Сталь 20юч: характеристики, расшифровка, химический состав

Алан-э-Дейл       20.08.2022 г.

Содержание

Стандарты

Название Код Стандарты
Листы и полосы В23 ГОСТ 103-2006
Сортовой и фасонный прокат В32 ГОСТ 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 прокат 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
Болванки. Заготовки. Слябы В21 ОСТ 14-13-75
Болванки. Заготовки. Слябы В31 ОСТ 3-1686-90, TУ 14-1-4944-90, TУ 1-92-156-90
Термическая и термохимическая обработка металлов В04 СТ ЦКБА 026-2005

Аналоги стали 20

Как ранее было отмечено, рассматриваемые стандарты маркировки применяются исключительно при производстве металла на территории стран СНГ. Зарубежные производители проводят выпуск большого количества аналогов, которые обладают схожими эксплуатационными характеристиками. Производство стали 20 налажено в США, Германии, Японии и многих других европейских странах. Зарубежные аналоги могут обладать несколько иным химическим составом, но эксплуатационные качества во многом схожи

Если рассматривать аналоги с другим химическим составом, то можно уделить внимание стали 30, 40Х и другим легированным сплавам. По своим основным качествам они несколько отличаются, но все же могут применяться при изготовлении идентичных изделий

В заключение отметим, что низкая концентрация углерода определяет необходимость в проведении термической обработки. Очень часто выполняется закалка, а также отпуск, которые позволяют повысить твердость и износостойкость поверхности, но при этом снизить хрупкость. Проводится цементация и другие процедуры внесения химических веществ в поверхностный слой. К примеру, цементация позволяет существенно увеличить твердость изделия. Многие процессы предусматривают применение специального оборудования. Поэтому в домашних условиях провести улучшение металла не получится.

Физические свойства стали 30ХН3А

Температура испытания,°С 20 100 200 300 400 500 600 700 800 900
Модуль нормальной упругости, Е, ГПа 215 207 195 187 175 171        
Модуль упругости при сдвиге кручением G, ГПа 84 81 76 72 67 65        
Плотность стали, pn, кг/м3 7850 7830 7800 7770 7730 7700 7670 7690 7650 7600
Коэффициент теплопроводности Вт/(м ·°С) 34 35 36 36 36 35 31 28 27  
Уд. электросопротивление (p, НОм · м) 268 317 387 469 567 681 817 981    
Температура испытания,°С 20−100 20−200 20−300 20−400 20−500 20−600 20−700 20−800 20−900 20−1000
Коэффициент линейного расширения (a, 10−6 1/°С) 10.8 11.5 12.2 12.8 13.2 13.5        
Удельная теплоемкость (С, Дж/(кг ·°С)) 494 504 518 536 558 587 657 703 695 687

Химический состав

Как известно, характеристики абсолютно всех марок стали зависят в первую очередь от легирующих элементов в ее конечном составе. Именно добавки химических элементов в итоге и придают стали необходимые свойства, будь то твердость или, наоборот, пластичность, устойчивость к коррозии либо ударным нагрузкам

Именно поэтому так важно порой бывает изучить состав стали. Проще всего это сделать, заглянув в соответствующий ГОСТ

Сталь 20хн3а упоминается во множестве ГОСТов, поэтому, дабы облегчить вам поиски, мы приведем перечень всех элементов и значения их массовой доли в составе стали прямо в этой статье.

Выглядит он следующим образом:

  • Углерод – 0,2 %.
  • Хром – 0,75 %.
  • Никель – 2,95 %.
  • Марганец – 0,45 %.
  • Кремний – 0,27 %.
  • Медь – 0,3 %.
  • Сера и фосфор – 0,025 %.

Характеристики

Все основные свойства любой из марок стали неминуемо исследуются, далее проверяются и в конечном итоге заносятся в нормативно-технический документ, то бишь ГОСТ

К примеру, дабы лучше разобраться в теме статьи и в теме металлургии в целом, советуем вам обратить внимание на ГОСТ 8479-70, а также на ГОСТы 4543-71, 7417-75 и 103-2006. Изучая эти документы, вам, скорее всего, будут встречаться непонятные термины и обозначения, с которыми вам тоже не мешало бы ознакомиться, чтобы изучение подобных документов не давалось так тяжело

Однако мы немного отвлеклись от темы. Так как мы уже ознакомились с химическим составом стали 20хн3а, то можем довольно точно определить основные ее свойства

Данная сталь, благодаря примесям никеля, хрома и меди, наделена неплохой устойчивостью к коррозии, что весьма важно для многих деталей, изготавливаемых из этого сорта стали. Помимо этого, повышенное содержание никеля повышает прокаливаемость, что, несомненно, облегчит процесс цементации

За твердость здесь отвечает в первую очередь углерод, которого, несомненно, крайне мало для обеспечения изначальной твердости стали 20хн3а. Незначительно улучшает ситуацию кремний и хром, однако их воздействие на прочность и твердость стали крайне малозначительно.

