлопродукции

    Твердость, механические свойства и другие характеристики, определяемые по стандартным методикам, не могут рассматриваться как надежные критерии износостойкости металлов.Известно, что износостойкость зависит от ряда факторов, в т.ч. структура и состав материалов, параметры трения и др., а оценка износостойкости стальных изделий является весьма актуальной задачей для промышленных предприятий. В статье предлагается применять высокочувствительные магнитные и электромагнитные методы для оценки и прогнозирования абразивной износостойкости мартенситных сталей. Неразрушающая оценка износостойкости оказалась возможной после установления зависимости между износостойкостью стальных деталей, с одной стороны, и коэрцитивной силой H C и показаниями вихретоковой установки a (~), с другой стороны, a в зависимости от начальной магнитной проницаемости m ri и удельное электрическое сопротивление r .

    Измерения проводились на 8 товарных марках стали. Образцы вырезаны из стали марок У8 (0,83 мас. %С), 80М2 (0,82 мас. %С; 1,86 мас. %Мо), 80Ф1 (0,83 мас. %С; 1,21 мас. %V), 80Г2 (0,83 мас.%C; 2,0 мас.%Mn), 80С2 (0,83 мас.%C; 1,66 мас.%Si), 9ХС (0,89 мас.% С; 1,43 мас. % Si, 1,08 мас. % Cr) и ШХ25 (1,0 мас. % C; 1,42 мас. % Cr) закаливали в воду от 810-1220°С. C [1,2], затем подвергали минусовой обработке при -196° C с получением высокоуглеродистой (~0,7 мас.%C) мартенситной структуры с содержанием не более 5-10 об.% остаточного аустенита и окончательного отпуска при 75-700° В. Образцы стали марки 20ХН3А (0,20 мас.%С; 0,68 мас.%Cr; 2,90 мас.%Ni; 0,14 мас.%Mo) были науглерожены и закалены в масле с 790°С. В. Испытания на износостойкость проводились при скольжении образцов по закрепленному абразивному материалу (корунду), а также при скольжении образцов всухую попарно со сферическим твердосплавным индентором. Параметры вихревых токов измерялись с помощью прикрепленного преобразователя диам. 5 мм, частота f в пределах от 2,4 до 72 кГц.

    Рис. 1. Твердость HRC, сопротивление абразивному износу e, коэрцитивная сила H C и показания вихретокового блока a ( f=2,4 кГц ) в зависимости от температуры отпуска T для сталей марок У8 (1), 80М2 (2) ), 80Ф1 (3), 80Г2 (4), 80С2 (5), 9ХС (6) и ШХ25 (7), подвергнутых закалке и последующей минусовой обработке при -196°С.
    Рис. 2: Стойкость к абразивному износу e против.коэрцитивная сила H C и показания блока вихревых токов a для стали марки У8 после закалки и 2-часового отпуска. Цифры в точках обозначают температуру отпуска.

    При повышении температуры отпуска до 250° C наблюдается относительно небольшое изменение твердости сталей, однако оно сопровождается резким снижением абразивной износостойкости e , коэрцитивная сила H C и показания блока вихревых токов a (Рисунок.1) за счет выделения углерода из мартенситной решетки. Предыдущие исследования выявили линейную зависимость как H C , так и по содержанию углерода для мартенсита низкого отпуска в стали марок У8 и 65Г (0,63 мас.%С; 0,92 мас.%Mn) [1]. Физические предпосылки для разработки как коэрциметрического, так и вихретокового методов неразрушающей оценки износостойкости низкоотпущенных мартенситных сталей основаны на том, что зависимость между содержанием углерода в мартенсите и его износостойкостью очень похожа на зависимость между содержание углерода и параметры вихревых токов [1,2].На рис. 2 представлена ​​корреляция между сопротивлением абразивному износу низкоотпущенной стали У8 и показаниями ее коэрцитивной силы и вихретокового блока. Вихретоковый метод позволяет контролировать износостойкость стальных изделий, подвергнутых объемной закалке и поверхностной закалке, т.е. лазерное лечение [1]. Сохранение пластичного ядра в стальных деталях после лазерной закалки тонкого поверхностного слоя позволяет избежать дополнительного отпуска, однако последующий нагрев, связанный со сваркой, шлифовкой, работой при повышенных температурах, а также нагрев от трения может привести к значительному снижению в износостойкости.

    Дополнительное легирование высокоуглеродистых сталей 1-2 % Mo, V, Mn, Si и Cr не влияет ни на установленную зависимость между температурой низкого отпуска и e , H C и , ни характер корреляции между абразивной износостойкостью, магнитными и электромагнитными характеристиками [2]. Однако легирование неоднозначно влияет на абсолютные значения вышеуказанных параметров, таким образом, корреляция между износостойкостью и H C или следует устанавливать для каждой конкретной марки стали [2].Легирование кремнием (например, стали марок 80С2 и 9ХС) существенно тормозит снижение абразивной износостойкости высокоуглеродистых сталей при средних температурах отпуска, а легирование ванадием (80Ф1) и молибденом (80М2) повышает износостойкость после высокого отпуска (600°С). в) за счет дисперсионного твердения, вызванного карбидами VC и Мо 2 С (рис. 1). Коэрцитивная сила 80С2 и 9ХС неуклонно снижается с повышением температуры отпуска до 400°. C (рис. 1б, кривые 5,6) за счет тормозящего действия кремния на эволюцию структуры в процессе среднего отпуска.У остальных исследованных сталей наблюдается интенсивное снижение коэрцитивной силы только при температурах ниже 250°С. C. Подобно H C , показания вихретокового блока неуклонно снижаются до минимума при повышении температуры отпуска до 250-400°. C, причем конкретные цифры определяются маркой стали. Заметное снижение объясняется интенсивным ростом начальной магнитной проницаемости m ri , что приводит к снижению удельного электрического сопротивления r в ходе вышеуказанных режимов отпуска.Однако дальнейшее повышение температуры отпуска сопровождается достаточным ростом за счет одновременного уменьшения m ри и р , коэрцитивная сила претерпевает лишь незначительные изменения в диапазоне температур (рис. 1). Поскольку исследуемые стали демонстрируют сложную корреляцию между e и Н С после среднего и высокого отпуска (рис. 2), надежная оценка их износостойкости коэрциметрическим методом весьма затруднена.Поскольку вихретоковый метод, в отличие от коэрциметрического, очень чувствителен к эволюции микроструктуры в процессе среднего и высокого отпуска, этот метод может применяться и для контроля стальных изделий, подвергнутых как низкому, так и вышеотпуску. 250-400° С, температура отпуска зависит от химического состава той или иной легированной стали (рис. 1,2).

