20Хнза сталь – Сталь 20ХН3А | Металл марки 20ХН3А хромоникелевая нержавеющая сталь | Свойства и характеристики механические | Производство и продажа ГОСТ | Купить или заказать литье | Цена стоимость расценки прайс лист

20ХН3А КРЕПЕЖ МАТЕРИАЛ СТ. 20ХН3А СТАЛЬ 20ХН3А МЕХ. СВОЙСТВА СТАЛИ 20ХН3А ХИМ. СОСТАВ СТАЛИ 20ХН3А

Характеристика материала ст. 20ХН3А.

Марка: 20ХН3А
Заменитель: 20ХГНР, 20ХНГ, 38ХА, 15Х2ГН2ТА, 20ХГР
Классификация: Сталь конструкционная легированная
Продукция, предлагаемая предприятиями-рекламодателями: высокопрочные крепежные изделия.
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 - 0.240.17 - 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.sTd5y KCU Термообр.
- мм - МПа МПа % % кДж / м2 -
Пруток Ж 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/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  
TE 10- 5a 10 6lrCR 10 9

Технологические свойства материала 20ХН3А.

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

Обозначения:

Механические свойства:
- 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

www.12821-80.ru

20ХНЗА

Марка :               20ХН3А

Заменитель:    20ХГНР, 20ХНГ, 38ХА, 15Х2ГН2ТА, 20ХГР

Классификация : Сталь конструкционная легированная

Дополнение:   Сталь 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.

 

Гайка АМ12-6Н ст.20ХН3А Гост 9064-75                                                                                          

 

 Гайка АМ16-6Н ст.20ХН3А Гост 9064-75                                                                                          

 

 Гайка АМ20-6Н ст.20ХН3А Гост 9064-75                                                                                           

 

 Гайка АМ24-6Н ст.20ХН3А Гост 9064-75                                                                                          

 

 Гайка АМ27-6Н ст.20ХН3А Гост 9064-75                                                                                           

 

 Гайка АМ30-6Н ст.20ХН3А Гост 9064-75                                                                                          

 

 Гайка АМ33-6Н ст.20ХН3А Гост 9064-75                                                                                           

 

 Гайка АМ36-6Н ст.20ХН3А Гост 9064-75                                                                                          

 

 Гайка АМ39-6Н ст.20ХН3А Гост 9064-75                                                                                           

 

 Гайка АМ42-6Н ст.20ХН3А Гост 9064-75                                                                                          

 

 Гайка АМ48-6Н ст.20ХН3А Гост 9064-75                                                                                           

 

 Гайка АМ52-6Н ст.20ХН3А Гост 9064-76

 

 Шайба 12 ст.20ХН3А Гост 9065-75                                                                                      

 

 Шайба 16 ст.20ХН3А Гост 9065-75                                                                                       

 

 Шайба 20 ст.20ХН3А Гост 9065-75                                                                                      

 

 Шайба 24 ст.20ХН3А Гост 9065-75                                                                                      

 

 Шайба 27 ст.20ХН3А Гост 9065-75                                                                                      

 

 Шайба 30 ст.20ХН3А Гост 9065-75                                                                                      

 

 Шайба 36 ст.20ХН3А Гост 9065-75                                                                                      

 

 Шайба 42 ст.20ХН3А Гост 9065-75                                                                                      

 

 Шайба 48 ст.20ХН3А Гост 9065-75                                                                                      

 

 Шпилька АМ12-6gх60 ст.20ХН3А Гост 9066-75                                                                                            

 

 Шпилька АМ12-6gх70 ст.20ХН3А Гост 9066-75                                                                                            

 

 Шпилька АМ12-6gх80 ст.20ХН3А Гост 9066-75                                                                                            

 

 Шпилька АМ12-6gх90 ст.20ХН3А Гост 9066-75                                                                                            

 

 Шпилька АМ12-6gх100 ст.20ХН3А Гост 9066-75                                                                                          

 

 Шпилька АМ12-6gх110 ст.20ХН3А Гост 9066-75                                                                                           

 

 Шпилька АМ12-6gх120 ст.20ХН3А Гост 9066-75                                                                                          

 

 Шпилька АМ12-6gх130 ст.20ХН3А Гост 9066-75                                                                                           

 

