Круг 20х2н4а 160 мм ГОСТ 2590-06, 4543-16, 3ГП_
- Обзор
- Характеристики
- Отзывы (0)
Круг 20Х2Н4А ?160 мм, сталь 20Х2Н4А, ГОСТ 2590-06, ГОСТ 4543-71, группа по поставке 3ГП
Основные технические характеристики
Данный продукт — круг стальной горячекатаный из легированной стали марки 20Х2Н4А, диаметром 160 мм, изготовленный в соответствии с требованиями государственных стандартов ГОСТ 2590-06 (сортамент проката) и ГОСТ 4543-71 (технические условия на легированную конструкционную сталь). Продукция поставляется в группе по поставке 3ГП, что означает соответствие повышенным требованиям по химическому составу, механическим свойствам и контролю качества.
Круг предназначен для использования в условиях высоких нагрузок, динамических и ударных воздействий, а также при эксплуатации в агрессивных средах. Благодаря особому химическому составу и термической обработке, сталь 20Х2Н4А обладает высокой прочностью, износостойкостью и усталостной выносливостью, что делает её незаменимой в ответственных узлах и механизмах.
Химический состав стали 20Х2Н4А (по ГОСТ 4543-71), %
Сталь марки 20Х2Н4А относится к классу хромоникелевых легированных сталей, предназначенных для изготовления деталей, подвергающихся цементации. Химический состав строго нормирован и обеспечивает высокие эксплуатационные характеристики после термообработки.
| Элемент | Содержание, % |
|---|---|
| Углерод © | 0,17–0,24 |
| Хром (Cr) | 0,60–0,90 |
| Никель (Ni) | 3,25–3,65 |
| Марганец (Mn) | 0,30–0,60 |
| Кремний (Si) | 0,17–0,37 |
| Сера (S) | ? 0,025 |
| Фосфор (P) | ? 0,025 |
| Медь (Cu) | ? 0,30 |
| Мышьяк (As) | ? 0,08 |
| Остаточный алюминий (Al) | ? 0,020 |
Особенности состава:
Высокое содержание никеля (до 3,65%) обеспечивает повышенную вязкость и ударную вязкость при низких температурах. Хром способствует улучшению прокаливаемости и коррозионной стойкости. Умеренное содержание углерода позволяет проводить цементацию с последующей закалкой и низким отпуском, формируя твёрдый поверхностный слой при сохранении вязкой сердцевины.
Механические свойства (после улучшения: закалка + высокий отпуск)
Механические свойства стали 20Х2Н4А определяются после термической обработки по режиму улучшения. Нормируемые значения соответствуют требованиям ГОСТ 4543-71 для группы 3ГП.
| Показатель | Значение |
|---|---|
| Временное сопротивление разрыву, ?b | ? 980 МПа |
| Предел текучести, ?0,2 | ? 785 МПа |
| Относительное удлинение, ?5 | ? 12 % |
| Относительное сужение, ? | ? 55 % |
| Ударная вязкость (KCU при +20?°C), KCU | ? 98 Дж/см? |
| Твёрдость по Бринеллю (HB), не более | 285 |
После цементации и закалки поверхностный слой достигает твёрдости HRC 58–62, обеспечивая высокую износостойкость и сопротивление контактным нагрузкам.
Физические свойства стали 20Х2Н4А
| Показатель | Значение |
|---|---|
| Плотность, ? | 7,85 г/см? |
| Модуль упругости (Юнга), E | 2,1?10? МПа |
| Модуль сдвига, G | 8,1?10? МПа |
| Коэффициент Пуассона, ? | 0,29 |
| Теплопроводность при 100?°C, ? | 29 Вт/(м·К) |
| Удельная теплоёмкость, c | 460 Дж/(кг·К) |
| Температура плавления | ~1420–1460?°C |
| Коэффициент линейного расширения (20–100?°C), ? | 11,5?10?? 1/°C |
Физические свойства позволяют использовать сталь в условиях переменных температур, в том числе при кратковременных термических циклах.
Технологические свойства
- Свариваемость: Сварка возможна только с предварительным подогревом (до 250–300?°C) и последующей термообработкой. Не рекомендуется для ответственных сварных конструкций без контроля режимов. Используются методы дуговой сварки под флюсом, аргонодуговой сварки (TIG).
- Обрабатываемость резанием: В состоянии поставки (после улучшения) обрабатываемость оценивается как удовлетворительная. Рекомендуются твёрдосплавные резцы. После цементации обработка возможна только шлифованием.
- Обработка давлением: Горячая деформация возможна в диапазоне температур 1150–850?°C. Не рекомендуется ковка при температуре ниже 800?°C.
- Склонность к отпускной хрупкости: Средняя. Рекомендуется быстрое охлаждение после отпуска в критическом интервале (450–550?°C).