    Особое внимание уделено исследованию стали марки 20ХН3А, так как наличие поверхностного слоя с переменным содержанием углерода и остаточного аустенита в количестве 25-30% отличает эту сталь от вышеуказанных.На рис. 3 показана возможность использования вихретокового метода для контроля износостойкости стальных деталей, подверженных абразивному износу и трению скольжения. При минусовой обработке содержание аустенита в науглероженном слое снижается до 5-10 % и повышается твердость на 2-3 HRC, при этом износостойкость стали остается неизменной (рис. 3а) за счет превращения остаточного аустенита в высокопрочный мартенсит деформации, возникающий в процессе трения. Повышенное количество метастабильного аустенита в свежезакаленной стали предотвращает резкое ускорение интенсивности абразивного изнашивания и снижает потерю массы при трении скольжения после низкого отпуска.Обработка при отрицательных температурах приводит к существенному снижению показаний вихретокового прибора. (рис. 3а) за счет распада немагнитного g -фазы и соответствующее увеличение магнитной проницаемости, что приводит к уменьшению электрического сопротивления стали. Исследование науглероженной стали и подшипниковой стали марки ШХ25 после объемной и поверхностной лазерной закалки показало, что чувствительность как вихретокового (рис. 3б), так и коэрциметрического методов контроля износостойкости значительно возрастает, если содержание остаточного аустенита в низкоотпущенной стали составляет 25-40%.

    Рис. 3: Твердость HRC, средняя интенсивность абразивного износа Ih для поверхностного слоя толщиной ~0,5 мм, потеря массы образца D P вызвано трением скольжения и показаниями вихретокового прибора a (f=72 кГц) в зависимости от температуры отпуска Т (а) и зависимости между Ih, D П и а б) для науглероженной стали марки 20ХН3А, подвергнутой закалке (I) и подвергнутой закалке с последующей обработкой на холоду до -196° С (II).Цифры в точках обозначают температуру 2-часового отпуска

    Недавно разработанная вихретоковая установка для контроля конструкций и коэрцитиметры со специально разработанными навесными преобразователями позволяют контролировать износостойкость стальных деталей непосредственно в рабочих условиях и позволяют снимать показания непосредственно с локальных участков, подверженных трению.

    Упрочнение поверхности цементуемой стали прокаткой

  • Упрочнение поверхности цементируемой стали прокаткой

    (УДК 620.17: 539.23: 621.785.52)

    Г. Н. Эпште в и я. В. Паисов

    Московский институт стали и сплавов Перевод с «Металловедение и термическая обработка металлов», № 12, с. 30, 35-38, декабрь 1964 г.

    Для повышения сопротивления усталости широко применяются различные виды холодной деформации. изделий с ферритно-перламутровой структурой твердостью НВ 300-400. Этот метод и процессы, происходящие при закалке, изучались многими исследователями.Однако процесс поверхностного упрочнения изделий с мартенситно-аустенитной структурой (особенно цементированных изделий) изучен очень мало.

    В работе изучались свойства поверхностного слоя цементированных и закаленных сталей 12Х3Н3МА и 20ХН3А, полученного в результате упрочнения прокаткой.

    Исследование процесса прокатки [1] показало, что наиболее важным фактором в конечном результате является величина контактного напряжения amax, рассчитанная по формуле Герца.Поэтому мы провели серию экспериментов, чтобы определить влияние значения Omax на свойства цементируемого слоя.

    Так как после цикла термической обработки в цементируемом слое этих сталей остается значительное количество остаточного аустенита, образцы подвергались двум различным видам обработки:

    I) Цементация при 930-950°С охлаждение в масле закалка в масло от 780°С отпуск 3 ч при 180-200°С

    II) поверхностная закалка при 930-950°С охлаждение в масле, отпуск 5 ч при 620-640°С для стали 20ХН3А и при 550-570°С для стали 12Х3Н3МА, закалка в масло от 780°С отпуск при 180-200°С в течение 3 ч.

    Твердость измеряли на наклонных образцах на приборе ТП под нагрузкой 5 кг. Были взяты два шаблона, один из закаленной и один из незакаленной части образца.

    На рис. 1 показано изменение твердости с глубиной слоев для образцов из стали И2Х3Н3МА, закаленных без высокого отпуска и упрочненных с различной площадью контактных напряжений x. Аналогичные измерения были выполнены на образцах из сталей 12Х3Н3МА и 20ХН3А, закаленных при различных значениях контактного напряжения Omax и подвергнутых обработкам I и II (табл. 1).Помимо глубины слоя, в таблице показано увеличение ZxI-tV закаленного шаблона по сравнению с незакаленным шаблоном.

    Видно, что при прокатке цементированных и закаленных образцов образуется упрочненный слой толщиной до 0,9-1,0 мм; твердость увеличивается на 100 единиц HV. Из табл. 1 видно, что для начала упрочнения поверхности любой из сталей необходимо создать контактные напряжения Omax = 32000-35000 кг/см2, независимо от условий термической обработки. Дальнейшее увеличение контактного напряжения увеличивает твердость; только при площади х = 55 000—60 000 кг/см 2 твердость становится постоянной.Однако абсолютные значения полученных результатов зависят от стали и от предварительной термической обработки.

    Оптимальный эффект прокатки упрочненных и закаленных образцов и изделий достигается при определенном сочетании режимов химико-термической обработки и режимов упрочнения. В табл. 2 приведены абсолютные значения твердости, полученные при различных сочетаниях прокатки и химико-термической обработки. Для сравнения в таблице 2 также показаны результаты, полученные после обработок III и IV, а также результаты, полученные после обработок I и II.

    Твердость образцов, закаленных без промежуточного высокотемпературного отпуска (обработка I), такая же, как и после обработки при очень низкой температуре (обработка III), и несколько выше твердости образцов, подвергнутых высокотемпературному отпуску после закалки. Сочетание обработки I и прокатки предпочтительнее обработок II и III, так как, помимо удовлетворительной твердости, на поверхности образцов создаются сжимающие напряжения [2].

    742

  • оооооооооо. о.1:~ т’+ . o’f~ L~,l 0,? #, J 0J, 0,5 0,6 О,? 0,8 O,.q 1,0 мм а)

    Расстояние от поверхности образца

    Дж/у~

    700~- —

    650 В-

    820r~=

    saoL0 27 б

    saoL0 27

    .FI’ фл ,

    0,2 ​​0,3 о,~ о,5 ~5 0,7 о,а 0,9 7,а мм Расстояние от поверхности

    Рис. 1. Твердость по сечению образцов стали 12Х3Н3МА до закалка (крестики) и после закалки (кружки).а) Omax = 23 900 кг/см2; б) Oma x = 54 000 кг/см2.

    I2KH3N3MA Steel

    23 900 0 0 27400 0 0 30 300 0 0 32 500 66 0,45 34500 60 0,55 36 300 60 0,55 40 800 80 0,65 45 700 106 0,85 54 600 103 0 , 95 61 500 103 0,95

    47 45 34 28 22 22

    24 22 22

    II

    0 23 900 32 500 36 300 47 800 54 600 61 500

    4 O 50 65 80 80

    0- — 0,6 0,6 0,6 0,65 0,7

    32 32 24 21 18 18

    сталь 20ХН3А

    0 00 32 500 45 700 62 О, 55 54 400 2 9045 80 0,75 30700 33 100 35 200 38 700 40 35 35 200 38 700 40 300 54 600 61 500

    0 0

    40 40 56 60 65 65

    00 0,4 0,6 0,6 0,75 0,75 0,75

    Степень отмечено в [3].Таблица 2 отпуск Цементация + закалка + высокотемпературный отпуск + вторичная закалка + обработка при очень низкой температуре + отпуск Цементация + закалка + вторичная закалка

    HV

    после термической обработки

    650

    730

    750

    620

    620

    620

    после ADZ

    DIT Aional ERM ENT

    760

    810

    780

    820

    Максимальная твердость привела к лечению IV (см. Таблицу 2).При этом прирост твердости составил 200 единиц HV. Затвердевший слой был намного толще 1 барана. Такие же результаты были получены со сталью 20ХН3А. Тот факт, что неотпущенный мартенсит можно упрочнить до высокой

    Следует отметить, что обработку IV без низкого отпуска пока нельзя рекомендовать, так как закалочные напряжения во всем объеме изделия могут привести к нежелательным последствиям; обычно закалены только рабочие поверхности.

    743

  • Рис.2. Микроструктура наплавленного слоя стали 12Х3Н3МА, закаленной без промежуточного высокотемпературного отпуска (х1000). а) без дополнительной закалки прокаткой; б) упрочнение при контактном напряжении Omax = 27400 кг/см2; в) Ома х = 45 700 кг/см2; г) Omax — 61 500 кг/см 2 .

    Микроструктура закаленных и незакаленных образцов показала, что упрочнение в результате прокатки происходит за счет распада остаточного аустенита и образования мелких частиц мартенсита за счет деформации.На рис. 2 видно, что в прокатанных образцах распад остаточного аустенита практически завершен, а мартенсит находится в виде очень мелких зерен.

    Для рентгеноструктурного анализа использовали ионизационный аппарат УРС-50И с кобальтовым излучением. Мы определяли количество остаточного аустенита по относительной интенсивности трех линий мартенсита (200), (211) и (220) и двух линий аустенита (220) и (311) без использования эталона. Определенные таким образом количества остаточного аустенита в образцах стали 12Х3Н3МА приведены в табл. 1.Степень упрочнения поверхностного слоя определяли по физической ширине мартенситной и аустенитной линий.

    На рис. 3 показано изменение свойств поверхностного слоя в зависимости от величины контактного напряжения. Для сталей 12Х3Н3МА и 20ХН3А величина эффективного напряжения составила 30 000-35 000 кг/см 2 . Только эти напряжения вызывают повышение твердости и распад остаточного аустенита. Эти напряжения можно назвать эффективными, но не оптимальными. Оптимальные напряжения, обеспечивающие максимальную твердость, в нашем случае составляют 45 000-50 000 кг/см 2 .Кривые показывают, что эти напряжения, превышающие оптимальные напряжения, не улучшают свойства поверхностных слоев.

    Практически одинаковые значения эффективного и оптимального напряжения в сталях 12Х3Н3МА и 20ХН3А, вероятно, связаны с тем, что значения температуры мартенситного превращения в этих сталях очень близки. Для других цементируемых сталей напряжения могут различаться в зависимости от химического состава.

    Прокатка цементируемых и закаленных сталей приводит к значительному изменению тонкой кристаллической структуры мартенсита и аустенита, что подтверждается увеличением физической ширины линий этих фаз.

    Для превращения остаточного аустенита необходимо контактное напряжение Omax около 30 000 кг/см 2 , и это напряжение значительно выше предела текучести аустенита. Этот результат объясняется тем, что остаток

    744

  • /3, см 10

    9

    % 8 до

    7 GO- — — —

    6 0

    5 1,0 20 30 ~ о 50

    Напряжение amax, кг/см аа)

    ~HV ~0 50 40 Z~ о

    60

    Рис.3. Влияние величины контактного напряжения на свойства упрочненного поверхностного слоя. а) сталь 20ХН3А; б) сталь 12Х3Н3МА. 1) Увеличение твердости, zX[-IV; 2) количество остаточного аустенита; 3) физическая ширина мартенситного зубца; 4) физическая ширина линии аустенита.

    a,%

    , C 1L’1

    9 50

    9 50

    8

    , [[I #a

    3A

    1o 20 3 ~ 0O 50

    b) Стресс Amax, KG / CM 2

    ,~ tfy ,Ioo

    80

    60 #L7

    20 a

    60

    аустенит трансформируется касательными напряжениями, значения которых отличаются от нормальных касательных напряжений, рассчитанных по формуле Герца.Напряжение Omax было выбрано только как удобный технологический параметр, определяющий обработку прокаткой. Также в нагартованном закаленном слое аустенит сжат со всех сторон,

  • Усталость и коррозионная усталость прокатных сталей с наноструктурой поверхности

    [1] ЧАС.Никифорчин, В. Кирилов, О. Максимив, Глава 2: Физико-механические свойства поверхностных нанокристаллических структур, образованных интенсивной термопластической деформацией, в: О. Фесенко, Л. Яценко (ред.), Нанокомпозиты, нанофотоника, нанобиотехнология, и приложения, Springer, Inbunden, 2014, стр. 31.

    DOI: 10.1007/978-3-319-06611-0_2

    [2] В.И. Кирилив, Насыщение поверхности стали углеродом при механо-импульсной обработке, Материаловедение 35 (1999) 853-858.

    DOI: 10.1007/bf02359467

    [3] В.Кириллов И. В., Повышение износостойкости среднеуглеродистой стали путем нанодисперсии поверхностных слоев // Материаловедение. 48 (2012) 119-123.

    DOI: 10.1007/s11003-012-9481-2

    [4] Никифорчин Г., Кирилив В., Максимив О. Износостойкость сталей с поверхностной нанокристаллической структурой, созданной механоимпульсной обработкой, Nanoscale Research Letters. 12 (2017) 1-5.

    DOI: 10.1186/s11671-017-1917-z

    [5] Никифорчин Г., Кирылив В., Максимив О., Влияние наноструктурирования конструкционных сталей на их стойкость к износу и водородному охрупчиванию, Явления твердого тела. 225 (2015) 65-70.

    DOI: 10.4028/www.scientific.net/ssp.225.65

    [6] Кирилов В.И., Чайковский Б.П., Максимив О.В., Шалько А.В., Контактная усталость стали 20ХН3А с поверхностной наноструктурой, Материаловедение, 51 (2016) 833–838.

    DOI: 10.1007/s11003-016-9909-1

    [7] Никифорчин Г.М., Лунарская Е., Кирилов В.И., Максимив О.В. Водородопроницаемость поверхностных нанокристаллических структур углеродистой стали // Материаловедение. 50 (2015) 698-705.

    DOI: 10.1007/s11003-015-9774-3

    [8] Никифорчин Г., Кирилив В., Максимив О., Слободян З., Цирульник О., Формирование поверхностных коррозионностойких нанокристаллических структур на стали, Наноразмерные исследовательские письма. 11 (2016) 1-6.