 Шпилька АМ16-6gх70 ст.20ХН3А Гост 9066-75                                                                                            

 

 Шпилька АМ16-6gх80 ст.20ХН3А Гост 9066-75                                                                                            

 

 Шпилька АМ16-6gх90 ст.20ХН3А Гост 9066-75                                                                                             

 

 Шпилька АМ16-6gх100 ст.20ХН3А Гост 9066-75                                                                                          

 

 Шпилька АМ16-6gх110 ст.20ХН3А Гост 9066-75                                                                                           

 

 Шпилька АМ16-6gх120 ст.20ХН3А Гост 9066-75                                                                                          

 

 Шпилька АМ16-6gх130 ст.20ХН3А Гост 9066-75                                                                                           

 

 Шпилька АМ16-6gх140 ст.20ХН3А Гост 9066-75                                                                                          

 

 Шпилька АМ16-6gх150 ст.20ХН3А Гост 9066-75                                                                                           

 

 Шпилька АМ16-6gх160 ст.20ХН3А Гост 9066-75                                                                                          

 

 Шпилька АМ16-6gх170 ст.20ХН3А Гост 9066-75                                                                                           

 

 Шпилька АМ16-6gх180 ст.20ХН3А Гост 9066-75                                                                                          

 

 Шпилька АМ16-6gх190 ст.20ХН3А Гост 9066-75                                                                                          

 

 Шпилька АМ20-6gх100 ст.20ХН3А Гост 9066-75                                                                                          

 

 Шпилька АМ20-6gх110 ст.20ХН3А Гост 9066-75                                                                                          

 

 Шпилька АМ20-6gх120 ст.20ХН3А Гост 9066-75                                                                                          

 

 Шпилька АМ20-6gх130 ст.20ХН3А Гост 9066-75                                                                                          

 

 Шпилька АМ20-6gх140 ст.20ХН3А Гост 9066-75                                                                                           

 

 Шпилька АМ20-6gх150 ст.20ХН3А Гост 9066-75                                                                                          

 

 Шпилька АМ20-6gх160 ст.20ХН3А Гост 9066-75                                                                                           

 

 Шпилька АМ20-6gх170 ст.20ХН3А Гост 9066-75                                                                                          

 

 Шпилька АМ20-6gх180 ст.20ХН3А Гост 9066-75                                                                                           

 

 Шпилька АМ20-6gх190 ст.20ХН3А Гост 9066-75                                                                                          

 

 Шпилька АМ20-6gх200 ст.20ХН3А Гост 9066-75                                                                                           

 

 Шпилька АМ20-6gх210 ст.20ХН3А Гост 9066-75                                                                                          

 

 Шпилька АМ20-6gх220 ст.20ХН3А Гост 9066-75                                                                                           

 

 Шпилька АМ20-6gх230 ст.20ХН3А Гост 9066-75                                                                                          

 

 Шпилька АМ20-6gх240 ст.20ХН3А Гост 9066-75                                                                                          

 

 Шпилька АМ20-6gх250 ст.20ХН3А Гост 9066-75                                                                                          

 

 Шпилька АМ20-6gх260 ст.20ХН3А Гост 9066-75                                                                                          

 

 Шпилька АМ20-6gх280 ст.20ХН3А Гост 9066-75                                                                                          

 

 Шпилька АМ20-6gх300 ст.20ХН3А Гост 9066-75                                                                                          

 

 Шпилька АМ22-6gх120 ст.20ХН3А Гост 9066-75                                                                                           

 

 Шпилька АМ22-6gх130 ст.20ХН3А Гост 9066-75                                                                                          

 

 Шпилька АМ22-6gх140 ст.20ХН3А Гост 9066-75                                                                                           

 

 Шпилька АМ22-6gх150 ст.20ХН3А Гост 9066-75                                                                                          

 

 Шпилька АМ22-6gх160 ст.20ХН3А Гост 9066-75                                                                                           

 

 Шпилька АМ22-6gх170 ст.20ХН3А Гост 9066-75                                                                                          

 

 Шпилька АМ22-6gх180 ст.20ХН3А Гост 9066-75                                                                                           

 

 Шпилька АМ22-6gх190 ст.20ХН3А Гост 9066-75                                                                                          

 

 Шпилька АМ22-6gх200 ст.20ХН3А Гост 9066-75                                                                                           

 

 Шпилька АМ24-6gх100 ст.20ХН3А Гост 9066-75                                                                                          

 

 Шпилька АМ24-6gх110 ст.20ХН3А Гост 9066-75                                                                                          

 

 Шпилька АМ24-6gх120 ст.20ХН3А Гост 9066-75                                                                                          

 

 Шпилька АМ24-6gх130 ст.20ХН3А Гост 9066-75                                                                                          

 

 Шпилька АМ24-6gх140 ст.20ХН3А Гост 9066-75                                                                                           

 

 Шпилька АМ24-6gх150 ст.20ХН3А Гост 9066-75                                                                                          

 

 Шпилька АМ24-6gх160 ст.20ХН3А Гост 9066-75                                                                                           

 

 Шпилька АМ24-6gх170 ст.20ХН3А Гост 9066-75                                                                                          

 

 Шпилька АМ24-6gх180 ст.20ХН3А Гост 9066-75                                                                                           

 

 Шпилька АМ24-6gх190 ст.20ХН3А Гост 9066-75                                                                                          

 

 Шпилька АМ24-6gх200 ст.20ХН3А Гост 9066-75                                                                                           

 

 Шпилька АМ24-6gх210 ст.20ХН3А Гост 9066-75                                                                                          

 

 Шпилька АМ24-6gх220 ст.20ХН3А Гост 9066-75                                                                                           

 

 Шпилька АМ24-6gх230 ст.20ХН3А Гост 9066-75                                                                                          

 

 Шпилька АМ24-6gх240 ст.20ХН3А Гост 9066-75                                                                                          

 

 Шпилька АМ24-6gх250 ст.20ХН3А Гост 9066-75                                                                                          

 

 Шпилька АМ24-6gх260 ст.20ХН3А Гост 9066-75                                                                                          

 

 Шпилька АМ24-6gх280 ст.20ХН3А Гост 9066-75                                                                                          

 

 Шпилька АМ24-6gх300 ст.20ХН3А Гост 9066-75                                                                                          

 

 Шпилька АМ27-6gх120 ст.20ХН3А Гост 9066-75                                                                                           

 

 Шпилька АМ27-6gх130 ст.20ХН3А Гост 9066-75                                                                                          

 

 Шпилька АМ27-6gх140 ст.20ХН3А Гост 9066-75                                                                                           

 

 Шпилька АМ27-6gх150 ст.20ХН3А Гост 9066-75                                                                                          

 

 Шпилька АМ27-6gх160 ст.20ХН3А Гост 9066-75                                                                                           

 

 Шпилька АМ27-6gх170 ст.20ХН3А Гост 9066-75                                                                                          

 

 Шпилька АМ27-6gх180 ст.20ХН3А Гост 9066-75                                                                                           

 

 Шпилька АМ27-6gх190 ст.20ХН3А Гост 9066-75                                                                                          

 

 Шпилька АМ27-6gх200 ст.20ХН3А Гост 9066-75                                                                                           

 

 Шпилька АМ27-6gх210 ст.20ХН3А Гост 9066-75                                                                                          

 

 Шпилька АМ27-6gх220 ст.20ХН3А Гост 9066-75                                                                                          

 

 Шпилька АМ27-6gх230 ст.20ХН3А Гост 9066-75                                                                                          

 

 Шпилька АМ27-6gх240 ст.20ХН3А Гост 9066-75                                                                                          

 

 Шпилька АМ27-6gх250 ст.20ХН3А Гост 9066-75                                                                                          

 

 Шпилька АМ27-6gх260 ст.20ХН3А Гост 9066-75                                                                                          

 

 Шпилька АМ27-6gх280 ст.20ХН3А Гост 9066-75                                                                                           

 

 Шпилька АМ27-6gх300 ст.20ХН3А Гост 9066-75  


lazerrf.ru

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 4543-71
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 15 930 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

yaruse.ru

4. Расшифровка марки стали:

- Сталь 30ХГСА – углерода 0,3%, хрома 1.5%, марганца 1.5%, кремния 1,5%, А - высококачественная;

- Оцинкованная (Ст5) – сталь, 5 – условный номер марки стали, покрыта цинком;

- сталь 60 – углерода 0,6%.