- Прокаливаемость: Высокая, благодаря содержанию никеля и хрома. Полная прокалка достигается при диаметре до 60 мм в масле. При диаметре 160 мм обеспечивается прокалка на глубину до 40–50 мм.
Вес и расчётные данные
- Диаметр круга: 160 мм (0,16 м)
- Площадь поперечного сечения:
A=4?d2=43,1416?(0,16)2=0,0201м2
- Плотность стали: 7850 кг/м?
- Масса одного погонного метра:
m=A??=0,0201?7850=157,785кг/м
Округлённое значение:
- Масса 1 метра круга ?160 мм — 157,8 кг
- Количество погонных метров в одной тонне (1000 кг):
L=157,81000?6,34м
Таким образом, в одной тонне содержится примерно 6,34 метра проката данного сечения.
Область применения
Сталь марки 20Х2Н4А и круги из неё нашли широкое применение в машиностроении, особенно в производстве высоконагруженных деталей, работающих в условиях трения, ударов и циклических нагрузок. Ниже приведены основные сферы применения:
1. Авиационная и космическая промышленность
Из стали 20Х2Н4А изготавливают валы, шестерни, оси, шлицевые соединения, работающие при экстремальных нагрузках. Высокая вязкость и усталостная прочность позволяют использовать её в редукторах вертолётов и турбовинтовых двигателей.
2. Судостроение
Валопроводы, шестерни редукторов, оси рулевых механизмов — всё это изготавливается из подобных сталей. Устойчивость к ударным нагрузкам и коррозии (в сочетании с защитными покрытиями) делает 20Х2Н4А идеальным выбором.
3. Тяжёлое машиностроение
Используется в производстве деталей экскаваторов, буровых установок, прессов, где требуется сочетание прочности и износостойкости. Цементированный слой обеспечивает долгий срок службы при трении.
4. Энергетика
Турбинные валы, роторы, шестерни редукторов электрогенераторов — все эти элементы требуют высокой надёжности. Сталь 20Х2Н4А проходит строгий контроль качества, включая ультразвуковой контроль (УЗК), что обязательно для энергетического оборудования.
5. Автомобильная промышленность
Применяется в производстве коробок передач, полуосей, шестерён дифференциалов, особенно в грузовиках и спецтехнике. После цементации и закалки такие детали выдерживают миллионы циклов нагрузки.
6. Железнодорожное машиностроение
Оси колёсных пар, шестерни тяговых редукторов, валы компрессоров — всё это может изготавливаться из круга 20Х2Н4А ?160 мм. Высокая ударная вязкость особенно важна при эксплуатации в условиях низких температур.
7. Нефтегазовое оборудование
Шестерни буровых насосов, валы компрессоров, элементы арматуры — работ в агрессивной среде требует надёжных материалов. Сталь 20Х2Н4А устойчива к коррозии и выдерживает высокое давление.
8. Военная техника
Из этой стали изготавливают детали танковых трансмиссий, башенных механизмов, элементы ходовой части. Высокая прочность и вязкость критичны для боевой техники.
9. Промышленные редукторы и редукторные станции
Круг используется для изготовления валов и шестерён в крупных редукторах металлургических, цементных и химических производств.
10. Экспериментальное и научное оборудование
В приборостроении применяются прецизионные валы и оси, требующие стабильности размеров и высокой прочности.
Термическая обработка и технология изготовления
Круг поставляется в состоянии горячекатаном или нормализованном, но для достижения нормируемых механических свойств требуется улучшение (закалка + высокий отпуск).
- Режим закалки: нагрев до 820–840?°C, выдержка, охлаждение в масле.
- Отпуск: 580–620?°C, охлаждение на воздухе.
Для поверхностного упрочнения применяется цементация:
- Нагрев в насыщающей среде (газовой или твёрдой) при 920–950?°C, выдержка 6–10 часов.
- Закалка с температуры цементации.
- Низкий отпуск при 150–200?°C для снятия напряжений.
Глубина цементованного слоя — до 1,5–2,0 мм.
Контроль качества
Продукция проходит комплексный контроль:
- Химический анализ по плавке
- Механические испытания (разрыв, удар, твёрдость)
- Ультразвуковой контроль (УЗК) — по требованию заказчика
- Макро- и микроструктура
- Контроль размеров и формы
Заключение
Круг стальной 20Х2Н4А ?160 мм — это высокотехнологичный продукт, предназначенный для изготовления ответственных деталей в машиностроении. Благодаря оптимальному химическому составу, высоким механическим и физическим свойствам, а также хорошим технологическим характеристикам, он востребован в самых различных отраслях промышленности.
Данный товар можно приобрести в ООО «Металлотрейд» — надёжном поставщике качественного металлопроката. Для уточнения наличия, цен и оформления заказа звоните по телефонам: +7(863)220-90-10, +7(495)792-05-58. Наши специалисты помогут подобрать необходимую марку стали, рассчитать объём и организовать доставку по России и СНГ.