- Обзор
- Характеристики
- Отзывы (0)
Круг стальной 20Х 270 мм, группа 3, ГОСТ 2590-2006, ГОСТ 4543-71
Основные технические характеристики
Марка стали: 20Х
Тип проката: Круг
Диаметр: 270 мм
Класс точности: Б (по ГОСТ 2590-2006)
Группа механических свойств: 3 (по ГОСТ 4543-71)
Способ производства: Горячекатаный
Назначение: Для изготовления деталей, подвергаемых цементации и последующей термической обработке
Химический состав стали 20Х (по ГОСТ 4543-71), %
Марка стали 20Х относится к конструкционным легированным сталям с повышенным содержанием хрома. Химический состав строго регламентирован и обеспечивает высокие эксплуатационные характеристики:
| Элемент | Содержание, % |
|---|---|
| Углерод © | 0,17–0,24 |
| Кремний (Si) | 0,17–0,37 |
| Марганец (Mn) | 0,50–0,80 |
| Хром (Cr) | 0,80–1,10 |
| Сера (S) | не более 0,035 |
| Фосфор (P) | не более 0,035 |
| Никель (Ni) | не более 0,30 |
| Медь (Cu) | не более 0,30 |
| Арсен (As) | не более 0,080 |
Хром в составе стали повышает прокаливаемость, твёрдость и износостойкость, особенно после цементации и закалки. Углерод в пределах 0,17–0,24 % обеспечивает достаточную твёрдость поверхностного слоя при сохранении вязкости сердцевины. Низкое содержание серы и фосфора способствует улучшению пластичности и ударной вязкости, снижает склонность к хрупкому разрушению.
Механические свойства (группа 3, ГОСТ 4543-71)
Механические свойства стали 20Х нормируются при поставке в состоянии поставки (горячекатаном) или после термической обработки. Для группы 3 механические характеристики следующие:
| Показатель | Значение |
|---|---|
| Временное сопротивление разрыву, ?в | не менее 600 МПа |
| Предел текучести, ?0,2 | не менее 350 МПа |
| Относительное удлинение, ?5 | не менее 16 % |
| Относительное сужение, ? | не менее 45 % |
| Ударная вязкость (KCU при +20?°C), KCU | не менее 59 Дж/см? |
После цементации и закалки с низким отпуском поверхностный слой достигает твёрдости 58–63 HRC, в то время как сердцевина сохраняет вязкость и пластичность — до 30–40 HRC. Это делает сталь 20Х идеальной для деталей, работающих в условиях переменных нагрузок и износа.
Физические свойства стали 20Х
| Показатель | Значение |
|---|---|
| Плотность | 7850 кг/м? |
| Модуль упругости (при растяжении), E | 2,1?105 МПа |
| Модуль сдвига, G | 8,1?104 МПа |
| Коэффициент Пуассона | 0,29 |
| Удельное электрическое сопротивление | 0,22 мкОм·м |
| Теплопроводность (при 100?°C) | 47 Вт/(м·°С) |
| Коэффициент линейного расширения (20–100?°C) | 11,5?10?6 1/°С |
| Удельная теплоёмкость (при 20?°C) | 470 Дж/(кг·°С) |
Физические свойства позволяют использовать сталь 20Х в широком диапазоне температур — от -40?°C до +200?°C. Материал сохраняет стабильность размеров и форму при колебаниях температуры, что критично для прецизионных деталей.
Технологические свойства
Свариваемость
Сталь 20Х сваривается всеми видами сварки (дуговая, контактная, лазерная), но требует предварительного подогрева до 200–300?°C и последующей термообработки для снятия остаточных напряжений. Без термообработки возможна хрупкость в зоне термического влияния.
Обрабатываемость резанием
В отожжённом состоянии сталь 20Х хорошо обрабатывается резанием. После цементации и закалки обработка возможна только абразивными методами (шлифование, хонингование). Рекомендуемые режимы резания:
- Скорость резания: 100–120 м/мин
- Подача: 0,2–0,3 мм/об
- Глубина резания: до 2 мм
Обрабатываемость давлением
Сталь 20Х хорошо деформируется в горячем состоянии. Температурный интервал ковки: 1200–800?°C. Не рекомендуется охлаждение в воде после ковки — возможны трещины. Оптимально — охлаждение на воздухе.
Коррозионная стойкость
Сталь 20Х не является коррозионно-стойкой. Подвержена атмосферной коррозии, особенно в условиях повышенной влажности. Для защиты рекомендуется применение лакокрасочных покрытий, смазок или хромирования.