    DOI: 10.1186/s11671-016-1266-3

    [9] Кирилов В.И., Чайковский Б.П., Максимов О.В., Шалько А.В., Сидор П.Ю. Работоспособность рулонной стали 60Х3М с наноструктурой поверхности // Материаловедение. 52 (2017) 848-853.

    DOI: 10.1007/s11003-017-0030-x

    [10] Каличак Т.Н., Кирылив В.И., Фенчин С.В. Механоимпульсное упрочнение длинномерных деталей штокового типа гидроцилиндра // Советское материаловедение. Физико-химическая механика материалов. 25 (1989) 96-99.

    DOI: 10.1007/bf00727938

    [11] Аксельруд Л.Г., Грынь Ю.М., Завалий П.Ю. и др., Использование пакета программ CSD для определения структуры по данным, в: Abstr. Европейской конференции по порошковой дифракции (Эншеде, Нидерланды, 1992 г.), материаловедение. 41 (1993) 133–140.

    [12] Краус В., Нольце Г., POWDER CELL — программа для представления и манипулирования кристаллическими структурами и расчета полученных рентгеновских порошковых картин, Journal of Applied Crystallography. 29 (1996) 301-303.

    DOI: 10.1107/s0021889895014920

    [13] Бережницкая М.Ф., Грицишин П.М. Формирование остаточных напряжений в поверхностных слоях при комбинированной обработке // Советское материаловедение. Физико-химическая механика материалов. 25 (1989) 95-96.

    DOI: 10.1007/bf00727937

    [14] Гаврилюк В.Г., Герцрикен Д.С., Полушкин Ю.А., Фальченко В.М., Механизмы распада цементита при пластической деформации стали, Физика металлов и металловедение. 51 (1981) 125–129.

    [15] Гликман Э.Е., Брувер Р.Е., Красов А.А., Трубин С.В., Межкристаллитная хладноломкость твердых растворов на основе альфа-железа // Журнал советской физики. 17 (1974) 28-33.

    DOI: 10.1007/bf00889910

    Структура и абразивный износ композиционного покрытия быстрорежущая сталь М2/ВК

    Исследованы особенности формирования фазовой структуры и абразивной износостойкости композиционных покрытий «сталь ВК-М2», изнашиваемых по монокарбиду вольфрама.Установлено, что добавление 20 мас.% WC в напыленную порошковую смесь приводит к увеличению содержания карбида М 6 С. Эти карбиды демонстрируют мультимодальное распределение по размерам, состоящее из ~ 5,9  мкм мкм эвтектических карбидов вдоль границ зерен, ~ 0,25  мкм мкм карбидов, рассеянных внутри зерен. Также обнаружено большее количество метастабильного аустенита ( ~ 88 об.%). Высокая абразивная износостойкость этих покрытий обеспечивается -мартенситным превращением и полимодальным распределением армирующих частиц по размерам.

    1. Введение

    Тенденция заключается в разработке и производстве нового оборудования с меньшими затратами с использованием экономно легированных низкоуглеродистых сталей, которые, однако, требуют упрочнения поверхности азотированием или карбонизацией. Первостепенной задачей в этой ситуации является повышение как долговечности, так и надежности рабочих органов машин и технологического оборудования. В связи с этим решение связано не только с повышением износостойкости, но и с комплексом проблем, включая, но не ограничиваясь, коррозионную стойкость, контактную выносливость, малую пластическую деформацию и теплостойкость.

    Эффективным способом повышения износостойкости материалов является наплавка и модифицирование металлов концентрированными потоками энергии. Эти методы используются на практике и основаны на быстрой закалке расплавленной ванны при скоростях охлаждения от 10 4 до 10 9  К/с. Электронно-лучевая наплавка в вакууме является хорошим кандидатом для получения твердого покрытия на поверхности низкоуглеродистой подложки. Такая обработка имеет ряд преимуществ [1], к которым относятся возможность подачи композиционных наплавочных порошков непосредственно в ванну расплава, вакуумное рафинирование расплавленного металла, постепенная и точная регулировка мощности электронного луча для обеспечения как минимального проникновения расплава в подложку, постоянный химический состав и небольшой размер пула при плотности мощности электронного пучка до 10 5  Вт/см 2 .Все эти параметры могут быть оптимизированы для достижения перегрева ванны, необходимого для получения пересыщенного раствора легирующих элементов и мелкозернистых структур при охлаждении. С учетом этого считаем, что электронно-лучевая наплавка в вакууме может быть применена для нанесения композиционного покрытия после окончательной термической обработки и основного механического шлифования.

    В современной практике для повышения износостойкости рабочих поверхностей деталей машин применяют как твердые, так и сверхтвердые композиционные покрытия из стеллита, сормита или литого карбида вольфрама.Недостатком этих материалов является то, что они содержат от 30 до 90% мас. дорогостоящего карбида вольфрама. Также покрытия, полученные напылением этих материалов, являются хрупкими из-за высокого содержания твердой фазы, неравномерного распределения этих частиц по объему покрытия, особенно при их содержании в диапазоне от 30 до 50% по массе, и появления сетчатых трещин на поверхности покрытия. Все это мешает использовать их в ряде приложений, когда требуется совокупность этих свойств.

    В частности, существует проблема быстрого выхода из строя валов-шестерен тяжелонагруженных редукторов из-за интенсивного износа азотированных шеек игольчатых подшипников.Конструктивной особенностью редукторов является то, что их валы-шестерни расположены в непосредственной близости друг от друга и традиционная конструкция подшипников, состоящая из наружного и внутреннего колец с роликами между ними, неприменима. Поэтому приходится изготавливать подшипник скольжения непосредственно на поверхности вала-шестерни. Эти цапфовые поверхности должны обладать высокой износостойкостью, контактной выносливостью, низкими пластическими деформациями, вязкостью разрушения, что диктует необходимость применения однородных многофункциональных покрытий.

    Особенности покрытий, полученных многопроходной электронно-лучевой наплавкой порошком стали М2, описаны в [2]. Установлено, что в карбидной подсистеме покрытия формируется полимодальное распределение армирующих частиц по размерам. Объемное содержание как вторичного карбида М 6 С, так и остаточного аустенита можно регулировать в пределах от 4,5 до 7,5 % мас. и от 5 до 30% мас. соответственно, в зависимости от условий термоциклирования, создаваемых при наплавке.Износостойкость покрытий повышается с увеличением объемного содержания остаточного аустенита за счет деформационного мартенситного превращения и выделения мелких карбидов в зернах матрицы. Можно с уверенностью сказать, что чем выше содержание остаточного метастабильного аустенита в покрытии, тем выше износостойкость. Выход из положения – это добавление монокарбида вольфрама в порошок HSS. Поскольку WC обладает высокой растворимостью в стальной матрице, он может обеспечивать от 80 до 90% об. содержание аустенита, а также более высокое объемное содержание выделенных мелких карбидов.

