20ХН3А
Характеристика материала. Сталь 20ХН3А.
Марка | сталь 20ХН3А |
Заменитель: | СТАЛЬ20ХГНР,сталь 20ХНГ,СТАЛЬ38ХА,сталь 15Х2ГН2ТА, СТАЛЬ20ХГР |
Классификация | Сталь конструкционная легированная.Хромоникелевая |
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 в % материала 20ХН3А
C | Si | Mn | Ni | S | P | Cr | Cu |
0.17 — 0.24 | 0.17 — 0.37 | 0.3 — 0.6 | 2.75 — 3.15 | до 0.025 | до 0.025 | 0.6 — 0.9 | до 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 .
Сортамент | Размер | Напр. | sв | sT | d5 | y | KCU | |
— | мм | — | МПа | МПа | % | % | кДж / м2 | — |
Пруток | Æ 15 |
| 930 | 735 | 12 | 55 | 1080 | Закалка и отпуск |
Твердость материала 20ХН3А после отжига , | HB 10 -1 = 255 МПа |
Физические свойства материала 20ХН3А .
T | E 10— 5 | a 10 6 | l | r | C | R 10 9 |
Град | МПа | Вт/(м·град) | кг/м3 | Дж/(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 |
|
T | E 10— 5 | a 10 6 | l | r | C | R 10 9 |
Технологические свойства материала 20ХН3А .
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] |
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 |
s-stal.ru
20ХН3А | uralspecmet.ru
Температура критических точек материала 20ХН3А.
Ac1 =730, Ac3(Acm) =810, Ar3(Arcm) =700, Ar1 =615, Mn =340 |
Механические свойства при Т=20oС материала 20ХН3А
.
Сортамент | Размер | Напр. | sв | sT | d5 | y | KCU | Термообр. |
— | мм | — | МПа | МПа | % | % | кДж / м2 | — |
Пруток | Ж 15 | 930 | 735 | 12 | 55 | 1080 | Закалка и отпуск |
Твердостьматериала 20ХН3А после отжига , | HB 10 -1 = 255 МПа |
Физические свойства материала 20ХН3А .
T | E 10— 5 | a 10 6 | l | r | C | R10 9 |
Град | МПа | 1/Град | Вт/(м·град) | кг/м3 | Дж/(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 | ||
T | E 10— 5 | a 10 6 | l | r | C | R10 9 |
Технологические свойства материала 20ХН3А .
Свариваемость: | ограниченно свариваемая. |
Флокеночувствительность: | чувствительна. |
Склонность к отпускной хрупкости: | склонна. |
Зарубежные аналоги материала 20ХН3А
Внимание! Указаны как точные, так и ближайшие аналоги.
Франция | Швеция | Болгария | Польша |
AFNOR | SS | BDS | PN |
| | | |
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 |
uralspecmet.ru
Сталь 20ХН3А, ст 20ХН3А, ст20ХН3А, труба сталь лист круг 20ХН3А
Сталь 20ХН3А (СТ20ХН3А, СТ 20ХН3А) сталь конструкционная легированная
Характеристика стали 20ХН3А (СТ20ХН3А, СТ 20ХН3А)
Марка: | 20ХН3А |
Заменитель: | 20ХГНР, 20ХНГ, 38ХА, 15Х2ГН2ТА, 20ХГР |
Классификация: | 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 в % стали 20ХН3А (СТ20ХН3А, СТ 20ХН3А)
C | Si | Mn | Ni | S | P | Cr | Cu |
0.17 — 0.24 | 0.17 — 0.37 | 0.3 — 0.6 | 2.75 — 3.15 | до 0.025 | до 0.025 | 0.6 — 0.9 | до 0.3 |
Температура критических точек стали 20ХН3А (СТ20ХН3А, СТ 20ХН3А)
Ac1 = 730 , Ac3(Acm) = 810 , Ar3(Arcm) = 700 , Ar1 = 615 , Mn = 340 |
Механические свойства при Т=20oС стали 20ХН3А (СТ20ХН3А, СТ 20ХН3А)
Сортамент | Размер | Напр. | sв | sT | d5 | y | KCU | Термообр. |
— | мм | — | МПа | МПа | % | % | кДж / м2 | — |
Пруток | Ж 15 | 930 | 735 | 12 | 55 | 1080 | Закалка и отпуск |
Твердость материала 20ХН3А после отжига , | HB 10 -1 = 255 МПа |
Физические свойства стали 20ХН3А (СТ20ХН3А, СТ 20ХН3А)
T | E 10- 5 | a 10 6 | l | r | C | R 10 9 |
Град | МПа | 1/Град | Вт/(м·град) | кг/м3 | Дж/(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 | ||
T | E 10- 5 | a 10 6 | l | r | C | R 10 9 |
Технологические свойства стали 20ХН3А (СТ20ХН3А, СТ 20ХН3А)
Свариваемость: | ограниченно свариваемая. |
Флокеночувствительность: | чувствительна. |
Склонность к отпускной хрупкости: | склонна. |
Обозначения:
Механические свойства стали 20ХН3А (СТ20ХН3А, СТ 20ХН3А): | |
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 стали 20ХН3А (СТ20ХН3А, СТ 20ХН3А): | |