5. Цветовая окраска:

- Сталь 30ХГСА – синий+черный;

- Ст5 – зеленый;

- Сталь 60 – белый и коричневый.

6. Возможные области применения:

- Сталь 30ХГСА – Использование в промышленности: 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.

- Ст5 – Использование в промышленности: детали клепаных конструкций, болты, гайки, ручки, тяги, втулки, ходовые валики, клинья, стержни, звездочки,трубные решетки, фланцы и другие детали, работающие при температуре от 0 до 425 град

- Сталь 60 – Использование в промышленности: цельнокатаные колеса вагонов, валки рабочие листовых станов для горячей прокатки металлов, шпиндели, бандажи, диски сцепления, пружинные кольца амортизаторов, замочные шайбы, регулировочные шайбы, регулировочные прокладки и другие детали, к которым предъявляются требования высокой прочности и износостойкости.

Круг

сталь 20, 45:Ø 32; 34; 36; 40; 42; 44

сталь Р18К5Ф2: Ø 100; 150

Ст3пс\сп: Ø 115; 120; 150

сталь 20ХНЗА: Ø 7; 8; 9; 10

1. Вид продукции:

- Ø = 18мм; 20мм; 30мм – сортовой прокат простого профиля;

- Ø = 6мм; 7мм; 8мм; 10мм; 12мм; 14мм – сортовой прокат простого профиля;

- Ø = 26мм; 28мм; 30мм; 40мм – сортовой прокат простого профиля.

2. Вид материала:

- сталь 20

- сталь Р18К5Ф2

- Ст3пс\сп

- сталь 20ХНЗА

3. Классификационные признаки:

Классификационные признаки

сталь 20

сталь Р18К5Ф2

Ст3пс\сп

сталь 20ХНЗА

- по химическому составу

углеродистая, низкоуглеродистая (0.2%)

легированная, высокоуглеродистая (1%)

вольфрам 18%

кобальт 5% ванадий 2%

высоколегированная

углеродистая, низкоуглеродистая

(0,14-0,22%)

легированная,

низкоуглеродистая (0.2%)

хром 1,5%

никель 3%

высококачественная

низколегированная

- по степени раскисления

Не указана степень раскисления

спокойная

полуспокойная

спокойная

спокойная

- по способу производства

в электропечах и мартеновских печах

В электропечах

в электропечах и мартеновских печах

В электропечах и мартеновским способом

- по структуре

доэвтектоидная

заэвтектоидная

доэвтектоидная

доэвтектоидная

- по качеству

качественная

качественная

обыкновенная

высококачественная

- по назначению

конструктивная

инструментальная

конструктивная

конструктивная

4. Расшифровка марки стали:

- Р18К5Ф2 – быстрорежущая инструментальная сталь с массовой долей вольфрама 18%, кобальта – 5%, углерода - 1%, хрома - 4%, ванадия 2%;

- Ст3сп\пс – сталь, 3 – условный номер марки стали, сп – спокойная, пс - полуспокойная;

- сталь 20 – углеродистая сталь, 0,2% углерода.

- сталь 20ХН3А – легированная сталь, 0,25% углерода, хрома 1,5%, никеля 3%, А - Высококачественная

studfiles.net

ЗАДАЧИ ПО КОНСТРУКЦИОННЫМ СТАЛЯМ

И ЧУГУНАМ

№ 1. Заводу нужно изготовить вал диаметром 70 мм для работы с большими нагрузками. Сталь должна иметь предел текучести не ниже 750 МПА, предел выносливости не ниже 400 МПа и ударную вязкость не ниже 900 кДж/м2.

Завод имеет сталь трех марок: Ст 4, 45 и 20ХНЗА. Какую из этих сталей следует применить для изготовления вала? Нужна ли термическая обработка выбранной стали и если нужна, то какая? Дать характеристику микроструктуре и указать механи­ческие свойства после окончательной термической обработки.

 

Решение задачи № 1

Стали марок Ст 4, 45 и 20ХНЗА имеют химический состав, при­веденный в табл. 1.

Таблица 1

ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ СТАЛЕЙ, %

Сталь ГОСТ С Mn Si
Ст4   Сталь45   20ХНЗА 380—71   1050—60   4543—71   0,18—0,27   0,42—0,50   0,17—0,23 0,40—0,70   0,50—0,80   0,30—0,60 0,12—0,30   0,17—0,37   0,17—0,37

 

Продолжение табл. 1

Сталь ГОСТ Cr Ni S Р
Ст4 Сталь 45 20ХНЗА 380—71 1050—60 4543—71 ≤0,3 ≤0,25 0,60-0,90 ≤0,3 ≤0,25 2,75-3,15 ≤0,050 ≤0,045 ≤0,025 ≤0,040 ≤0,040 ≤0,025

 

Сталь марки Ст4, согласно ГОСТ, имеет следующие свойства в состоянии поставки (после прокатки или ковки): (σв == 420÷540 МПа,σт = 240÷260 МПа; δ = 21%.

Сталь 45, согласно ГОСТ, в состоянии поставки (после прокатки и отжига) имеет твердость не более НВ 207. При твердости НВ 190— 200 сталь имеет предел прочности не выше 600—620 МПа, а при твердости ниже НВ 180 предел прочности не превышает 550—600 МПа. Для отожженной углеродистой стали отношение σтв составляет примерно 0,5. Следовательно, предел текучести стали 45 в этом со­стоянии не превышает 270—320 МПа.

Сталь 20ХНЗА, согласно ГОСТ, в состоянии поставки (после про­катки и отжига) имеет твердость не более НВ 250. Следовательно, предел прочности при твердости НВ 230—250 не превышает 670— 750 МПа и может быть ниже 600 МПа для плавок с более низкой твердостью. Тогда предел текучести составляет 350—400 МПа, так как σтв для отожженной легированной стали 0,5—0,6.

Таким образом, для получения заданной величины предела те­кучести вал необходимо подвергнуть термической обработке.

Для низкоуглеродистой стали Ст4 улучшающее влияние терми­ческой обработки незначительно. Кроме того, Ст4 — как сталь обыкновенного качества имеет повышенное содержание серы и фосфора (см. табл. 1), которые понижают механические свойства и особенно сопротивление ударным нагрузкам.

Для такого ответственного изделия, как вал двигателя, поломка которого нарушает работу машины, применение более дешевой по составу стали обыкновенного качества нерационально.

Сталь 45 относится к классу качественной углеродистой, а сталь 20ХН3А — к классу высококачественной легированной стали. Они содержат соответственно 0,42—0,50 и 0,17—0,23%С и принимают закалку.

Для повышения прочности можно применять нормализацию или закалку с высоким отпуском.

Последний вариант обработки сложнее, но позволяет получить не только более высокие характеристики прочности, но и более высокую вязкость. В стали 45 минимальные значения ударной вязкости (aн после нормализации составляют 200—300 кДж/м2, а после закалки и отпуска с нагревом до 500° С достигают 600—700 кДж/м2.

Так как вал двигателя воспринимает в работе динамические нагрузки, а также и вибрации, более целесообразно применить закалку и отпуск. После закалки в воде углеродистая сталь 45 получает структуру мартенсита. Однако вследствие небольшой прокаливаемости углеродистой стали эта структура в изделиях диа­метром более 20—25 мм образуется только в сравнительно тонком поверхностном слое тол­щиной до 2—4 мм.

Последующий отпуск вызывает превращение мартенсита и троостита в сорбит только в тонком поверхностном слое, но не влияет на структуру и свойства перлита и феррита в основной массе изделий.

Сорбит отпуска обладает более высокими механическими свойствами, чем феррит и перлит.

Наибольшие напряжения от изгиба, кручения и повторно пере­менных нагрузок воспринимают наружные слои, которые и должны обладать повышенными механическими свойствам. Однако в со­противлении динамическим нагрузкам, которые воспринимает вал, участвуют не только поверхностные, но и нижележащие слои ме­талла.

Таким образом, углеродистая сталь не будет иметь требуемых свойств по сечению вала диаметром 70 мм.

Сталь 20ХНЗА легирована никелем и хромом для повышения прокаливаемости и закаливаемости. Она получает после закалки до­статочно однородные структуру и механические свойства в сечении диаметром до 75 мм.

Для стали 20ХНЗА рекомендуется термическая обработка:

1. Закалка с 820—835° С в масле.

При закалке с охлаждением в масле (а не в воде, как это требуется для углеродистой стали) возникают меньшие напряжения, а, следо­вательно, и меньшая деформация. После закалки сталь имеет струк­туру мартенсита и твердость не ниже HRC 50.

2. Отпуск 520—530° С. Для предупреждения отпускной хруп­кости, к которой чувствительны стали с хромом (марганцем, вал после нагрева следует охлаждать в масле.

Механические свойства стали 20ХНЗА в изделии диаметром до 75 мм после термической обработки:

Предел прочности σв=900—1000 МПа, предел текучести σт = 750—800 МПа,относительное удлинение δ = 8—10 %, относительное сужение ψ = 45—50 %, ударная вязкость ан = 900 кДж /м2 .

Таким образом, эти свойства обеспечивают требования, формулиро­ванные в задаче, для вала диаметром 70 мм.

№ 2. Зубчатые колеса в зависимости от условий работы и возни­кающих напряжений можно изготавливать из стали обыкновенного качества, качественной углеродистой и легированной с различным содержанием легирующих элементов.

Выбрать, руководствуясь техническими и экономическими сооб­ражениями, сталь для изготовления колес диаметром 50 мм и вы­сотой 30 мм с пределом прочности не ниже 360—380 МПа.

Указать термическую обработку колес, механические свойства и структуру выбранной стали в готовом изделии и для сравнения механические свойства и структуру сталей 45 и 40ХН после улуч­шающей термической обработки.

№ 3. Выбрать сталь для изготовления валов диаметром 50 мм для двух редукторов. По расчету сталь для одного из валов должна иметь предел текучести не ниже 350 МПа, а для другого — не ниже 500 МПа.

Указать: 1) состав и марку выбранных сталей; 2) рекомендуемый режим термической обработки; 3) структуру после каждой операции термической обработки; 4) механические свойства в готовом изделии.

Можно ли применять углеродистую сталь обыкновенного каче­ства для изготовления валов требуемого сечения и прочности?

№ 4. Коленчатые валы диаметром 80 мм, работающие при по­вышенных напряжениях, изготавливают на одном заводе из каче­ственной углеродистой стали, а на другом — из легированной стали.

Какую сталь следует применять для этой цели? Указать ее хими­ческий состав и марку.

Рекомендовать режим закалки и отпуска и сопоставить механи­ческие свойства, которые могут обеспечить углеродистая качествен­ная и легированная стали выбранных марок для вала указанного диаметра.

№ 5. Выбрать сталь для изготовления тяжело нагруженных коленчатых валов диаметром 60 мм: предел прочности должен быть не ниже 750 МПа.

Рекомендовать состав и марку стали, режим термической обработ­ки, структуру и механические свойства после закалки и после от­пуска.

 

 


Похожие статьи:

poznayka.org

20ХН3А :: Металлические материалы: классификация и свойства

Сталь 20ХН3А   ГОСТ 4543-71

Группа стали – хромоникелевая и хромоникелевая с бором

Массовая доля элементов, %

Углерод

Кремний

Марганец

Хром

Никель

Молибден

Алюминий

Титан

Ванадий

0,17-0,24

0,17-0,37

0,30-0,60

0,60-0,90

2,75-3,15

-

-

-

-


Ac1

Ac3(Acm)

Ac3(Arcm)

Ar1

730

810

700

615

340


Число твердости, НВ, не более

Отожженный или высокоотпущенный прокат

255

Нагартованный прокат

269


Термообработка

Передел текучести σт,

Н/мм2 (кгс/мм2)

не менее

Временное сопротивление σв,

Н/мм2 (кгс/мм2)

Относительное удлинение δ5,%

Относительное сужение ψ, %

Ударная вязкость KCU,

Дж/см2

(кгс·м/см2)

Размер сечения заготовок для термической обработки (диаметр круга или сторона квадрата), мм

Закалка

Отпуск

Температура, оС

Среда охлаждения

Температура, оС

Среда охлаждения

1-й закалки или нормализации

2-й закалки

не менее

820

-

Масло

500

Вода или масло

735(75)

930(95)

12

55

108(11)