Механические свойства стали 20К

Свойства по стандарту ГОСТ 5520-79

Сортамент Категория Толщина, мм Предел текучести, σ0,2, МПа Временное сопротивление разрыву, σв, МПа Относительное удлинение при разрыве, δ5, %
Лист 2 < 5
5 — 12
> 245
> 245
400 — 510
400 — 510
> 25
> 25
Лист 3 < 5
5 — 20
21 — 30
31 — 40
41 — 60
> 245
> 245
> 235
> 235
> 225
400 — 510
400 — 510
400 — 510
400 — 510
400 — 510
> 25
> 25
> 24
> 24
> 23
Лист 4 < 5
5 — 7
7 — 20
21 — 30
31 — 40
41 — 60
> 245
> 245
> 245
> 235
> 235
> 225
400 — 510
400 — 510
400 — 510
400 — 510
400 — 510
400 — 510
> 25
> 25
> 25
> 24
> 24
> 23
Лист 5 < 5
5 — 20
21 — 30
31 — 40
41 — 60
> 245
> 245
> 235
> 235
> 225
400 — 510
400 — 510
400 — 510
400 — 510
400 — 510
> 25
> 25
> 24
> 24
> 23
Лист 10 < 5
5 — 7
7 — 20
21- 30
31 — 40
41 — 60
> 245
> 245
> 245
> 235
> 235
> 225
400 — 510
400 — 510
400 — 510
400 — 510
400 — 510
400 — 510
> 25
> 25
> 25
> 24
> 24
> 23
Лист 11 < 5
5 — 7
7 — 20
21- 30
31 — 40
41 — 60
> 245
> 245
> 245
> 235
> 235
> 225
400 — 510
400 — 510
400 — 510
400 — 510
400 — 510
400 — 510
> 25
> 25
> 25
> 24
> 24
> 23
Лист 16 < 5
5 — 7
7 — 20
21- 30
31 — 40
41 — 60
> 245
> 245
> 245
> 235
> 235
> 225
400 — 510
400 — 510
400 — 510
400 — 510
400 — 510
400 — 510
> 25
> 25
> 25
> 24
> 24
> 23
Лист 18 < 5
5 — 20
21 — 30
31 — 40
41 — 60
> 245
> 245
> 235
> 235
> 225
400 — 510
400 — 510
400 — 510
400 — 510
400 — 510
> 25
> 25
> 24
> 24
> 23
Лист 19 < 5
5 — 20
21 — 30
31 — 40
41 — 60
> 245
> 245
> 235
> 235
> 225
400 — 510
400 — 510
400 — 510
400 — 510
400 — 510
> 25
> 25
> 24
> 24
> 23
Лист 20 < 5
5 — 20
21 — 30
31 — 40
41 — 60
> 245
> 245
> 235
> 235
> 225
400 — 510
400 — 510
400 — 510
400 — 510
400 — 510
> 25
> 25
> 24
> 24
> 23
Лист 21 < 5
5 — 20
21 — 30
31 — 40
41 — 60
> 245
> 245
> 235
> 235
> 225
400 — 510
400 — 510
400 — 510
400 — 510
400 — 510
> 25
> 25
> 24
> 24
> 23

Свойства по стандарту

ГОСТ 10885-85

Сортамент Категория Толщина, мм Предел текучести, σ0,2, МПа Временное сопротивление разрыву, σв, МПа Относительное удлинение при разрыве, δ5, %
Лист двуслойный 2 < 5
5 — 12
> 245
> 245
400 — 510
400 — 510
> 25
> 25
Лист двуслойный 3 < 5
5 — 20
21 — 30
31 — 40
41 — 60
> 245
> 245
> 235
> 235
> 225
400 — 510
400 — 510
400 — 510
400 — 510
400 — 510
> 25
> 25
> 24
> 24
> 23
Лист двуслойный 4 < 5
5 — 7
7 — 20
21 — 30
31 — 40
41 — 60
> 245
> 245
> 245
> 235
> 235
> 225
400 — 510
400 — 510
400 — 510
400 — 510
400 — 510
400 — 510
> 25
> 25
> 25
> 24
> 24
> 23
Лист двуслойный 5 < 5
5 — 20
21 — 30
31 — 40
41 — 60
> 245
> 245
> 235
> 235
> 225
400 — 510
400 — 510
400 — 510
400 — 510
400 — 510
> 25
> 25
> 24
> 24
> 23
Лист двуслойный 10 < 5
5 — 7
7 — 20
21 — 30
31 — 40
41 — 60
> 245
> 245
> 245
> 235
> 235
> 225
400 — 510
400 — 510
400 — 510
400 — 510
400 — 510
400 — 510
> 25
> 25
> 25
> 24
> 24
> 23
Лист двуслойный 11 < 5
5 — 7
7 — 20
21 — 30
31 — 40
41 — 60
> 245
> 245
> 245
> 235
> 235
> 225
400 — 510
400 — 510
400 — 510
400 — 510
400 — 510
400 — 510
> 25
> 25
> 25
> 24
> 24
> 23