    Вклад деформационного фазового превращения в сопротивление абразивному износу трикотажных сталей с метастабильным аустенитом оценен [3] на основе как разработанной модели, так и экспериментальных данных. В рамках этой модели были выведены уравнения энергетического баланса, которые затем использовались для определения значений работы разрушения для образцов как со стабильным, так и с метастабильным аустенитом. Выявлено, что величина работы разрушения образцов с метастабильной аустенитной матрицей в 7 раз выше, чем у образцов без способности к деформационному фазовому превращению при тех же условиях испытаний на изнашивание.

    Целью данной работы является изучение влияния содержания карбида вольфрама в исходной смеси на структуру, фазовый состав и абразивную износостойкость композиционных покрытий HSS M2/WC.

    2. Материалы, оборудование и методы эксперимента

    Исходными материалами для электронно-лучевой наплавки служили смеси порошков быстрорежущей стали М2 с добавлением от 5 до 350  мк м WC порошка состава 10, 15, 20, 25, 30, 40 и 50% масс. Химический состав стали М2 был следующим: С – 1 %, Сг – 4 %, Ж – 6.5 %, Mo – 5 %, V – 1,5 %, Si < 0,5 %, Mn < 0,55 %, Ni < 0,4 %, S < 0,03 %, O 2 < 0,03 %, Fe – остальное. Композиционные смеси готовили смешением вышеперечисленных компонентов, прессованием и спеканием смесей в вакууме при парциальном давлении не выше 10 -2  Па с последующим измельчением и рассевом кеков по фракциям. Наплавку осуществляли на плоские образцы размером 20×30×200 мм из 0,3%-ной углеродистой стали по четыре прохода на каждую пластину. Длина линии сканирования составляла 20 мм. Толщина плакированного слоя металла за один проход составляла 1 мм.Некоторые образцы подвергались либо однократному, либо двукратному отпуску при 570±°С в течение 1 часа.

    Установка для электронно-лучевой наплавки в вакууме работала в автоматическом режиме, при этом образцы загружались в ее камеру и закреплялись там в манипуляторах. Эти манипуляторы приводятся во вращение и перемещение от внешней системы электропривода. Камеру вакуумировали до достижения остаточного давления 10 -1  Па. Электронный пучок, генерируемый электронной пушкой, сканировал поверхность образца, создавая расплавленную ванну (рис. 1).Одновременно порошковая смесь подавалась в бассейн с помощью мерного питателя.


    Ускоряющее напряжение, диаметр, длина развертки электронного луча и скорость подачи образца составляли 28 кВ, 1 мм и 20 мм, 2 мм/с соответственно, и не менялись в ходе эксперимента.

    Микроструктуру наплавленных покрытий на продольных и поперечных шлифах исследовали с помощью оптического микроскопа (ОМ) Olympus GX 51 с прибором для анализа 700 SIAMS, прибором СЭМ Philips SEM 515 с прибором для микроанализа EDAX ECON IV , и прибор TEM Tecnai G2 FEI, оснащенный устройством для микроанализа.

    В работе использован традиционный метод подготовки шлифов – механическая шлифовка и полировка алмазными пастами разных марок. Химическое травление проводили в 4% растворе HNO 3 в спирте. Определение количественных характеристик микроструктуры, включая количество, размер, форму и распределение различных фаз, проводили с помощью пакета программ SIAMS . Фольги ТЭМ толщиной 150  мкм мкм вырезали из покрытий с помощью электроискрового станка.После механической и электролитической доводки для достижения толщины фольг от 70 до 90  µ мкм было проведено окончательное ионное утонение до толщины 200 нм.

    Фазовый состав образцов после наплавки и испытаний на абразивный износ исследовали методом РФА с использованием дифрактометра Shimadzu XRD 6000 , работающего в диапазоне 2Θ от 30 до 120 градусов с шагом 0,02° и с отфильтрованным CoK α -излучением. Для количественного фазового анализа использовали интегральные интенсивности дифракционных пиков.Объемное содержание фазы в многокомпонентной системе определяли по выражению: где , , , и – фазы, – угловой фактор, – фактор кратности, и – структурный фактор фазы и объем ячейки соответственно.

    2.1. Микротвердость и износ

    Числа микротвердости () как покрытия, так и подложки измеряли на микротвердомере ПМТ-3, работающем при шаге 100  мкм м между отпечатками и нагрузке 0.981  с. ш. Измерения проводились на двух параллельных трассах вдавливания, сдвинутых по глубине на 50  мк м друг относительно друга. Расстояние между дорожками составило 200  μ м. Такая процедура позволила получить в покрытии профили микротвердости по глубине с шагом 50  µ м.

    Для определения скорости изнашивания (мг/час) использовали метод свободных абразивных частиц (рис. 2) и ежечасно измеряли потери массы. Средняя скорость износа затем была рассчитана из пяти экспериментальных результатов.В качестве абразивного материала для испытаний на износ при 60 об/мин использовали ограненные частицы кварцевого песка с острыми углами и гранями и круглые частицы электрокорунда среднего размера до 300  мкм мкм. Нормальная нагрузка составила 44,1 ± 0,25  Н. Анализ микроструктуры и микротвердости образцов после испытаний на износ проводили на конусных участках, выполненных под углом 2° между верхней поверхностью и плоскостью сечения.


    Анализ микроструктуры и микротвердости образцов после испытаний на износ проводили на конусных шлифах, выполненных под углом 2° между верхней поверхностью и плоскостью шлифа.

    3. Результаты и обсуждение

    Смеси HSS M2 + WC с содержанием WC 10, 15, 20, 25, 30, 40 и 50% масс. готовили методом шаровой мельницы в течение 24 часов. Спекание смесей проводили в вакуумной печи при 1200°С в течение 1 часа. При использовании более низких температур частицы не спекаются друг с другом и не получаются качественные композиционные корки. При температурах выше 1200°C лепешки очень трудно размолоть, а выход порошка слишком низок. Полученные лепешки измельчали ​​и просеивали до фракций крупности.Выход пригодного к употреблению измельченного композита фракции 30 до 350  мкм м составил от 85 до 90%. Более мелкие фракции частиц отбрасывали.

    Микроструктура композиционного кека, предназначенного для наплавки, представлена ​​на рис. 3. Как видно, изолированные частицы стали М2 окружены либо только фазой островковой формы (а), либо угловатыми частицами размером 1–2  мкм мкм в сочетании с островки (б) в зависимости от содержания WC в смеси. Увеличение содержания исходного WC с 10 до 40 % мас.приводит к увеличению количества угловатых частиц от 0 до 20–25% об. в торте.

    По данным РФА (рис. 4) в корках помимо фаз матрицы и . Это означает, что частицы исходного порошка взаимодействуют друг с другом в процессе спекания с образованием композита. То, что это так, подтверждается результатами, опубликованными в другом месте [4]. Авторами [4] показано, что образование карбида М 6 С начинается после нагрева композиционных смесей WC-(Ni-Al) и WC-NiTi до 700°С.Принимая во внимание морфологию, можно утверждать, что α -фаза, обнаруженная в кеках, имеет форму мартенситных игл.


