Сталь 20Х — конструкционная легированная

Автор: | 08.07.2019
Содержание:




Заменители

Стали 15Х, 20ХН, 12ХН2, 18ХГТ.

Иностранные аналоги

Германия DIN 20Cr4,
20CrS4
США (AISI, SAE, ASTM) 5120,
5120H
Великобритания (BS) 207
Япония (JIS) SCr420,
SCr420H

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

Вид поставки

Cортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 4543—71, ГОСТ 2590-88, ГОСТ 2591-88, ГОСТ 10702-78, ГОСТ 2879-88.

Калиброванный пруток ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78, ГОСТ 7417-75, ГОСТ 1051-73.

Шлифованный пруток и серебрянка ГОСТ 14955-77.

Лист толстый ГОСТ 1577—93, ГОСТ 19903—74.

Полоса ГОСТ 82—70, ГОСТ 103—76.

Поковки и кованые заготовки ГОСТ 1133-71, ГОСТ 8479-70.

Трубы ГОСТ 8731-87, ГОСТ 8732-78, ГОСТ 8733-74, ГОСТ 8734-75, ГОСТ 13663-86.

Назначение

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.

Расшифровка стали 20Х

Цифра 20 обозначает, что содержание углерода в стали составляет 0,2%.

Буква Х означает, что в стали содержится хром в количестве до 1,5%.

Применение стали 20Х корпусов, крышек, фланцев, мембран и узла затвора, изготовленных из проката, поковок (штамповок) (ГОСТ 33260-2015)

Марка стали НД на поставку Температура рабочей среды (стенки), °С Дополнительные указания по применению
20X
ГОСТ 4543
Поковки ГОСТ
8479.

Сортовой прокат
ГОСТ 4543.

Листы ГОСТ 1577,
категории 2, 3.

Трубы ГОСТ 8731
гр.В, ГОСТ 8733
гр.В

От -40 до 450 Для сварных узлов арматуры,
работающих в неагрессивных
средах
к содержанию ↑

Применение стали 20Х для деталей арматуры и пневмоприводов, не работающих под давлением и не подлежащих сварке, предназначенных для эксплуатации в условиях низких температур (ГОСТ 33260-2015)

Марка стали Закалка + отпуск при
температуре, °С
Примерный уровень
прочности, Н/мм2
(кгс/мм2)
Температура
применения не ниже, °С
Использование в
толщине не более, мм
20Х 200 900 (90) -60 15

ПРИМЕЧАНИЕ

  1. При термической обработке на прочность ниже указанной в графе 3 или при использовании в деталях с толщиной стенки менее 10 мм температура эксплуатации может быть понижена.
  2. Максимальная толщина, указанная в графе 5, обусловлена необходимостью получения сквозной прокаливаемости и однородности свойств по сечению.
к содержанию ↑

Температура критических точек, °С

Ас1 Ас3 Аr3 Аr1 Mн
750 825 755 665 390

Химический состав, % (ГОСТ 4543-71)

С Si Mn Cr Ni Cu S P
не более
0,17-0,23 0,17-0,37 0,5-0,8 0,7-1,0 0,30 0,30 0,035 0,035

Химический состав, % (ГОСТ 4543-2016)

Марка стали Массовая доля элементов, %
С Si Mn Cr Ni Mo Al Ti V B
20Х 0,17-0,23 0,17-0,37 0,5-0,8 0,7-1,0

ПРИМЕЧАНИЕ: знак «-» означает, что массовую долю данного элемента не нормируют и не контролируют, если не указано иное.

Твердость (ГОСТ 4543-2016)

  1. Твердость по Бринеллю металлопродукции в отожженном (ОТ) или высокоотпущенной (ВО) состоянии, а также горячекатаной и кованой металлопродукции, нормализованной с последующим высоким отпуском (Н+ВО), диаметром или толщиной свыше 5 мм должна соответствовать нормам, указанным в таблице
    Марка стали Твердость HB, не более
    20Х 179

    ПРИМЕЧАНИЕ
    Твердость калиброванной металлопродукции в отожженном (ОТ) или высокоотпущенном (ВО) состоянии, а также горячекатаной и кованой металлопродукции, нормализованной с последующим высоким отпуском (Н+ВО), может быть на 15 НВ более указанной в таблице выше.

  2. Твердость горячекатаной и кованой металлопродукции, поставляемой без термической обработки, не нормируют и не контролируют.
  3. Твердость калиброванной металлопродукции и металлопродукции со специальной отделкой поверхности диаметром или толщиной свыше 5 мм, поставляемой в нагартованном состоянии (НГ), должна соответствовать нормам, указанным в таблице ниже.
    Марка стали Твердость НВ, не более
    20Х 229
к содержанию ↑

Механические свойства проката (ГОСТ 4543-2016)

Марка стали Режим термической обработки Механические свойства, не менее Размер сечения
заготовок для
термической обработки
(диаметр круга или
сторона квадрата), мм
Закалка Отпуск Предел текучести σт, Н/мм2 Временное сопротивление σв, Н/мм2 Относительное Ударная вязкость КС U, Дж/см2
Температура, °С Среда охлажде-
ния
Темпера-
тура, °С
Среда
охлаждения
удлинение δ5,% сужение Ψ, %
1-й
закалки
или нор-
мализации
2-й за-
калки
20Х 880 770—
820
Вода или масло 180 Воздух или масло 635 780 11 40 59 15
к содержанию ↑