15


Температура отпуска, ºС

Предел текучести ,σ0,2 МПа

Временное сопротивление  σв, МПа

Относительное удлинение δ5

Относительное сужение ψ

KCU, Дж/см2

НRCЭ

%

Нормализация. 860 ºС, воздух. Закалка 810 ºС, масло

200

300

400

500

600

1270

1260

1180

960

720

1510

1370

1260

1000

780

15

12

13

19

24

60

62

64

66

73

73

54

59

83

162

43

42

39

32

22


Сечение

мм

Предел текучести, σ0,2 МПа

Временное сопротивление  σв, МПа

Относительное удлинение δ5

Относительное сужение ψ

KCU, Дж/см2

НRCЭ на поверхности

%

Закалка 850 ºС, масло. Отпуск 200 ºС, воздух

2

15

20

1220

1180

1080

1420

1370

1270

12

13

13

55

65

65

86

76

89

44

44

44

Закалка 880 ºС, масло. Отпуск 600 ºС, воздух

30

50

80

220

220

700

610

580

510

570

800

730

700

660

690

20

19

23

14

23

70

71

68

51

67

167

167

167

167

167

-

-

-

-

-


Предел выносливости

Термообработка

σ-1, МПа

τ-1, МПа

382

338

421

-

225

-

σв=960 МПа Закалка 820 ºС, масло. Отпуск 200 ºС

σв=730 МПа Закалка 800 ºС, масло. Отпуск 500 ºС

σв=940 МПа Закалка 800 ºС, масло. Отпуск 500 ºС


Температура, ºС

Термообработка

20

-20

-40

-50(-60)

Ударная вязкость KCU, Дж/см2

86

167

167

167

196

167

-

-

-

-

122

-

85

69

83

69

100

118

-

64

73

-

(86)

78

Заготовка сечением 10 мм. Закалка 850 ºС, масло. Отпуск 200 ºС

Заготовка сечением 30 мм. Закалка 880 ºС, масло. Отпуск 560 ºС

Заготовка сечением 50 мм. Закалка 880 ºС, масло. Отпуск 560 ºС

Заготовка сечением 80 мм. Закалка 880 ºС, масло. Отпуск 560 ºС

Нормализация 860 ºС, воздух. Закалка 810 ºС, масло. Отпуск 600 ºС

Заготовка сечением 220 мм. Закалка 880 ºС, масло. Отпуск 630 ºС


Расстояние от торца, мм

Примечание

1,3

3

4,5

6

7,5

9

12

15

21

39

Закалка 830 ºС

Прокаливаемость

43-51

42-50,5

41-50

39-49

37,5-47,5

35,5-46

33-43

31-40,5

27,5-35,5

22-31

Твердость для полос прокаливаемости, HRCЭ


Количество мартенсита, %

Критическая твердость, HRCЭ

Критический диаметр, мм

в воде

в масле

50

90

32-37

39-44

70-96

42-64

44-62

20-38


Заменитель – стали: 20ХГНР, 20ХНГ, 38ХА, 15Х2ГН2ТА, 20ХГР.

Температура ковки, ºС:

начала 1220,

конца 800.

Заготовки сечением до 100 мм охлаждаются на воздухе,  101-300 мм – в яме.

Свариваемость – трудносвариваемая; способы сварки: РДС, АДС под флюсом

Обрабатываемость резанием – в горячекатаном состоянии при HB 177, σв=610 МПа, КV б. ст =0,95.

Флокеночувствительность – чувствительна.

Склонность к отпускной хрупкости – склонна.

Назначение: 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.

Полосы прокаливаемости

По требованию потребителя, указанному в заказе, пачки, концы или торцы горячекатаных и кованых прутков, а по согласованию изготовителя с потребителем и калиброванных прутков из стали всех марок в зависимости от группы  должны  маркироваться краской в соответствии с таблицей

Группа стали

Цвет маркировки

Хромоникелевая и хромоникелевая с бором Желтый + черный

Сортамент:

горячекатаная квадратная – ГОСТ 2591-88,

горячекатаная круглая – ГОСТ 2590-88,

горячекатаная шестигранная – ГОСТ 2879-88,

горячекатаная полосовая – ГОСТ 103-76,

кованая круглая и квадратная – ГОСТ 1133-71,

калиброванная круглая – ГОСТ 7417-75,

калиброванная квадратная – ГОСТ 8559-75,

калиброванная шестигранная – ГОСТ 8560-78,

серебрянка – ГОСТ 14955-77

markmet.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о