    Изучая микроструктуры, а также данные РФА, полученные на образцах с наплавленной поверхностью (рис. 4), мы видим, что покрытия состоят из α -мартенсита, остаточного аустенита ( γ -фазы), 0,9 об. % карбидов VC 0,65  мкм мкм и карбида M 6 C (рис. 5). Этот карбид М 6 С относится к двум морфологическим типам.Первый тип I представлен дендритоподобными эвтектическими карбидами 3,8  мкм мкм (рис. 5(а) и 5(б)), обнаруженными на границах зерен твердого раствора. Карбиды II типа выглядят как мелкие удлиненные частицы внутри зерен (рис. 5(г)). В табл. 1 приведены данные о химическом составе структур, обнаруженных в точках, показанных на рис. 5(в) и 5(г). Данные табл. 1 позволяют сделать вывод о существенном снижении содержания ванадия во вторичных карбидах М 6 С по сравнению с эвтектическими карбидами.


    № п/п Фаза Химический состав, % мас.
    С V Cr Fe Вт Мо

    1 М 6 С (эвтектической) 5,0 27,0 2.8 2,3 44,6 18,3
    2 М 6 С (вторичный) 1.6 7,0 6,1 5,1 54,9 25,3
    3 М 6 С (вторичные) 1,8 6,6 5,4 5,3 55,1 25,8
    4 Matrix 1.8 1.1 3.0 774 10.8 5.9 5.9
    5 Matrix 2.2 0.9 2.9 77.2, 77.2 10.2 6.5 6.5

    На смешивание больше вольфрамового карбида в исходную смесь, сумма M 6 C карбидов растет (рисунок 6 (а)) и начиная с WC 30% мас. и выше некоторое количество исходного WC сохраняется в дополнение к показанному выше. (рис. 6(б) и 6(в)). М 6 Карбид С в покрытиях, полученных с использованием смесей с содержанием WC менее 30% мас. обнаружен в виде дендритоподобных выделений по границам аустенитных зерен, имеющих средний размер .9  мк м и содержанием ~15 об.%. Кроме того, он существует в виде мелких выделений размером 0,24  мкм мкм внутри аустенитных зерен общим содержанием ~8% об. Установлено, что композитные покрытия для электронно-лучевой наплавки с содержанием до 30% мас. WC может привести к мультимодальному распределению частиц карбида твердой фазы по размерам в покрытии.

    Крупноограненные частицы карбида М 6 С обнаружены в покрытиях, полученных из исходных порошковых смесей с содержанием WC 40% мас.(Рисунок 6(с)). Эти частицы увеличиваются еще больше, когда содержание WC увеличивается до 50% по массе. (Рисунок 6(г)). Кроме того, он существует в двух морфологических типах, таких как глобулярные и удлиненные (тромбоциты) частицы. Эти крупные частицы смешанных карбидов образуют развитый каркас. Оставшиеся частицы WC окружены выделениями M 6 C и встроены в каркас. Связующая фаза обнаружена в виде изолированных частиц. Немыслимо предположить, что такая каркасная структура армирующей фазы вряд ли послужит повышению износостойкости.Крупные карбиды, вероятно, окажут положительное влияние на стойкость к абразивному износу. Износостойкость каркаса из мелкодисперсных карбидов М 6 С будет определяться фазовым составом матрицы.

    Зависимость количества аустенита от содержания карбида вольфрама в исходном порошке представляет собой кривую с максимумом в диапазоне от 20 до 25% мас. туалета (рис. 7(а)). Как однократный, так и двукратный отпуск наплавленного покрытия приводит к частичному мартенситному превращению.Установлено, что электронно-лучевая наплавка с напылением как чистого порошка стали М2, так и М2 + WC 40 до 50% мас. смеси дает только от 3 до 4% об. остаточного аустенита. Однако, если бы мы использовали M2 + WC от 20 до 30% мас. смесей, композиционные покрытия содержали от 30 до 40% об. остаточного аустенита даже после проведения двойного отпуска.

    Примечательно, что покрытия, изготовленные с использованием M2 + WC от 0 до 30% мас. не показали трещин сети на их поверхностях.

    Восходящая часть кривой на рис. 7(а) показывает увеличение количества остаточного аустенита до 82% об.с добавлением 20-25% WC мас. к исходной порошковой смеси. Такой эффект обеспечивается лучшей растворимостью WC и, следовательно, большим эффектом легирования твердого раствора γ как углеродом, так и карбидообразующими элементами.

    По данным EDAX растворимость вольфрама в матрице покрытия возрастает с 3,5 до 11% мас. с содержанием WC в исходной смеси. Это связано со снижением температуры начала мартенситного превращения и увеличением количества метастабильного остаточного аустенита после охлаждения (закалки).Из [5, 6] следует, что, повышая температуру закалки быстрорежущей стали М2, мы одновременно увеличиваем содержание как углерода, так и легирующих элементов, снижающих температуру мартенситного превращения. В нашей ситуации мы фактически имеем дело с закалкой из жидкой микрованны, что служит для дополнительного уменьшения температурного интервала мартенситного превращения. Более высокое содержание остаточного аустенита обеспечивает минимальную твердость М2 + 20% мас. Композитные покрытия WC находятся на уровне 6 ГПа (рис. 7(б), кривая 1).

    Как видно из нисходящей части кривой на рис. 7(а), количество остаточного аустенита снижается при увеличении содержания WC в исходной смеси от 30 до 50% мас. Объяснением этого является неполное растворение как частиц M 6 C, так и частиц WC, которые затем служат либо зародышами кристаллизации, либо подложками для эпитаксиального роста смешанного карбида из аустенита. Одновременно этот же эффект снижает перегрев ванны расплава и, следовательно, растворимость в ней карбидов.Кроме того, пониженное содержание связующей фазы в покрытии способствует релаксации напряжений, вызванных разницей объемов фаз α и γ . Также это служит для более полной трансформации. Обсуждаемое здесь аномальное поведение аустенита в покрытиях должно сказываться на их износостойкости.

    3.1. Абразивный износ

    Скорость износа частицами кварца быстро снижается для твердых покрытий, содержащих до 20% вес. WC, тогда как некоторый рост наблюдается при содержании от 25 до 30% мас.Покрытия для туалетов. Однако скорость износа продолжает снижаться при более высоком содержании WC (рис. 8(а)). Локальный максимум скорости изнашивания (рис. 8, а) может найти свое объяснение в структурных изменениях, происходящих в покрытии при нанесении 20% мас. WC порошковые смеси. В этом случае начинается формирование карбидной каркасной структуры с участием исходных частиц WC. Также этому эффекту может способствовать использование абразивных частиц кварца ограненной формы. При использовании электрокорунда скорость изнашивания снижается с ростом содержания WC.Это особенно относится к покрытиям, нанесенным из 20% мас. Смеси порошков WC (рис. 8(b)). Другой аспект заключается в том, что использование более твердых абразивных частиц обеспечивает более высокую скорость износа примерно в 20 раз по сравнению с кварцевым песком.