Свойства по стандарту

ТУ 14-3-460-2003

Механические свойства стали 17Г1С

Свойства по стандарту ГОСТ 5520-79

Сортамент Категория Толщина, мм Предел текучести, σ0,2, МПа Временное сопротивление разрыву, σв, МПа Относительное удлинение при разрыве, δ5, %
Лист 2 < 5
5 — 10
10 — 12
 355
355
345
510
510
510
 23
23
23
Лист 3 < 5
5 — 10
10 — 12
 355
355
345
 510
510
510
 23
23
23
Лист 4 < 5
5 — 10
10 — 12
 355
355
345
 510
510
510
 23
23
23
Лист 5 < 5
5 — 10
10 — 12
 355
355
345
 510
510
510
 23
23
23
Лист 6 < 5
5 — 10
10 — 12
 355
355
345
 510
510
510
 23
23
23
Лист 10 < 5
5 — 10
10 — 12
 355
355
345
 510
510
510
 23
23
23
Лист 11 < 5
5 — 10
10 — 12
 355
355
345
 510
510
510
 23
23
23
Лист 12 < 5
5 — 10
10 — 12
 355
355
345
 510
510
510
 23
23
23
Лист 16 12 — 20 345 510 23
Лист 18 12 — 20 345 510 23
Лист 19 < 5
5 — 10
10 — 12
355
355
345
510
510
510
23
23
23
Лист 20 < 5
5 — 10
10 — 12
355
355
345
510
510
510
23
23
23
Лист 21 < 5
5 — 10
10 — 12
355
355
345
510
510
510
23
23
23
Лист 22 < 5
5 — 10
10 — 12
355
355
345
510
510
510
23
23
23

Испытания при повышенной температуре

Категория Температура, °С Предел текучести, σ0,2, МПа
16 200
250
300
350
400
450
265
245
225
206
176
176
18 200
250
300
350
400
450
265
245
225
206
176
176

Свойства по стандарту ГОСТ 19281-2014

Класс прочности Толщина, мм Предел текучести, σ0,2, МПа Временное сопротивление разрыву, σв, МПа Относительное удлинение при разрыве, δ5, %
Листовой прокат и гнутые профили
315 < 60 315 450 21
325 < 60 325 450 21
345 < 50 345 450 23
355 < 50 355 490 21
375 < 50 375 510 20

Нормы ударной вязкости, KC, Дж/см2

Класс прочности Толщина, мм При -20°С При -40°С При -60°С При -70°С После механического старения
Ударная вязкость KCU
315 20 — 60 39,0 29,0 24,0 24,0 29,0
325 32 — 60 39,0 29,0 24,0 24,0 29,0
345 12 — 50 39,0 29,0 29,0 29,0 29,0
355 10 — 50 39,0 29,0 29,0 29,0 29,0
375 32 — 50 39,0 39,0 29,0 29,0 29,0
Ударная вязкость KCV
Класс прочности Толщина,мм При 0°С При -20°С
315 20 — 60 34,0 29,0
325 32 — 60 34,0 29,0
345 12 — 50 39,0 39,0
355 10 — 50 34,0 29,0
375 32 — 50 29,0

Свойства по стандарту ТУ 14-1-1921-76

Сортамент Класс прочности Предел текучести, σ0,2, МПа Временное сопротивление разрыву, σв, МПа Относительное удлинение при разрыве, δ5, %
Штрипс К52 355 510-630 23
Нормы ударной вязкости, KCU, Дж/см2
Сортамент Класс прочности При температуре -40°С При температуре -60°С
Штрипс К52 49 49

Свойства по стандарту ТУ 14-3Р-1270-2009

Сортамент Класс прочности Предел текучести, σ0,2, МПа Временное сопротивление разрыву, σв, МПа Относительное удлинение при разрыве, δ5, %
Труба К52 353 510-628 20
Нормы ударной вязкости, KC, Дж/см2
Металл шва Основной металл
KCU при температуре -60°С KCU при температуре -40°С KCV при температуре -5°С
39,2 39,2 39,2

Свойства по стандарту ТУ 14-3-1573-96

Сортамент Класс прочности Наружный диаметр, мм Толщина стенки, мм Предел текучести, σ0,2, МПа Временное сопротивление разрыву, σв, МПа Относительное удлинение при разрыве, δ5, %
Труба К52 530 7 — 16 350 510 20
Труба К52 630 8 — 16 350 510 20
Труба К52 720 8 — 16 350 510 20
Труба К52 820 9 — 16 350 510 20
Труба К52 1020 10 — 16 350 510 20
Нормы ударной вязкости KC, Дж/см2;
Сортамент Класс прочности Наружный диаметр, мм Толщина стенки, мм Ударная вязкость, KCU, при -40°С Ударная вязкость, KCV, при 0°С
Труба К52 530 7 — 16 29,4 29,4
Труба К52 630 8 — 16 29,4 29,4
Труба К52 720 8 — 16 29,4 29,4
Труба К52 820 9 — 16 29,4 29,4
Труба К52 1020 10 — 16 29,4 29,4

Общие сведения стали 20ХН3А

Заменитель марки
стали: 20ХГНР, 20ХНГ, 38ХА, 15Х2ГН2ТА, 20ХГР.
Вид поставки
Круг 20хн3а, сортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 4543–71, ГОСТ 2590–71, ГОСТ 2591–71, ГОСТ 2879–69. Калиброванный пруток ГОСТ 7417–75, ГОСТ 8559–75, ГОСТ 8560–78, ГОСТ 1051–73. Шлифованный пруток и серебрянка ГОСТ 14955–77. Полоса ГОСТ 103–76. Поковки и кованые заготовки ГОСТ 1133–71, ГОСТ 8479–70. Трубы ОСТ 14−21−77.
Применение
Шестерни, валы, втулки, силовые шпильки, болты, червяки, муфты и другие цементируемые детали, к которым предъявляются требования высокой прочности, пластичности и вязкости сердцевины и высокой поверхностной твердости, работающие под действием ударных нагрузок и при отрицательных температурах.