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 стали 20ХН3А (СТ20ХН3А, СТ 20ХН3А): | |
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 |
www.konarspb.ru
Марка стали |
Вид поставки
Поковки и кованые заготовки – ГОСТ 8479–70. Сортовой и фасонный прокат – ГОСТ 4543–71. Трубы – ОСТ 14–21–77. |
|||||||||||||||||||||||||||||||
20ХН3А |
||||||||||||||||||||||||||||||||
Массовая доля элементов, % по ГОСТ 4543–71 |
Температура критических точек, ºС |
|||||||||||||||||||||||||||||||
C |
Si |
Mn |
S |
P |
Cr |
Ni |
Mo |
V |
W |
Ti |
Cu |
Ас1 |
Ас3 |
Аr1 |
Аr3 |
Мн |
||||||||||||||||
0,17–0,24 |
0,17–0,37 |
0,30–0,60 |
≤ 0,025 |
≤ 0,025 |
0,60– 0,90 |
2,75–3,15 |
– |
– |
– |
– |
≤ 0,30 |
730 |
810 |
615 |
700 |
340 |
||||||||||||||||
Механические свойства при комнатной температуре
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
НД |
Режим термообработки |
Сечение, мм |
σ0,2, Н/мм2 |
σВ, Н/мм2 |
δ, % |
Ψ, % |
KCU, Дж/см2 |
HRC |
НВ |
|||||||||||||||||||||||
Операция
|
t, ºС |
Охлаждающая среда |
не менее |
|||||||||||||||||||||||||||||
ГОСТ 4543–71 |
Отжиг |
|
С печью |
Свыше 5 |
Не определяются |
|
≤ 255 |
|||||||||||||||||||||||||
Закалка Отпуск |
820 500 |
Масло Вода или масло |
До 80
Свыше 80 до 150
Свыше 150 |
735
735
735 |
930
930
930 |
12
10
9 |
55
50
45
|
108
97
92 |
–
|
– |
||||||||||||||||||||||
ГОСТ 8479–70 |
Закалка
Отпуск |
|
|
До 100 |
685 |
835 |
13 |
42 |
59 |
– |
262–311 |
|||||||||||||||||||||
ДЦ |
Цементация
Нормализация1
Отпуск1
Закалка
Отпуск |
920–950
870–890
630–660
790–810
180–200 |
Воздух Воздух Масло Воздух |
До 1002 |
685 |
880 |
11 |
50 |
69 |
Повер- хности 58–62 |
Серд- цеви- ны ≥ 240 |
|||||||||||||||||||||
Закалка Отпуск |
850 200
|
Масло Воздух |
5
15
20
|
1220
1180
1080 |
1420
1370
1270 |
12
13
13 |
55
65
65 |
86
76
89 |
Повер- хности 44 |
– |
||||||||||||||||||||||
Закалка Отпуск
|
880 600 |
Масло Воздух |
30
50
80
220
2203
|
700
610
580
510
570 |
800
730
700
660
690 |
20
19
23
14
23 |
70
71
68
51
67 |
167
167
167
167
157 |
– |
–
|
||||||||||||||||||||||
1 Операции применяются для ответственных деталей сложной конфигурации с целью понижения устойчивости остаточного аустенита в цементированном слое, получения более высокой и равномерной твердости поверхности после закалки и низкого отпуска и уменьшения деформации.
2 Механические свойства сердцевины ориентировочные и при изготовлении деталей не определяются.
3 Место вырезки образца – край.
|
stalmaximum.ru
20ХН3А
Сталь конструкционная легированнаяХарактеристика материала 20ХН3А
Марка: | 20ХН3А |
Заменитель: | 20ХГНР, 20ХНГ, 38ХА, 15Х2ГН2ТА, 20ХГР |
Классификация: | 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 в % материала 20ХН3А.
C | Si | Mn | Ni | S | P | Cr | Cu |
0.17-0.24 | 0.17-0.37 | 0.3-0.6 | 2.75-3.15 | до 0.025 | до 0.025 | 0.6-0.9 | до 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.
Сортамент | Размер | Напр. | sв | sT | d5 | y | KCU | Термообр. |
— | мм | — | МПа | МПа | % | % | кДж / м2 | — |
Пруток | Ж 15 | 930 | 735 | 12 | 55 | 1080 | Закалка и отпуск |
Твердость материала 20ХН3А после отжига | HB=255 |
Физические свойства материала 20ХН3А.
T | E 10-5 | a106 | l | r | C | R 109 |
Град | МПа | 1/Град | Вт/(м·град) | кг/м3 | Дж/(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 | 12.0 | 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 |
Технологические свойства материала 20ХН3А.
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 |
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 |
Источник: www.splav.kharkov.com
www.constali.ru
Вариант 108д.
Одним из методов поверхностного упрочнения стальных деталей является процесс химико-термической обработки – цементация. Для деталей ответственного назначения сильно нагруженных, испытывающих динамические нагрузки применяют сложнолегированные стали.
Валик изготовлен из стали марки 20ХН3А. Укажите режим цементации и режимы последующей термической обработки. Постройте график термической обработки в координатах температура-время.
Опишите структурные превращения, протекающие при термической обработке в поверхностном слое и сердцевине детали. Укажите влияние легирующих элементов на свойства данной стали.
Приветите основные сведенья об этой стали: ГОСТ, химический состав, механические свойства, применение, недостатки и др.
Отчёт.
Технологический процесс диффузионного насыщения углеродом называется цементацией.
Для получения заданного комплекса механических свойств после цементации необхожима дополнительная термическая обработка.
Для тяжелонагруженных трущихся деталей машин, испытывающих в условиях работы динамическое нагружение, в результате термической обработки нужно получить не только высокую поверхностную твёрдость, но и высокую прочность и высокую ударную вязкость. Для обеспечения указанных свойств требуется получить мелкое зерно как на поверхности детали, так и в сердцевине. В таких ответственных случаях цементованные детали подвергают сложной термической обработке, состоящей из двух последовательно проводимых закалок и низкого отпуска.
При первой закалке нагреваем данную сталь до 840-880ºС. При второй закалке деталь нагреваем до 760-780ºС.
Окончательной операцией термической обработки является низкий отпуск при 160-200ºС, уменьшающий остаточные напряжения и не снижающий твёрдость стали.
Данный режим термообработки обеспечивает получение следующих свойств:
σ0.2=1270 Мпа, δ=15%,
σв=1510 Мпа, ψ=60%
Режим термической обработки стали 20хн3а.
Сталь 20ХН3А –это доэвтектоидная сталь с критическими точками:
Критическая точка | °С |
Ac1 | 730 |
Ac3 | 810 |
При первой закалке деталь нагревают до температуры на 30-50ºС выше температуры Ас3. При таком нагреве во всём объёме детали установится аустенитное состояние. Нагрев до температур, лишь немного превышающих Ас3 , вызывает перекристаллизацию сердцевины детали с образованием мелкого аустенитного зерна, что обеспечить мелкозернистость продуктов распада. При данной температуре весь диффузионный слой переходит в аустенитное состояние, поэтому, чтобы предотвратить выделение цементита, проводят закалку.
При второй закалке деталь нагревают до тмпературы, превышающей температуру Ас1 на 30-50ºС. В процессе нагрева мартенсит, полученный в результате первой закалки, отпускается, что сопровождается образованием глобулярных карбидов, которые в определённом количестве сохраняются после неполной закалки в поверхностной заэвтектоидной части слоя, увеличивая его твёрдость. Вторая закалка также обеспечивает мелкое зерно в науглерожнном слое.
Далее следует низкий отпуск, о котором было сказано выше.
После этих термических обработок поверхностный слой приобретает структуру отпущенного мартенсита с включениями глобулярных карбидов, а сердцевина после закалки в масле приобретает, в соответствии с количеством легирующих элементов, структуру низкоуглеродистого мартенсита в смеси с нижним бейнитом, которая обеспечивает сочетание высокой прочности и вязкости.
Влияние легирующих элементов.
Г(Mn) – марганец:
Влияние на свойства аустенита: понижает все критические точки, расширяет -область, увеличивает склонность к росту зерна, увеличивает прокаливаемость, замедляет превращения аустенита, уменьшает Vз.кр, резко понижает точку МН (при 4% до 0С), резко увеличивает Аост. Влияние на прочие свойства: повышает вр стали в равновесном состоянии, увеличивает склонность к отпускной хрупкости, в инструментальной стали содействует уменьшению деформации при закалке.
С(Si) –кремний:
Влияние на свойства аустенита: повышает критические точки А1 и А3, сужает -область, увеличивает склонность к росту зерна, резко увеличивает прокаливаемость, замедляет превращения аустенита, уменьшает Vз.кр, не оказывая влияния на точку, несколько увеличивает Аост.
Влияние на прочие свойства: активно раскисляет, является легирующим элементом стали со специальными электрическими и магнитными свойствами, повышает вр и снижает aH и δ стали в равновесном и высокоотпущенном состоянии, увеличивает склонность к отпускной хрупкости.
Х(Cr) –хром:
понижает точку А3 и повышает точку А1, сужает -область, препятствует росту зерна, резко увеличивает прокаливаемость, уменьшает Vз.кр, понижает точку МН, увеличивает Аост.
Влияние на прочие свойства:растворяется в цементите, замещая атом железа, поваышает стойкость против коррозии (при содержании >1%) и окисления, увеличивает износостойкость, повышает сопротивляемость снижению прочности при высоких температурах.
studfiles.net
Доска объявлений | Сталь 20ХН3А — характеристика, химический состав, свойства, твердостьСталь 20ХН3АОбщие сведения
Химический состав
Механические свойстваМеханические свойства
Механические свойства в зависимости от температуры отпуска
Механические свойства в зависимости от сечения
Технологические свойства
Температура критических точек
Ударная вязкостьУдарная вязкость, KCU, Дж/см2
Предел выносливости
ПрокаливаемостьЗакалка 830 С.
Физические свойства
[ Назад ] |
s-metall.com.ua