    С учетом микроструктуры на рис. 5 и 6, объемного содержания аустенита на рис. 7(а), твердости (рис. 7(б)) и зависимости скорости изнашивания на рис. 8 в зависимости от содержания WC в исходной порошковой смеси , можно говорить об улучшении износостойкости за счет большего количества аустенита в образцах, наплавленных для получения мультимодального ( , и ) распределения упрочняющих карбидных фаз по размерам.Такое распределение служит для обеспечения более тонких слоев межкарбидной связки и, таким образом, для уменьшения их избирательного износа и предотвращения выкрашивания карбидов.

    Кроме того, поскольку метастабильный аустенит способен к частичному мартенситному превращению, вызванному деформацией, это обеспечивает дополнительный эффект снятия напряжения во время износа. По данным РФА количество -фазы в покрытии М2 + 20% WC увеличилось на 40% об. после испытания на абразивный износ. Это мартенситное превращение в сочетании с субструктурным деформационным упрочнением приводит к росту твердости от 6 до 10 ГПа в приповерхностной части покрытий на глубине 40  мкм м ниже изношенной поверхности (рис. 7(б)).

    Другим конструктивным фактором, важным для повышения износостойкости композиционного покрытия с метастабильной аустенитной матрицей, является его более высокая способность по сравнению с мартенситом удерживать хрупкие карбидные фазы и тем самым препятствовать их выкрашиванию как при микрорезании, так и при усталостном изнашивании. Это справедливо как для первичных дендритных карбидов, обнаруживаемых на границах зерен, так и для вторичных равноосных внутризеренных мелкозернистых карбидов [4]. Ни однократный, ни двукратный отпуск покрытий не в состоянии изменить зависимость скорости изнашивания от содержания карбида вольфрама, хотя абсолютные значения несколько увеличиваются по сравнению с таковыми после наплавки (рис. 8(б), 8(в), 8(г). )).Такое поведение может быть связано с тем, что отпуск частично превращает аустенит в мартенсит и, следовательно, уменьшает влияние аустенита на снятие напряжений при превращении. С этой точки зрения отпуск не является желаемой термической обработкой после наплавки.

    Степень износа М2 + 40% мас. На покрытие WC большое влияние оказывает термическая обработка. Микроструктура этого покрытия демонстрирует карбидный каркас, состоящий из карбидов M 6 C и WC (рис. 6(c)). Связующее только что нанесенного покрытия содержит около 50% об.аустенита (рис. 7(а)), что оказывает положительное влияние как на снятие напряжения, так и на предотвращение выкрашивания карбидных частиц.

    Поскольку закалка приводит к частичному превращению, она служит для ухудшения как сопротивления выкрашиванию, так и способности удерживать карбиды. Наконец, скорость износа М2 + 40% мас. Покрытия WC повышены на 40% на изнашивание частицами электрокорунда.

    Формирование карбидного каркаса наблюдается в М2 + 50% WC мас. покрытие (рис. 6(d)). Однако эти карбидные частицы M 6 C являются более крупными по сравнению с частицами, обнаруженными в M2 + 40% вес.Покрытие WC (рис. 6(c)). Связующая фаза находится в виде изолированных частиц и поэтому не оказывает большого влияния на износостойкость этого покрытия. При сравнении износостойкости наплавленных и термообработанных покрытий отметим увеличение скорости изнашивания в последнем случае на ~20%. Мы предполагаем, что отслаивание крупных карбидных частиц затруднено, а карбидный каркас стабилен по отношению к чистому абразивному износу. Однако ударная нагрузка от абразивных частиц увеличивает скорость износа как карбидного каркаса, так и более хрупкой матрицы.Также карбидная сеть трещин образуется в наплавленном М2 + 50% мас. WC покрытия, которые добавят к процессу.

    Отсюда следует, что высокая износостойкость показанных ранее композиционных покрытий обусловлена ​​высоким содержанием остаточного аустенита. Такой вывод подтверждается многочисленными данными, обнаруженными в литературных источниках [2, 4, 7, 8]. Еще одним фактором, способствующим износостойкости, является полимодальное распределение частиц карбида по размерам. Помимо остаточного аустенита, существуют и другие важные факторы, определяющие износостойкость быстрорежущих сталей, такие как происхождение, количество, характер распределения и размер карбидов [8-10].Известно [11], что более высокая износостойкость литых быстрорежущих сталей по сравнению с деформируемыми объясняется наличием твердого эвтектического карбидного каркаса, образующегося по границам γ -твердый раствор. Установлено, что карбидный каркас более эффективен для лучшей износостойкости по сравнению с изолированными крупными карбидными частицами в условиях как абразивного, так и окислительного изнашивания.

    Для предотвращения износа относительно мягких зерен матрицы одним из возможных решений является их армирование мелкими карбидами.Поиск литературы по твердому сплаву WC-Co [12–14] показывает, что при последовательном уменьшении размера карбидной фазы от микро- до субмикро-, а затем до наноразмера при неизменном содержании Co мы уменьшаем межкарбидный связующий слой и одновременно увеличиваем твердость. Износостойкость повышается как при абразивном, так и при скользящем износе за счет достижения более мелких зерен карбида и более тонких слоев межкарбидной связки, что служит для ограничения селективного износа связки и дальнейшего выкрашивания карбидных частиц [12, 13].

    Таким образом, покрытие М2 + 20% WC является наиболее предпочтительным для наплавки шеек вала-шестерни, так как оно показывает хорошие показатели износостойкости, твердости, отсутствия поверхностного растрескивания, структурной однородности покрытия и высокого содержания остаточного аустенита, что один из основных факторов снижения циклических внешних напряжений.

    4. Выводы

    (1) Установлено, что частицы WC взаимодействуют с частицами быстрорежущей стали М2 в порошковой смеси при спекании пороховых кеков с образованием карбида М 6 С.Содержание WC в исходной порошковой смеси увеличилось с 10 до 40% мас. соответствует содержанию WC от 20 до 25% об. в торте. (2) Как показано, добавление от 20 до 25% вес. Введение WC в наплавочную смесь приводит к повышенному содержанию карбида М 6 С в виде эвтектических 5,9  мкм мкм и мелких карбидов 0,25  мкм мкм внутри зерен (многомодальное распределение по размерам) помимо VC 0,65  мкм мкм карбидов и большее количество аустенита — 88% об. (3) Увеличение содержания WC в исходной порошковой смеси способствует снижению скорости абразивного износа независимо от типа абразивных частиц, используемых в испытании (рис. 8).Наиболее интенсивный рост износостойкости наблюдается при содержании WC 20% мас. покрытия. Это связано как со снятием механических напряжений за счет деформационного мартенситного превращения в процессе испытаний на износ, так и с влиянием полимодального распределения карбидов по размерам.

    Благодарность

    Работа выполнена при финансовой поддержке Государственного Задания НИР ТПУ №. 8.3664.2011.

    20ХН3А,20ХН3А,20ХН3А,20ЧН3А,20CrNi3A,Stale konstrukcyjne stopowe do ulepszania cieplnego

    Przeznaczona do wyrobu sprzętu szczególnie obciążonego.