Технологические свойства

Название Значение
Свариваемость Ограниченно свариваемая. РДС, АДС под флюсом.
Склонность к отпускной хрупкости Склонна.
Температура ковки Начала — 1220 °С, конца — 800 °С. Сечения до 100 мм охлаждаются на воздухе, 101-300 мм — в яме.
Флокеночувствительность Чувствительна.
Обрабатываемость резаньем В горячекатаном состоянии при НВ 177,sВ=610 МПа Kn б.ст.=0,95.
Макроструктура и загрязненность Макроструктура 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.
Микроструктура Величина аустенитного зерна должна быть не крупнее номера 5 по ГОСТ 5639.
Особенности производства изделий Прутки 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.

Дополнительные свойства 20Л

Ближайшие эквиваленты (аналоги) стали 20Л.

США Германия Япония Англия Китай Польша
ASTM,AISI DIN,WNr JIS BS GB PN
SC1020 1.0446 SC410 GS240 ZG204-415 L20
WCA 1.0619 SC42 ZG230-450
WCB GP240GH SCPH1 ZG25
J03001 GS-45   SCPH2 ZG250-485
A1Q
J02003
J02508

Дополнительные свойства по стандарту ГОСТ 977-88

Общее назначение стали 20Л можно охарактеризовать как производство:

  • деталей, которые при эксплуатации не будут поддаваться большим нагрузкам (упоры, пальцы, копиры, шестерни, пр.),
  • элементов, предназначенных для эксплуатации в течение длительного времени (при температурах, не превышающих 350 °С),
  • деталей, эксплуатация которых требует высокой стойкости к истиранию.

После нормализации, и без обработки термическим способом сталь 20Л пригодна для изготовления крановых крюков, вкладышей подшипников и пр. деталей, предназначенных для эксплуатации под давлением при -40 – 450 °С.

Для изготовления деталей и элементов, к которым в процессе эксплуатации определены такие требования, как большая степень прочности поверхности, сталь 20Л подвергают химико-термической обработке (червячные пары, собственно червяки, шестерни).

Востребован сплав 20Л при изготовлении труб и арматуры для трубопроводов и паропроводов (даже при критических показателях транспортируемых сред). Из данной стали производят бесшовные трубы, профили (в том числе сварные) различного сечения.

Все эксплуатационные характеристики 20Л дают возможность изготавливать из неё подшипники валы, заготовки для деталей, элементы сварных котлов, листы под сварку для собственно котлов, и нагревательных аппаратов.

Применение

Вышеперечисленные характеристики дают возможность применять сплав в разных промышленных отраслях:

  • В строительстве из него делают крепежи, на которые воздействуют знакопеременные изгибы.
  • Даже современные авиастроители используют сплав как материал для изготовления расходных элементов: фланцов, валов и прочих.
  • В машиностроительном деле производятся высококачественные изделия, работающие при постоянных переменных нагрузках.

Стоимость зависит от качества и габаритов лома, а также от планируемых объемов поставки.

Конструкционная сталь 30ХГСА была разработана в начале 40-х годов прошлого века и стала настоящим открытием, обеспечившим лидирующую роль Советского Союза в области самолетостроения. Сегодня сплав стал доступен для применения и в других отраслях промышленности.

Стандарты

Название Код Стандарты
Сортовой и фасонный прокат В32 ГОСТ 1050-88, ГОСТ 7417-75, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78, ГОСТ 10702-78, ГОСТ 14955-77, ГОСТ 1050-2013, ОСТ 1 92049-76, TУ 14-1-5414-2001, TУ 14-1-1431-75, TУ 14-1-2118-77, TУ 14-1-3987-85, TУ 14-1-4597-89, TУ 14-1-5058-91, TУ 14-1-5.14-73, TУ 14-2-849-89, TУ 14-11-245-88, TУ 14-1-1529-2003, СТП М323-80, TУ 14-1-1271-75, TУ 14-1-5228-93, TУ 14-136-367-2008
Листы и полосы В33 ГОСТ 1577-93, ГОСТ 4041-71, TУ 14-1-522-93, TУ 108.1273-84, TУ 14-1-197-72, TУ 14-1-2610-79, TУ 14-1-3579-83, TУ 14-1-4516-88, TУ 14-1-4912-90, TУ 14-1-5033-91, TУ 14-1-5036-91, TУ 14-1-522-73, TУ 14-1-2471-78
Ленты В34 ГОСТ 2284-79, ГОСТ 10234-77, ГОСТ 19851-74, TУ 14-4-1010-79
Ленты В24 ГОСТ 3560-73
Проволока стальная средне- и высокоуглеродистая В72 ГОСТ 3920-70, ГОСТ 7372-79, ГОСТ 9389-75, ГОСТ 9850-72, ГОСТ 17305-91, ГОСТ 26366-84
Трубы стальные и соединительные части к ним В62 ГОСТ 550-75, ГОСТ 3262-75, ГОСТ 5005-82, ГОСТ 5654-76, ГОСТ 8639-82, ГОСТ 8642-68, ГОСТ 8644-68, ГОСТ 8645-68, ГОСТ 8646-68, ГОСТ 8696-74, ГОСТ 8732-78, ГОСТ 8734-75, ГОСТ 9567-75, ГОСТ 10704-91, ГОСТ 10705-80, ГОСТ 10707-80, ГОСТ 11017-80, ГОСТ 12132-66, ГОСТ 13663-86, ГОСТ 19277-73, ГОСТ 20295-85, ГОСТ 21729-76, ГОСТ 22786-77, ГОСТ 23270-89, ГОСТ 24950-81, ГОСТ 30563-98, ГОСТ 30564-98, ГОСТ 8733-87, ГОСТ 8731-87, ГОСТ 13664-68, ГОСТ Р 53383-2009, ОСТ 24.125.30-89, СТО 79814898 105-2008, TУ 14-3Р-251-2007, TУ 14-3-808-78, TУ 14-3-1971-97, TУ 108.790-87, TУ 13-3-1486-87, TУ 14-3-1128-2000, TУ 14-3-1428-86, TУ 14-3-1443-86, TУ 14-3-1473-87, TУ 14-3-1577-88, TУ 14-3-251-74, TУ 14-3-341-75, TУ 14-3-377-87, TУ 14-3-480-76, TУ 14-3-523-76, TУ 14-3-587-77, TУ 14-3-675-78, TУ 14-3-684-77, TУ 1380-001-08620133-93, TУ 14-157-54-97, TУ 14-162-14-96, TУ 14-162-20-97, TУ 14-3-463-2005, TУ 14-3-1303-84, TУ 14-3-1083-81, TУ 14-3-1486-87, TУ 14-159-305-2005, TУ 14-3-473-76, TУ 14-159-263-96, TУ 14-3P-63-2002, TУ 14-161-171-97, TУ 1380-001-08620133-05, TУ 14-3Р-63-2002, TУ 14-3-460-2009, TУ 14-3Р-51-2001, TУ 14-3Р-50-2001, TУ 14-159-1128-2008, TУ 14-3-1963-95, TУ 14-161-148-94, TУ 1317-006.1-593377520-2003, TУ 1301-039-00212179-2010, TУ 14-3-624-88, TУ 14-3-377-99, TУ 14-3-1128-2005, TУ 1310-030-00212179-2007, TУ 1373-022-05757850-08, TУ 14-156-50-2003, TУ 14-159-308-2006, TУ 14-1-5598-2010, TУ 14-3Р-55-2001, TУ 24-18-233-93, TУ 13.03-011-00212179-2003, TУ 14-3Р-44-2001, TУ 1303-002-08620133-01, TУ 14-3-460-2003, TУ 14-3Р-1128-2007, TУ 14-3-190-2004, TУ 14-3-1128-82, TУ 14-3-1654-89, TУ 1373-013-02949352-2003, TУ 1303-007-12281990-2015, TУ 14-158-113-99, TУ 14-161-149-94
Проволока стальная низкоуглеродистая В71 ГОСТ 5663-79
Листы и полосы В23 ГОСТ 82-70, ГОСТ 14918-80, ГОСТ 16523-97, ГОСТ 16523-89, ГОСТ 16523-70, ГОСТ 103-2006, ГОСТ 19903-90, TУ 14-1-4220-87, TУ 14-1-1934-76, TУ 14-1-4632-93
Сортовой и фасонный прокат В22 ГОСТ 8239-89, ГОСТ 8240-97, ГОСТ 8278-83, ГОСТ 8281-80, ГОСТ 8282-83, ГОСТ 8283-93, ГОСТ 8319.0-75, ГОСТ 8509-93, ГОСТ 8510-86, ГОСТ 9234-74, ГОСТ 10551-75, ГОСТ 11474-76, ГОСТ 12492.5-90, ГОСТ 25577-83, ГОСТ 30245-2003, ГОСТ 2590-2006, ГОСТ 2591-2006, ГОСТ 2879-2006, ОСТ 5.9087-84, TУ 14-2-341-78, СТП М326-80, TУ 14-105-568-93
Обработка металлов давлением. Поковки В03 ГОСТ 8479-70, ОСТ 5Р.9125-84, ОСТ 108.030.113-87, ОСТ 26-01-135-81, TУ 108-11-908-87, СТ ЦКБА 010-2004
Нормы расчета и проектирования В02 ОСТ 1 00154-74
Болванки. Заготовки. Слябы В21 ОСТ 14-13-75
Сварка и резка металлов. Пайка, клепка В05 ОСТ 26-260.453-92, ОСТ 24.125.02-89
Болванки. Заготовки. Слябы В31 ОСТ 3-1686-90, ОСТ 1 90301-81, TУ 26-07-1341-83, TУ 108.11.902-87, TУ 108.1398-86, TУ 108.667-86, TУ 108-938-80, TУ 14-1-1672-76, TУ 14-1-4221-87, TУ 14-1-4944-90, TУ 14-1-4992-91, TУ 14-243-224-87, TУ 08.002.05015348-92, TУ 14-1-5185-93, TУ 08.002.0501.5348-92, СТП М322-90, TУ 26-0251-16-78, TУ 14-1-5.19-74, TУ 1-92-156-90
Термическая и термохимическая обработка металлов В04 СТ ЦКБА 026-2005
Методы испытаний. Упаковка. Маркировка В29 TУ 14-106-485-99

