Сталь марки 20ХГНР
| Марка: 20ХГНР (заменители: , 12ХН3А, 12ХН2) Вид поставки: сортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 4543-71, ГОСТ 2590-2006, ГОСТ 2591-2006, ГОСТ 2879-2006. Калиброванный пруток: ГОСТ 1051-73, ГОСТ 7417-75, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78. Шлифованный пруток и серебрянка: ГОСТ 14955-77. Полоса: ГОСТ 103-2006. Поковки и кованные заготовки: ГОСТ 1133-71. Трубы: ОСТ 14-21-77. Класс: Сталь конструкционная легированная Использование в промышленности: зубчатые колеса, вал-шестерни, червяки, кулачковые муфты, валики, втулки и другие ответственные детали, работающие в условиях ударных нагрузок. |
| Химический состав в % стали 20ХГНР | ||
| C | 0,16 - 0,23 | |
| Si | 0,17 - 0,37 | |
| Mn | 0,7 - 1 | |
| Ni | 0,8 - 1,1 | |
| S | до 0,035 | |
| P | до 0,035 | |
| Cr | 0,7 - 1,1 | |
| Ti | до 0,06 | |
| Cu | до 0,3 | |
| B | 0,001 - 0,005 | |
| Fe | ~96 | |
| Дополнительная информация и свойства |
| Температура ковки, °С: начала 1150, конца 800. Сечения более 60 мм охлаждаются замедленно. Термообработка: Нормализация 930oC, воздух, Закалка 840oC, масло, Отпуск 200oC, воздух. Твердость материала: HB 10 -1 = 197 МПа Температура критических точек: Ac1 = 740 , Ac3(Acm) = 830 , Ar3(Arcm) = 725 , Ar1 = 650 , Mn = 365 Свариваемость материала: ограниченно свариваемая. РДС. Рекомендуется подогрев и последующая термообработка. Флокеночувствительность: чувствительна. Склонность к отпускной хрупкости: склонна. |
| Механические свойства стали 20ХГНР | ||||||||
| ГОСТ | Состояние поставки, режим термообработки | Сечение, мм | σ0,2 (МПа) | σв(МПа) | δ5 (%) | ψ % | KCU (Дж / см2) | НВ(HRCЭ), не более |
| ГОСТ 4543-71 | Нормализация 930-950 °С, воздух. Закалка 780-830 °С, масло. Отпуск 200 °С, воздух или масло | 15 | 1080 | 1270 | 10 | 50 | 88 | - |
| Цементация 930-950 °С. Закалка 830-850 °С, масло. Отпуск 170-230 °С, воздух. | 15 | 1360 | 1460 | 13 | 60 | 118 | Поверхности (57-63) | |
| 25 | 1310 | 1410 | 14 | 64 | 127 | Поверхности (57-63) | ||
| 50 | 1160 | 1260 | 13 | 64 | 127 | Сердцевины 340, поверхности (57-63) | ||
| 75 | 1080 | 1140 | 12 | 60 | 127 | Сердцевины 321, поверхности (57-63) | ||
| 100 | 930 | 1040 | 17 | 66 | 127 | Сердцевины 302, поверхности (57-63) | ||
| 150 | 880 | 1040 | 17 | 50 | 108 | Сердцевины 268, поверхности (57-63) | ||
| Механические свойства стали 20ХГНР в зависимости от сечения | ||||||
| Сечение, мм | σ0,2 (МПа) | σв(МПа) | δ4 (%) | ψ % | KCU (Дж / см2) | HB |
| Нормализация 930 °С, воздух. Закалка 840 °С, масло. Отпуск 200 °С, воздух | ||||||
| 25 50 75 100 150 | 1370 1110 970 920 830 | 1420 1200 1060 1000 1000 | 14 12 15 15 16 | 60 62 60 60 50 | 108 147 108 127 98 | 418 340 302 302 286 |
| Механические свойства стали 20ХГНР в зависимости от температуры отпуска | ||||||
| Температура отпуска, °С | σ0,2 (МПа) | σв(МПа) | δ5 (%) | ψ % | KCU (Дж / см2) | HRCЭ |
| Закалка 860 °С, масло. Охлаждение после отпуска в масле | ||||||
| 200 300 400 500 600 | 1250 1230 1180 970 690 | 1510 1400 1240 970 820 | 11 8 11 14 17 | 55 50 58 64 65 | 61 62 69 125 182 | 47 47 43 33 27 |
| Механические свойства стали 20ХГНР при повышенных температурах | ||||
| Температура испытаний, °С | σ0,2 (МПа) | σв(МПа) | δ5 (%) | ψ % |
| Образец диаметром 10 мм, длиной 50 мм, прокатанный. Скорость деформирования 20 мм/мин. Скорость деформации 0,007 1/с | ||||
| 800 900 1000 1100 1200 | 115 73 32 19 15 | 12 81 44 29 25 | 41 47 58 63 76 | 84 100 100 100 100 |
| Ударная вязкость стали 20ХГНР KCU, (Дж/см2) | ||||
| Т= +20 °С | Т= -20 °С | Т= -40 °С | Т= -60 °С Т= -80 °С | Термообработка |
| 61 125 | 61 110 | 62 120 | 60 61 117 89 | Закалка 860 °С, масло. Отпуск 200 °С, масло. HRCЭ 47 Закалка 860 °С, масло. Отпуск 500 °С, масло. HRCЭ 33 |
| Предел выносливости стали 20ХГНР | ||
| σ-1, МПА | n | Термообработка |
| 590 | 107 | Нормализация 930 °C, 3 ч, воздух. Закалка 840 °C, масло. Отпуск 200 °C, 2 ч. σв=1480 МПа |
| Прокаливаемость стали 20ХГНР | ||||||||||
| Расстояние от торца, мм | Примечание | |||||||||
| 1,5 | 3 | 4,5 | 6 | 9 | 12 | 15 | 21 | 27 | 39 | Закалка 820 °С |
| 43-48,5 | 43,5-49 | 43-49,5 | 42,5-49,5 | 41-49,5 | 39,5-49 | 38-48,5 | 35-47,5 | 31-45 | 26-40 | Твердость для полос прокаливаемости, HRC |
| Критическая твердость, HRCэ | Критический диаметр в масле |
| 39-41 40-44 | 100 50 |
| Краткие обозначения: | ||||
| σв | - временное сопротивление разрыву (предел прочности при растяжении), МПа | ε | - относительная осадка при появлении первой трещины, % | |
| σ0,05 | - предел упругости, МПа | Jк | - предел прочности при кручении, максимальное касательное напряжение, МПа | |
| σ0,2 | - предел текучести условный, МПа | σизг | - предел прочности при изгибе, МПа | |
| δ5,δ4,δ10 | - относительное удлинение после разрыва, % | σ-1 | - предел выносливости при испытании на изгиб с симметричным циклом нагружения, МПа | |
| σсж0,05 и σсж | - предел текучести при сжатии, МПа | J-1 | - предел выносливости при испытание на кручение с симметричным циклом нагружения, МПа | |
| ν | - относительный сдвиг, % | n | - количество циклов нагружения | |
| sв | - предел кратковременной прочности, МПа | R и ρ | - удельное электросопротивление, Ом·м | |
| ψ | - относительное сужение, % | E | - модуль упругости нормальный, ГПа | |
| KCU и KCV | - ударная вязкость, определенная на образце с концентраторами соответственно вида U и V, Дж/см2 | T | - температура, при которой получены свойства, Град | |
| sT | - предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), МПа | l и λ | - коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала), Вт/(м·°С) | |
| HB | - твердость по Бринеллю | C | - удельная теплоемкость материала (диапазон 20o - T ), [Дж/(кг·град)] | |
| HV | - твердость по Виккерсу | pn и r | - плотность кг/м3 | |
| HRCэ | - твердость по Роквеллу, шкала С | а | - коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20o - T ), 1/°С | |
| HRB | - твердость по Роквеллу, шкала В | σtТ | - предел длительной прочности, МПа | |
| HSD | - твердость по Шору | G | - модуль упругости при сдвиге кручением, ГПа | |
