20Х2Н4А

Марка стали: 20Х2Н4А

Сталь 20Х2Н4А конструкционная легированная высококачественная хромоникелевая

Заменители: Сталь 20ХГНР, Сталь 20ХГНТР

Сталь 20Х2Н4А применяется: для изготовления шестерней, вал-шестеней, пальцев, цельнокатаных колец и других цементируемых, особо ответственных, высоконагруженных деталей, к которым предъявляются требования высокой прочности, пластичности и вязкости сердцевины и высокой поверхностной твердости, работающих под действием ударных нагрузок и при отрицательных температурах.

Технические характеристики

Химический состав в %

НТД

ГОСТ 4543-71

0,16-0,22

≤0,025

0,30-0,60

1,25-1,65

≤0,20

≤0,050

≤0,030

0,17-0,37

3,25-3,65

≤0,15

≤0,30

По ГОСТ 4543-71 регламентировано содержание в особовысококачественной стали: P≤0,025%; S≤0,015%; Сu≤0,25%.

Механические свойства

Механические свойства при 20°С

Состояние поставки	Сечение (мм)	s_Т \| s_0,2 (МПа)	s_B (МПа)	d₅ (%)	y (%)	KCU (кДж/м²)	HB	HRC
Закалка в масло с 860 °С + закалка в масло с 780 °С + отпуск при 180 °С, охлаждение на воздухе или в масле
Сортовой прокат (пруток)	≤15	1080	1270	9	45	765
Цементация при 900-920 °С, охлаждение на воздухе + закалка в масло с 780-810 °С + отпуск при 180-200 °С, охлаждение на воздухе
Сортовой прокат (пруток)	20-50	1050	1220	12	45	1158	360	57-64
Цементация при 920-950 °С + нормализация при 900-920 °С, охлаждение на воздухе или закалка в масло с 880-920 °С + отпуск при 630-660 °С, охлаждение на воздухе. Закалка в масло с 780-820 °С + отпуск при 150-200 °С, охлаждение на воздухе
Прокат, поковки	150	830	1080	9	35	765	321-420	57-64

Механические свойства в зависимости от сечения

Состояние поставки	Сечение (мм)	s_Т \| s_0,2 (МПа)	s_B (МПа)	d₅ (%)	y (%)	HB
Закалка + Отпуск
	120-160	760	880	12	50	262
	15-30	820	940	12	50	277
	160-200	740	860	12	50	262
	200-240	720	860	12	50	255
	30-50	820	940	12	50	277
	50-80	820	940	12	50	269
	80-120	780	900	12	50	262

Механические свойства в зависимости от температуры отпуска

Состояние поставки	t отпуска (°C)	s_Т \| s_0,2 (МПа)	s_B (МПа)	d₅ (%)	y (%)
Закалка в масло с 840 °С + отпуск
	200	1360	1500	7	56
	300	1280	1400	7	60
	400	1140	1300	7	63
	500	970	1170	10	67
	600	790	1000	11	72

Механические свойства при повышенных температурах

Состояние поставки	t испыт. (°C)	s_Т \| s_0,2 (МПа)	s_B (МПа)	d₅ (%)	y (%)
Образец диаметром 10 мм, длиной 50 мм, кованый и отожженный. Скорость деформирования 5 мм/мин. Скорость деформации 0,002 1/с.
	700	63	120	56	78
	800	45	56	64	95
	900	36	56	58	100
	1000	22	37	63	100
	1100	20	27	59	100
	1150	16	26	65	100
	1220	16	22	71	100

Технологические свойства

Обрабатываемость резаньем	После нормализации и отпуска при НВ 259 s_В=880 МПа K_{n тв.спл.}=0.72 K_{n б.ст.}=0.63[100]
Свариваемость	трудносвариваемая. Способы сварки: РДС, АДС под флюсом, ЭШС. Необходимы подогрев и последующая термообработка.
Склонность к отпускной хрупкости	малосклонна
Температура ковки	Начала - 1200 °C, конца - 800 °C. Сечения до 100 мм охлаждаются на воздухе, 101-350 мм - в яме.
Флокеночувствительность	чувствительна

Температура критических точек

Критическая точка	Температура °C
AC1	710
AC3	800
AR3
AR1	640
MN

Ударная вязкость

Состояние поставки температура	+20	-20	-40	-70
Закалка в масло с 820 °C + отпуск при 500 °C	1442	1442	1540
Образцы продольные из поковки (Закалка в масло с 880 °C + закалка в масло с 780 °C + отпуск при 200 °C)	638	598	618	608
Образцы поперечные из поковки (Закалка в масло с 880 °C + закалка в масло с 780 °C + отпуск при 200 °C)	314	324	343	294

Твёрдость

Состояние поставки, режим термообработки	HRCэ поверхности	HRCэ сердцевины	HRB	HB	HV	HSD
после отжига				269

Предел выносливости

Термообработка, состояние стали	s_-1 (МПа)	t_-1 (МПа)	s_B (МПа)	s_0,2 (МПа)
НВ 360	617	372	1220	1050
НВ 238	333	230	730	610
НВ 322	382		960	680
	421		940	850

Прокаливаемость

Нормализация при 850 °C + закалка в масло с 840 °C . Твердость для полос прокаливаемости HRCэ.

Расстояние от торца, мм/HRCэ

3	5	10	15	20	30	40	50	60
41.5-49.5	40.5-48.5	35.5-45.5	31-40	28-36.5	25-33	23.5-31	23-30.5	22.5-30.5

Термообработка	Количество мартенсита, %	Крит. диам. в воде	Крит. диам. в масле	Крит. твердость, HRCэ	Расст. от охлаждаемого конца, мм

Физические свойства

Температура испытания, °С	0	20	100	400
Модуль нормальной упругости (Е, ГПа)	203	203
Модуль упругости при сдвиге кручением (G, ГПа)
Плотность (r, кг/м³)	7850	7850
Коэффициент теплопроводности (l, Вт/(м · °С))			24	18

Обозначения

Механические свойства:

s_в - Предел кратковременной прочности, [МПа]
s_Т - Предел текучести, [МПа]
s_0,2 - Предел пропорциональности (допуск на остаточную деформацию - 0,2%), [МПа]
d₅ - Относительное удлинение при разрыве, [ % ]
y - Относительное сужение, [ % ]
KCU - Ударная вязкость, [ кДж / м²]
HB - Твердость по Бринеллю, [МПа]
HV - Твердость по Виккерсу, [МПа]
HSh - Твердость по Шору, [МПа]

Напишите нам