    92 711

    Норма
    +
    0,60
    Max
    0,30
    0,90


    0,15

    Ti Max 0,030
    V Max 0,05
    W Max 0,20
    9001 90 90 015
    Gatunek
    Stali

    Skład chemiczny (%)

    С
    Mn
    Си
    Р
    S
    Cu
    Кр
    Ni
    Мо
    Inne
    20HN3A
    PN
    0,18
    0,24
    0,30
    0,60
    0,17
    0,37
    Max
    0,030
    Max
    0,030
    макс.
    0,20
    0,60
    927 06 0,90
    2,80 3,20
    Ти макс
    0030
    20HN3A 20KHN3A
    20XN3A 20ChN3A
    ГОСТ
    0,17
    0,24
    0,17
    0,37
    Max
    0,025
    Макс
    0,025
    2,75
    3,15


    20CHN3A
    0,17
    0,24
    0,30
    0,60
    927 06
    0,17 0,37
    макс 0025
    макс 0,025
    макс 0.30
    0,60 0,90
    2,75
    2,15
    3,15
    14 NiCr 14
    141706 14 Nicr 10
    141745
    DIN
    0,14
    0,20
    0,10
    0,17
    0,40
    0,40
    Макс
    0,40
    0,15
    0,35
    Max
    0,035
    9 0016
    Макс
    0,035
    0,90
    0,555
    0,95
    3,00
    3, 50
    2,25
    2,25
    2,75
    20crni3a
    GB / T
    0,17
    0,24
    0,30
    0,60
    0,17
    0,37
    Max
    0,025
    Max
    0,025
    MAX
    0,25
    0,60
    0,90
    2,75
    3,15

    Сталь konstrukcyjna stopowa, przeznaczona на podzespoły я Części од których wymagane шутя zwiększona plastyczność я ciągliwość rdzenia уплотнительное przekroju сделать фи 50 TAKIE Jak: Bardzo obciążone Вали, koła zębate, wkręty, Walki, sworznie ИТП.

    Gatunek о średniej hartowności, skłonny сделать tworzenia płatków я kruchości odpuszczania, hartuje się najczęściej ш oleju także nadaje się делают nawęglania я cyjanowania


    Spawanie Сталь 20HN3A ма ograniczoną spawalność. Ten gatunek stali spawać, można jedynie w wyjątkowych przypadkach, najlepiej po wyżarzaniu zmiękczającym. Przed spawaniem stal należy nagrzać do Temperature zależnych od grubości części łączonych.
    Температура WSTępnego Nagrzewania Przy Grubościach:
    DO 15 мм 150 ÷ ​​225
    Powyżej 15 DO 25 мм 175 ÷ 250 o C
    Powyżej 25 DO 50 мм 200 ÷ 3007 O C

    Niższe MokaTury Można Stosować przy spawaniu stali o minimalnej wartości C e ( równoważnik węgla ) i grubościach odpowiadających dolnym granicom zakresów oraz przy dużych natężeniach prądu spawania lub przy 2 901 w osłonie COPrzy spawaniu dużych części zaleca się stosować międzyoperacyjne wyżarzanie odprężające. Bezposrednio po spawaniu, a przed ostygnięciem poniżej Temperature podanych w tablicy, połączenie zaleca się wyżarzać zmiękczająco lub ulepszać cieplnie. W razie niemożności przeprowadzenia obróbki cieplnej bezposrednio po spawaniu połączenia należy studzić do Temperature otoczenia powoli, np. razem z piecem lub po nakryciu matami azbestowymi albo też w gorącym piasku. Spawać można łukowo elektrodami otulonymi lub w osłonie CO 2 , przy czym korzystniejsze jest spawanie stali w stanie wyżarzonym zmiękczająco.

    Zgrzewanie
    Stal 20HN3A nadaje się do łączenia metodami zgrzewania elektrycznego, oporowego lub tarciowego. Zakresy optymalnych parametrów przy zgrzewaniu oporowym są węższe od stosowanych przy zgrzewaniu stali niskowęglowych. Korzystniejsze jest zgrzewanie stali w stanie wyżarzonym zmiękczająco. Uzyskane połączenia mogą mieć własności mechaniczne zbliżone do własności stali zgrzewanej bez stosowania lub po zastosowaniu zabiegów cieplnych.

    Cęcie termiczne
    Изготовление из стали 20HN3A может производить газовое топливо ацетиленово-тленовым маслом с пропаново-бутаново-тленовым альбо-луково струмиением плазмы.Przed cięciem należy stal wstępnie podgrzać do температуры 200÷275°C. Cięte powierzchnie należy studzić w spokojnym powietrzu.

    Obróbka cieplna:

    Zmiękczanie
    температура 640÷680 o C , chłodzenie —  możliwie powolne, twardość max. 229 HB

    Normalizowanie
    температура 840 ÷ 870 O C, chłodzenie ш spokojnym powietrzu

    Hartowanie
    температура 820 ÷ 840 O С chłodzenie ш oleju (LUB ш cieplej Wodzie)

    Odpuszczanie
    температура 500 ÷ 650 O C, chłodzenie ш oleju смазочного Wodzie DLA uniknięcia kruchości odpuszczania
    температуры 500 ÷ 650 ø С, chłodzenie ш powietrzu

    Odpuszczanie ро nawęgleniu LUB cyjanowaniu
    температурой 150 ÷ 180 о С, chłodzenie ш powietrzu

    Nawęglanie
    температура 900 ÷ 920 O C г następnym, często dwukrotnym hartowaniem я niskim odpuszczaniem

    Cyjanowanie
    температура 840 ÷ 860 о С

    Вт gatunku 20HN3A смазочного odpowiedniku, dostarczamy Prety walcowane okrągłe, płaskie, kwadratowe, odkuwki swobodne, pręty kute okrągłe, kwadraty.

    Zobacz także Inne gatunki przeznaczone сделать ulepszania cieplnego

    12HN3A -stal chromowo-niklowa 1.5752,15CrNi13
    20HN3A -stal chromowo-niklowa
    30HGSNA -stal chromowo-manganowo-krzemowo-niklowa
    30h3N2M -stal chromowo-niklowo-molibdenowa 30CrNiMo8, 1,6580
    36HNM -stal chromowo-niklowo-molibdenowa 36CrNiMo4, 16511
    37HS -stal chromowo-krzemowa
    40h3MF -stal chromowo-molibdenowo-wanadowa
    40HNMA -stal chromowo-niklowo-molibdenowa (AISI 4340, 40NiCrMo6, 40NiCrMo7, 36NiCrMo16, 1.6565)
    45HN -stal chromowo-niklowa
    45HNMF / 45HNMFA -stal chromowo-niklowo-molibdenowo-wanadowa

    Pozostałe затхлый konstrukcyjne stopowe

    Stal konstrukcyjna stopowa делать nawęglania
    Stal konstrukcyjna stopowa делать azotowania
    Stal konstrukcyjna stopowa sprężynowa
    Stal konstrukcyjna stopowa łożyskowa
    сталь строительная остановка до ulepszania cieplnego
    сталь строительная остановка do pracy w podwyższonych Temperaturach — stal kotłowa

    .

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.