Химический состав

Стандарт C S P Mn Cr Si Ni Fe Cu V Ti Mo W O
TУ 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 Остаток ≤0.3
TУ 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 Остаток ≤0.25 ≤0.05 ≤0.03 ≤0.15 ≤0.2
TУ 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 Остаток ≤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 Остаток ≤0.3 ≤0.05 ≤0.03 ≤0.15 ≤0.2
TУ 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 Остаток ≤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 свойства стали 14Х17Н2

Механические свойства стали при повышенных температурах

Температура испытаний, °С Предел текучести, σ0,2, МПа Временное сопротивление разрыву, σв, МПа Относительное удлинение при разрыве, δ5, % Относительное сужение, ψ, % Ударная вязкость, KCU, Дж/см2
Пруток. Отжиг при 760-780°С, 2 часа, охлаждение с печью. Закалка при 950-975°С, 1 час, масло. Отпуск при 600 °С, 3-6 часов
При 20 °С НВ 269-302
20 680 — 710 860 — 880 19 — 22 60 — 63 118 — 147
300 620 — 640 720 16 65 — 67
400 580 — 590 670 — 680 14 — 15 63 — 64
500 510 550 — 570 17 — 18 68 — 70
550 430 460 20 81
Поковки дисков диаметром 700 мм и высотой 30-80 мм. Отжиг с двумя переохлаждениями при 200-230°С и при 140-180°С.
Закалка при 960-980°С, масло. Отпуск при 640-670°С. (Образцы тангенциальные). При 20°С НВ 285
20 630 — 690 870 — 890 16 52 — 55 90 — 101
200 630 — 650 780 12 — 15 47 — 53 93 — 108
300 610 — 630 730 — 760 11 — 13 50 — 53 108 — 132
400 600 — 630 730 — 750 11 — 12 45 98 — 117
500 500 — 540 560 — 610 15 54 — 56 108 — 122
600 280 — 310 330 — 340 28 — 30 83 — 84 127

Деформированное состояние. Скорость деформирования 2,5 мм/мин
700 215 58 90
800 145 70 92
900 98 75 88
1000 59 80 90
1100 29 80 90
1200 20 80 88
1250 20 68 80

Ударная вязкость из стали, KCU, Дж/см2

Лист толщиной 10 мм в состоянии поставки. Образцы Т= +20 °С Т= -20 °С Т= -40 °С Т= -60 °С
Поперечные 56 51 49 47
Продольные 71 53 53 52

Коррозийная стойкость стали

Среда Температура, °С Длительность испытания, часы Глубина коррозии, мм/год
Вода дистиллированная 900 50 0,08
Пар — воздух 1000 100 0,005

Жаростойкость стали

Среда Температура, ºС Глубина, мм/год Группа стойкости или балл
Воздух 650 0,904 Пониженно — стойкая
Воздух 750 2,010 Малостойкая

Механические свойства стали в зависимости от температуры отпуска

Температура испытаний, °С Предел текучести, σ0,2, МПа Временное сопротивление разрыву, σв, МПа Относительное удлинение при разрыве, δ5, % Относительное сужение, ψ, % Ударная вязкость, KCU, Дж/см2 Твердость, НВ
Пруток. Отжиг при 760-780°С, 2 ч, охлаждение с печью. Закалка при 950-975°С, 1 час, масло
300 930 — 950 1260 — 1280 16 59 — 61 78 — 95 400 — 444
400 980 — 1050 1290 — 1330 16 — 17 60 — 62 61 — 68 388 — 444
500 970 — 1000 1110 — 1200 14 — 15 60 54 — 98 363 — 388

Механические свойства при испытаниях на длительную прочность

Температура испытания, °С Предел ползучести, МПа Скорость ползучести %/час Предел длительной прочности, МПа, Длительность испытания, часы
400 608 — 686 1000
588 — 666 2000
450 274 2/100 617 200

Свойства по стандарту

Термообработка Сечение, мм Предел текучести, σ0,2, МПа Временное сопротивление разрыву, σв, МПа Относительное удлинение при разрыве, δ5, % Относительное сужение, ψ, % Ударная вязкость, KCU, Дж / см2 Твердость, НВ
Поковки. Закалка при 1000-1030 °С, масло. Двойной отпуск при 665-675 °С, печь или воздух До 100 540 690 15 40 59 228 — 269

Свойства по стандарту ГОСТ 5949-75

Термообработка Сечение, мм Предел текучести, σ0,2, МПа Временное сопротивление разрыву, σв, МПа Относительное удлинение при разрыве, δ5, % Относительное сужение, ψ, % Ударная вязкость, KCU, Дж / см2 Твердость, НВ
Прутки. Закалка при 975-1040 °С, масло. Отпуск при 275-350 °С, воздух 60 835 1080 10 30 49
Закалка при 1000-1030 °С, масло. Отпуск при 620-660 °С, воздух 60 635 835 16 55 75

Свойства по стандарту

ГОСТ 7350-77

Термообработка Сечение, мм Предел текучести, σ0,2, МПа Временное сопротивление разрыву, σв, МПа Относительное удлинение при разрыве, δ5, % Относительное сужение, ψ, % Ударная вязкость, KCU, Дж / см2 Твердость, НВ
Листы горячекатаные или холоднокатаные. Закалка при 960-1050 °С, вода или воздух. Отпуск при 275-350 °С, воздух (образцы поперечные) Образцы 882 1078 10

Свойства по стандарту

ГОСТ 25054-81

Изготовление и свойства наиболее распространенных изделий из стали 20ХН3А

Прутки ГОСТ 4543-71

Эти детали закаливаются в масле при температуре 820°С, затем они отпускаются в воде или масле при показаниях термометра +500°С. Сечение подобных изделий составляет 15 мм. Условный предел текучести достигает 735 МПа.

Детали довольно прочные. Их временное сопротивление разрыву выдерживает до 930 МПа. Относительное удлинение после разрыва может достигать 12%, сужение – 55%.

Поковки ГОСТ 8479-70

Эти изделия проходят закалку и отпуск. Диаметр их сечения доходит до 100 мм. Условный предел текучести варьируется в пределах от 590 до 685 МПа. Предельная прочность изделий при растяжении наступает при 735-835 МПа. Относительное удлинение стенок изделия после разрыва составляет 13-14%, сужение 42-45%.

Механические характеристики

Сечение, мм t отпуска, °C sТ|s0,2, МПа σB, МПа d5, % y, % кДж/м2, кДж/м2 Твёрдость по Бринеллю, МПа HRC
Нормализация 930°C, воздух, Закалка 840°C, масло, Отпуск 200°C, воздух.
15-25 1370 1420 14 60 1060
Прутки. Нормализация при 930 °С охлаждение на воздухе + закалка в масло с 840 °С + отпуск при 200 °С, охлаждение на воздухе
100-150 830 1000 16 50 961 286
Цементация при 930-950 °С + закалка в масло с 830-850 °С + отпуск при 170-230 °С, охлаждение на воздухе
≤15 1360 1460 13 60 1158 57-63
Закалка в масло с 860 °С + отпуск + охлаждение после отпуска в масле
200 1250 1510 11 55 598 47
Образец диаметром 10 мм, длиной 50 мм, прокатанный. Скорость деформирования 20 мм/мин. Скорость деформации 0,007 1/с.
115 12 41 84
Нормализация 930°C, воздух, Закалка 840°C, масло, Отпуск 200°C, воздух.
25-50 1110 1200 12 62 1442
Прутки. Нормализация при 930 °С охлаждение на воздухе + закалка в масло с 840 °С + отпуск при 200 °С, охлаждение на воздухе
15-25 1370 1420 14 60 1060 418
Цементация при 930-950 °С + закалка в масло с 830-850 °С + отпуск при 170-230 °С, охлаждение на воздухе
100-150 880 1040 17 50 1060 286 57-63
Закалка в масло с 860 °С + отпуск + охлаждение после отпуска в масле
300 1230 1400 8 50 608 47
Образец диаметром 10 мм, длиной 50 мм, прокатанный. Скорость деформирования 20 мм/мин. Скорость деформации 0,007 1/с.
73 81 47 100
Нормализация при 930-950 °С, охлаждение на воздухе + закалка в масло с 780-830 °С + отпуск при 200 °С, охлаждение на воздухе или в масле
≤15 1080 1270 10 50 863
Прутки. Нормализация при 930 °С охлаждение на воздухе + закалка в масло с 840 °С + отпуск при 200 °С, охлаждение на воздухе
25-50 1110 1200 12 62 1442 340
Цементация при 930-950 °С + закалка в масло с 830-850 °С + отпуск при 170-230 °С, охлаждение на воздухе
15-25 1310 1410 14 64 1246 57-63
Закалка в масло с 860 °С + отпуск + охлаждение после отпуска в масле
400 1180 1240 11 58 677 43
Образец диаметром 10 мм, длиной 50 мм, прокатанный. Скорость деформирования 20 мм/мин. Скорость деформации 0,007 1/с.
32 44 58 100
Прутки. Нормализация при 930 °С охлаждение на воздухе + закалка в масло с 840 °С + отпуск при 200 °С, охлаждение на воздухе
50-75 970 1060 15 60 1060 302
Цементация при 930-950 °С + закалка в масло с 830-850 °С + отпуск при 170-230 °С, охлаждение на воздухе
25-50 1160 1260 13 64 1246 340 57-63
Закалка в масло с 860 °С + отпуск + охлаждение после отпуска в масле
500 970 970 14 64 1226 33
Образец диаметром 10 мм, длиной 50 мм, прокатанный. Скорость деформирования 20 мм/мин. Скорость деформации 0,007 1/с.
19 29 63 100
Прутки. Нормализация при 930 °С охлаждение на воздухе + закалка в масло с 840 °С + отпуск при 200 °С, охлаждение на воздухе
75-100 920 1000 15 60 1246 302
Цементация при 930-950 °С + закалка в масло с 830-850 °С + отпуск при 170-230 °С, охлаждение на воздухе
50-75 1080 1140 12 60 1246 321 57-63
Закалка в масло с 860 °С + отпуск + охлаждение после отпуска в масле
600 690 820 17 65 1785 27
Образец диаметром 10 мм, длиной 50 мм, прокатанный. Скорость деформирования 20 мм/мин. Скорость деформации 0,007 1/с.
15 25 76 100
Цементация при 930-950 °С + закалка в масло с 830-850 °С + отпуск при 170-230 °С, охлаждение на воздухе
75-100 930 1040 17 66 1246 302 57-63

Описание

Сталь 20 применяется: для изготовления листового проката 4−14 мм 1−2 категории, предназначенного для холодной штамповки; после нормализации или без термообработки крюков кранов, муфт, вкладышей подшипников и других деталей, работающих при температурах от -40 °С до +450 °С под давлением; после ХТО — для изготовления шестерней, червяков, червячных пар и других деталей, к которым предъявляются требования высокой поверхностной твёрдости при невысокой прочности сердцевины; холоднокатаных плавниковых труб наружным диаметром 32, 38 и 50 мм, предназначенных для паровых котлов со сверхкритическими параметрами пара; труб перегревателей, коллекторов и трубопроводов котлов высокого давления; цементуемых деталей для длительной и весьма длительной службы при температурах до +350 °С; заготовок деталей трубопроводной арматуры; деталей типа донышек, воротниковых фланцев, штуцеров, колец, патрубков, тройников и деталей прямоугольной формы для энергооборудования и трубопроводов с абсолютным давлением свыше 3,9 МПа тепловых электростанций; оборудования и трубопроводов атомных станций (АС); деталей и элементов трубопроводов пара и горячей воды атомных станций (АС), с расчётной температурой среды не выше +350°С при рабочем давлении менее 2,2 МПа (22 кгс/см2); труб для установок химических и нефтехимических производств с условным давлением Ру=19,6−98 МПа (200−1000 кгс/см2); спиральношовных труб с двухсторонним швом для трубопроводов атомных электростанций; труб бесшовных высокого давления (6−10 мм) для топливопроводов дизелей; горячекатаного профиля для изготовления ободьев колес сельскохозяйственных машин; электросварных труб для изготовления деталей и конструкций в мотовелостроении; стальных гнутых замкнутых сварных квадратных и прямоугольных профилей, предназначенных для применения в сельскохозяйственном машиностроении, тракторостроении и других отраслях народного хозяйства; бесшовных горячедеформированных хладостойких труб для газлифтных систем и обустройства газовых месторождений; колец цельнокатаных различного назначения; бесшовных холоднодеформированных, теплодеформированных, горячедеформированных, в том числе горячепрессованных, и горячепрессованных редуцированных труб, предназначенных для паровых котлов и трубопроводов установок с высокими и сверхкритическими параметрами пара; бесшовных холоднодеформированных, теплодеформированных, горячедеформированных, в том числе горячепрессованных, и горячепрессованных редуцированных труб, предназначенных для паровых котлов и трубопроводов установок с высокими и сверхкритическими параметрами пара; биметаллических бесшовных труб для судостроения с наружным слоем из стали и внутренним слоем из меди; электросварных холоднодеформированных труб, предназначенных для карданных валов автомобилей, тракторов и машин; горячедеформированных бесшовных труб, применяемых в судостроении для паропроводов; бесшовных горячедеформированных труб повышенной коррозионной стойкости и хладостойкости (ст.20А), с наружным диаметром от 89 до 426 мм класса прочности не менее К48, для внутрипромысловых трубопроводов, транспортирующих продукцию нефтяных скважин (низконапорных водоводов пресной и подтоварной воды при давлении до 2 МПа в системах заводнения пластов); труб бесшовных горячедеформированных нефтегазопроводных повышенной коррозионной стойкости и хладостойкости, предназначенных для строительства и эксплуатации нефтегазопроводов в условиях северной климатической зоны нефтедобывающих предприятий ОАО «Нижневартовскнефтегаз» при температуре окружающей среды от минус 50 °C до +40 °С, температурой транспортируемых сред от +5 °С до +40°С
; труб с наружным поперечным оребрением, выполненным с применением сварки токами высокой частоты, для паровых котлов, предназначенных для изготовления поверхностей нагрева; труб, применяемых в авиационной технике; полосового проката, применяемого для изготовления деталей автомобилей.

Примечание

Степень раскисления — сп.
Конструкционная легированная сталь повышенной коррозионной стойкости и хладостойкости.

Общие сведения стали 12ХН3А

Заменитель марки
стали: 12ХН2, 20ХН3А, 25ХГТ, 12Х2Н4А, 20ХНР.
Вид поставки
Круг 12хн3а, сортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 4543–71, ГОСТ 2590–71, ГОСТ 2591–71, ГОСТ 2879–69, ГОСТ 10702–78. Калиброванный пруток ГОСТ 10702–78, ГОСТ 1051–73, ГОСТ 7417–75, ГОСТ 8559–75, ГОСТ 8560–78. Шлифованный пруток и серебрянка ГОСТ 14955–77. Полоса ГОСТ 103–76. Поковки и кованые заготовки ГОСТ 1133–71. Трубы ГОСТ 21729–76, ГОСТ 8734–75, ГОСТ 9567–75.
Применение
Шестерни, валы, червяки, кулачковые муфты, поршневые пальцы и другие цементируемые детали, к которым предъявляются требования высокой прочности, пластичности и вязкости сердцевины и высокой поверхностной твердости, работающие под действием ударных нагрузок и при отрицательных температурах.
Гость форума
От: admin

Эта тема закрыта для публикации ответов.