Механические свойства проката

ГОСТ Состояние поставки, режим термообработки Сечение, мм σ0,2, МПа σв, МПа δ5, % Ψ, % KCU, Дж/см2 Твердость, не более
не более
ГОСТ 4543-71 Пруток. Закалка с 880 °С в воде или масле, закалка с 770-820 °С в воде или масле; отпуск при 180 °С, охл. в воде или в масле 15 640 780 11 40 59
ГОСТ 10702-78 Сталь нагартованная -калиброванная и калиброванная со специальной отделкой без термообработки 590 5 45 HB 207
Пруток. Цементация при 920-950 °С, охл. на воздухе; закалка с 800 °С в масле; отпуск при 190 °С, охл. на воздухе 60 390 640 13 40 49 HB 250; HRC5 55-63
к содержанию ↑

Механические свойства поковок (ГОСТ 8479-70)

Термообработка Сечение, мм КП σ0,2, МПа σв, МПа δ5, % Ψ, % KCU, Дж/см2 Твердость HB, не более
не менее
Нормализация До 100 195 195 390 26 55 59 111-156
100-300 23 50 54
300-500 20 45 49
До 100 215 215 430 24 53 54 123-167
100-300 20 48 49
До 100 245 245 470 22 48 49 143-179
Закалка+отпуск 100-300 19 42 39 143-179
До 100 275 275 530 20 40 44 156-197
100-300 275 275 530 17 38 34 156-197
100-300 315 315 570 14 35 34 167-207
100-300 345 345 590 17 40 54 174-217
к содержанию ↑

Механические свойства в зависимости от температуры отпуска

tотп. °С σ0,2, МПа σв, МПа δ5, % Ψ, % KCU, Дж/см2
200 650 880 18 58 118
300 690 880 16 65 147
400 690 850 18 70 176
500 670 780 20 71 196
600 610 730 20 70 225

Примечание: Пруток диаметром 25 мм; закалка с 900 °С, в масле.

к содержанию ↑

Механические свойств при повышенных температурах

tисп. °С σ0,2, МПа σв, МПа δ5, % Ψ, %
700 120 150 48 89
800 63 93 56 74
900 51 84 64 88
1000 33 51 78 97
1100 21 33 98 100
1200 14 25

ПРИМЕЧАНИЕ: Образец диаметром 6 мм, длиной 30 мм, кованый и нормализованный; скорость деформирования 16 мм/мин; скорость деформации 0,009 1/с.

к содержанию ↑

Предел выносливости при n = 107

Термообработка σ-1, МПа
Нормализация, σ0,2 = 295-395 МПа, σв = 450-590 МПа, HB 143-179 235
Закалка + высокий отпуск, σ0,2 = 490 МПа, σв = 690 МПа, HB 217-235 295
Цементация + закалка + низкий отпуск, σ0,2 = 790 МПа, σв = 930 МПа, HRCэ 57-63 412

Ударная вязкость KCU

Состояние поставки KCU, Дж/см2, при температуре, °С
+20 -20 -40 -60
Пруток диаметром 115 мм; закалка + отпуск 280-286 280-289 277-287 261-274

Технологические свойства

Температура ковки, °С: начала 1260, конца 750. Заготовки сечением до 200 мм охлаждаются на воздухе, сечением 201-700 мм подвергаются низкотемпературному отжигу.

Обрабатываемость резанием — Kv тв.спл = 1,3 и Kv б.ст = 1,7 в горячекатаном состоянии при НВ 131 σв = 460 МПа.

Флокеночувствительность — малочувствительна.

Склонность к отпускной хрупкости — не склонна.

Свариваемость

Сталь 20Х сваривается без ограничений(кроме химико-термических обработанных деталей). Способы сварки: РДС, КТС без ограничений.

Критический диаметр d

Критическая твердость HRC3 Количество мартенсита, % d, мм, после закалки
в воде в масле
32-36 50 26-48 8-24
38-42 90 12-28 3-9

Физические свойства

Плотность ρ кг/см3 при температуре испытаний, °С

Сталь 20 100 200 300 400 500 600 700 800 900
20Х 7830 7810 7780 7710 7640

Коэффициент теплопроводности λ Вт/(м*К) при температуре испытаний, °С

Сталь 20 100 200 300 400 500 600 700 800 900
20Х 42 42 41 40 38 36 33 32 31

Коэффициент линейного расширения α*106, К-1, при температуре испытаний, °С

20-100 20-200 20-300 20-400 20-500 20-600 20-700 20-800 20-900 20-1000
10,5 11,6 12,4 13,1 13,6 14,0

Удельная теплоемкость c, Дж/(кг*К), при температуре испытаний, °С

20-100 20-200 20-300 20-400 20-500 20-600 20-700 20-800 20-900 20-1000
496 508 525 537 567 588 626 706

Модуль нормальной упругости Е, ГПа, при температуре испытаний, °С

Сталь 20 100 200 300 400 500 600 700 800 900
20Х 216 213 198 193 181 171 165 143 133

Модуль упругости при сдвиге на кручением G, ГПа, при температуре испытаний °С

Сталь 20 100 200 300 400 500 600 700 800 900
20Х 84 83 76 74 71 67 62 55 50
к содержанию ↑

Узнать еще

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *