Сталь 20Х конструкционная легированная хромистая
Заменители: Сталь 18ХГТ, Сталь 20ХН, Сталь 12ХН2, Сталь 15Х
Сталь 20Х применяется: для изготовления горячекатаного толстолистового проката; втулок, шестерен, обойм, гильз, дисков, плунжеров, рычагов и других цементируемых деталей, к которым предъявляется требование высокой поверхностной твердости при невысокой прочности сердцевины; деталей, работающих в условиях износа при трения; деталей трубопроводной арматуры из сортового проката; штампованных заготовок и поковок (требуется термообработка: закалка в воду и отпуск на воздухе).
Химический состав в % |
НТД | C | S | P | Mn | Cr | W | V | Ti | Si | Ni | Mo | Cu |
ТУ 14-1-3238-81 | 0,17-0,23 | ≤0,030 | ≤0,030 | 0,50-0,80 | 0,70-1,00 | ≤0,20 | ≤0,050 | ≤0,030 | 0,17-0,37 | ≤0,30 | ≤0,15 | ≤0,30 |
ГОСТ 10702-78 | 0,17-0,23 | ≤0,035 | ≤0,035 | ≤0,60 | 0,70-1,00 | ≤0,20 | ≤0,050 | ≤0,030 | ≤0,20 | ≤0,30 | ≤0,15 | ≤0,30 |
ТУ 14-1-4118-86, ГОСТ 4543-71 | 0,17-0,23 | ≤0,035 | ≤0,035 | 0,50-0,80 | 0,70-1,00 | ≤0,20 | ≤0,050 | ≤0,030 | 0,17-0,37 | ≤0,30 | ≤0,15 | ≤0,30 |
По ТУ 14-1-3238-81 химический состав приведен для стали марки 20ХА. Для стали марки 20ХА-СШ содержание S≤0,015%.
Механические свойства |
Механические свойства при 20°С |
Состояние поставки | Сечение
(мм)
| t испыт.
(°C)
| t отпуска
(°C)
| sТ | s0,2
(МПа)
| sB
(МПа)
| d5
(%)
| d4 | d | d10 | y
(%)
| KCU
(кДж/м2)
| HB | HRC | HRB | HV | HSh |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Заготовки деталей трубопроводной артматуры. Закалка в воду от 880-900 °C (выдержка 2,5-4,0 ч, в зависимости от толщины и массы заготовки) + Отпуск, охлаждение на воздухе | ||||||||||||||||
max 80 | 500-560 | ≥345 | ≥590 | ≥16 | ≥45 | ≥588 | 174-217 | |||||||||
Сортовой прокат (пруток). Закалка в воду или масло с 880 °С + Закалка в воду или масло с 770-820 °С + Отпуск при 180 °С, охлаждение в воздухе или масле | ||||||||||||||||
≤15 | ≥635 | ≥780 | ≥11 | ≥40 | ≥579 | |||||||||||
Сортовой прокат (пруток). Цементация при 920-950 °С, охлаждение на воздухе + Закалка в масло с 800 °С + Отпуск при 190 °С, охлаждение на воздухе | ||||||||||||||||
40-60 | ≥390 | ≥640 | ≥13 | ≥40 | ≥481 | ≥250 | 55-63 | |||||||||
Трубы бесшовные горячедеформированные в состоянии поставки | ||||||||||||||||
Образец | ≥431 | ≥16 | ||||||||||||||
Трубы бесшовные холоднодеформированные в состоянии поставки термообработанные (НВ - для стенки > 10 мм) | ||||||||||||||||
Образец | ≥431 | ≥17 | ≤179 |
Механические свойства прутка |
Состояние поставки | Сечение
(мм)
| t испыт.
(°C)
| t отпуска
(°C)
| sТ | s0,2
(МПа)
| sB
(МПа)
| d5
(%)
| d4 | d | d10 | y
(%)
| KCU
(кДж/м2)
| HB | HRC | HRB | HV | HSh |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Сталь горячекатаная и горячекатаная со специальной отделкой поверхности термообработанная | ||||||||||||||||
Образец | ≤163 | |||||||||||||||
Сталь калиброванная и калиброванная со специальной отделкой поверхности | ||||||||||||||||
Нагартованная (без т/о) | ≥590 | ≥5 | ≥45 | ≤207 | ||||||||||||
После отжига (отпуска) | ≤550 | ≥60 | ≤179 | |||||||||||||
После сфероидезирующего отжига | 360-470 | ≥60 | ≤179 |
Механические свойства поковок |
Состояние поставки | Сечение
(мм)
| t испыт.
(°C)
| t отпуска
(°C)
| sТ | s0,2
(МПа)
| sB
(МПа)
| d5
(%)
| d4 | d | d10 | y
(%)
| KCU
(кДж/м2)
| HB | HRC | HRB | HV | HSh |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Поковки. Закалка + Отпуск | ||||||||||||||||
КП 245 | 100-300 | ≥245 | ≥470 | ≥19 | ≥42 | ≥383 | 143-179 | |||||||||
КП 275 | 100-300 | ≥275 | ≥530 | ≥17 | ≥38 | ≥333 | 156-197 | |||||||||
КП 275 | <100 | ≥275 | ≥530 | ≥20 | ≥40 | ≥432 | 156-197 | |||||||||
КП 315 | 100-300 | ≥315 | ≥570 | ≥14 | ≥35 | ≥333 | 167-207 | |||||||||
КП 345 | 100-300 | ≥345 | ≥590 | ≥17 | ≥40 | ≥530 | 174-217 | |||||||||
Поковки. Нормализация | ||||||||||||||||
КП 195 | 100-300 | ≥195 | ≥390 | ≥23 | ≥50 | ≥530 | 111-156 | |||||||||
КП 195 | 300-500 | ≥195 | ≥390 | ≥20 | ≥45 | ≥481 | 111-156 | |||||||||
КП 195 | <100 | ≥195 | ≥390 | ≥26 | ≥55 | ≥579 | 111-156 | |||||||||
КП 215 | 100-300 | ≥215 | ≥430 | ≥20 | ≥48 | ≥481 | 123-167 | |||||||||
КП 215 | <100 | ≥215 | ≥430 | ≥24 | ≥53 | ≥530 | 123-167 | |||||||||
КП 245 | <100 | ≥245 | ≥470 | ≥22 | ≥48 | ≥481 | 143-179 |
Механические свойства в зависимости от температуры отпуска |
Состояние поставки | Сечение
(мм)
| t испыт.
(°C)
| t отпуска
(°C)
| sТ | s0,2
(МПа)
| sB
(МПа)
| d5
(%)
| d4 | d | d10 | y
(%)
| KCU
(кДж/м2)
| HB | HRC | HRB | HV | HSh |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Пруток диаметром 25 мм. Закалка в масло с 900 °С + Отпуск | ||||||||||||||||
200 | ≥650 | ≥880 | ≥18 | ≥58 | ||||||||||||
300 | ≥690 | ≥880 | ≥16 | ≥65 | ||||||||||||
400 | ≥690 | ≥850 | ≥18 | ≥70 | ||||||||||||
500 | ≥670 | ≥780 | ≥20 | ≥71 | ||||||||||||
600 | ≥610 | ≥730 | ≥20 | ≥70 |
Механические свойства при повышенных температурах |
Состояние поставки | Сечение
(мм)
| t испыт.
(°C)
| t отпуска
(°C)
| sТ | s0,2
(МПа)
| sB
(МПа)
| d5
(%)
| d4 | d | d10 | y
(%)
| KCU
(кДж/м2)
| HB | HRC | HRB | HV | HSh |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Образец диаметром 6 мм, длиной 30 мм кованый и нормализованный. Скорость деформирования 16 мм/мин. Скорость деформации 0,009 1/с | ||||||||||||||||
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 |
Технологические свойства |
Свариваемость | Сваривается без ограничений (кроме химико-термически обработанных деталей). Способы сварки: РДС, КТС. |
Склонность к отпускной хрупкости | Не склонна. |
Температура ковки | Начала - 1260 °C, конца - 760 °C. Заготовки сечением до 200 мм охлаждаются на воздухе, 201-700 мм подвергаются низкотемпературному отжигу. |
Флокеночувствительность | Малочувствительна. |
Температура критических точек |
Критическая точка | Температура °C |
---|---|
AC1 | 750 |
AC3 | 825 |
AR3 | 755 |
AR1 | 665 |
MN | 390 |
Ударная вязкость |
Состояние поставки температура | +20 | -20 | -40 | -60 |
---|---|---|---|---|
Пруток диаметром 115 мм. Закалка. Отпуск. | 280-286 | 280-289 | 277-287 | 261-274 |
Предел выносливости |
Термообработка, состояние стали | s-1
(МПа)
| t-1
(МПа)
| n | sB
(МПа)
| s0,2
(МПа)
|
---|---|---|---|---|---|
Нормализация. НВ 143-179 | 235 | 1Е+7 | 450-590 | 295-395 | |
Закалка. Высокий отпуск. НВ 217-235 | 295 | 1Е+7 | 690 | 490 | |
Цементация. Закалка. Низкий отпуск. HRCэ 57-63 | 412 | 1Е+7 | 930 | 790 |
Прокаливаемость |
1.5 | 3 | 4.5 | 6 | 7.5 | 9 | 10.5 | 13.5 | 18 |
38,5-49 | 34-46,5 | 29-44 | 24,5-40 | 22-35,5 | 32,5 | 30 | 27 | 24,5 |
Термообработка | Количество мартенсита, % | Крит. диам. в воде | Крит. диам. в масле | Крит. твердость, HRCэ | Расст. от охлаждаемого конца, мм |
50 | 26-48 | 8-24 | 32-36 | ||
90 | 12-28 | 3-9 | 38-42 |
Физические свойства |
Температура испытания, °С | 0 | 20 | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 | 1000 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Модуль нормальной упругости (Е, ГПа) | 216 | 216 | 213 | 198 | 193 | 181 | 171 | 165 | 143 | 133 | |
Модуль упругости при сдвиге кручением (G, ГПа) | 84 | 83 | 76 | 74 | 71 | 67 | 62 | 55 | 50 | ||
Плотность (r, кг/м3) | 7830 | 7830 | 7810 | 7780 | 7710 | 7640 | |||||
Коэффициент теплопроводности (l, Вт/(м · °С)) | 42 | 42 | 42 | 41 | 40 | 38 | 36 | 33 | 32 | 31 | |
Уд. электросопротивление (R, НОм · м) | |||||||||||
Коэффициент линейного расширения (a, 10-6 1/°С) | 10,5 | 11,6 | 12,4 | 13,1 | 13,6 | 13,6 | 14 | ||||
Удельная теплоемкость (С, Дж/(кг · °С)) | 496 | 508 | 525 | 537 | 567 | 588 | 626 | 626 | 706 |
Обозначения |
Механические свойства:
|