Вес и расчёт массы
Масса одного погонного метра круга диаметром 270 мм рассчитывается по формуле:
m=4??d2??
где:
- d=0,27 м — диаметр
- ?=7850 кг/м? — плотность стали
m=43,1416?(0,27)2?7850?43,1416?0,0729?7850?0,0572?7850?449,02 кг/м
Таким образом, масса одного метра круга 270 мм составляет 449,02 кг.
Количество погонных метров в одной тонне:
L=449,021000?2,227 метра
В одной тонне — примерно 2,23 метра круга диаметром 270 мм.
Термическая обработка
Для достижения оптимальных эксплуатационных свойств сталь 20Х подвергается следующим видам термообработки:
- Нормализация: нагрев до 900–930?°C, выдержка, охлаждение на воздухе. Улучшает структуру, устраняет цементитную сетку.
- Отжиг: нагрев до 860–880?°C, медленное охлаждение. Снижает твёрдость, улучшает обрабатываемость.
- Цементация: насыщение поверхности углеродом при 900–950?°C в твёрдых, газовых или жидкостных средах. Глубина слоя — 0,8–1,5 мм.
- Закалка: нагрев до 800–820?°C, охлаждение в масле. Повышает твёрдость и прочность.
- Отпуск: нагрев до 150–200?°C, выдержка, охлаждение. Снимает внутренние напряжения, стабилизирует структуру.
Область применения
Круг стальной 20Х диаметром 270 мм находит широкое применение в машиностроении, особенно в производстве ответственных деталей, работающих в условиях повышенного износа, ударных и циклических нагрузок. Ниже приведены основные сферы применения:
1. Автомобильная промышленность
- Шестерни коробок передач — благодаря высокой прочности и износостойкости после цементации.
- Вал-шестерни, полуоси, кулачковые валы — выдерживают высокие крутящие моменты и вибрации.
- Шлицевые соединения — устойчивы к износу и деформации.
2. Авиационная и космическая отрасли
- Оси подшипников, втулки, штоки — используются в условиях экстремальных нагрузок и перепадов температур.
- Детали редукторов и трансмиссий вертолётов — требуют высокой надёжности и долговечности.
3. Энергетическое машиностроение
- Роторы турбин, валы насосов и компрессоров — работают под высоким давлением и при больших скоростях вращения.
- Шпиндели, оси опор — выдерживают длительные нагрузки без усталостного разрушения.
4. Железнодорожное оборудование
- Оси колёсных пар, шестерни приводов — эксплуатируются в условиях пыли, влаги и вибраций.
- Кронштейны, рычаги тормозных систем — требуют высокой прочности и ударной вязкости.
5. Тяжёлое и сельскохозяйственное машиностроение
- Валы приводов, шестерни редукторов тракторов и комбайнов — подвергаются высоким нагрузкам при работе на пересечённой местности.
- Пальцы, оси навесного оборудования — устойчивы к износу и коррозии.
6. Станкостроение
- Шпиндели, ходовые винты, направляющие — обеспечивают точность и долговечность станков.
- Зубчатые колёса, шлицевые валы — работают в условиях постоянного трения и нагрузок.
7. Металлургическое оборудование
- Валы прокатных станов, ролики, оси направляющих — выдерживают высокие механические и тепловые нагрузки.
- Детали конвейеров, приводные звёздочки — устойчивы к абразивному износу.
8. Нефтегазовое оборудование
- Штоки насосов, оси клапанов, шестерни приводов — работают в агрессивных средах, в условиях высокого давления.
- Элементы буровых установок — требуют высокой прочности и коррозионной стойкости (при дополнительной защите).
9. Военная и оборонная промышленность
- Детали бронетехники, трансмиссии, ходовые части — эксплуатируются в экстремальных условиях.
- Оси, шестерни, валы прицельных систем — требуют высокой точности и надёжности.
10. Промышленные редукторы и передачи
- Цилиндрические и конические шестерни — используются в приводах конвейеров, дробилок, мешалок.
- Валы с шестернями, шлицевыми соединениями — передают крутящий момент с минимальными потерями.
Преимущества стали 20Х
- Высокая прокаливаемость благодаря хрому.
- Отличная сочетаемость твёрдости поверхности и вязкости сердцевины.
- Хорошая обрабатываемость резанием в отожжённом состоянии.
- Устойчивость к усталостным разрушениям.
- Возможность восстановления деталей после износа путём повторной цементации и закалки.
Рекомендации по хранению и транспортировке
- Хранить в закрытых сухих помещениях, на поддонах, с прокладками между слоями.
- Избегать контакта с влагой, агрессивными средами.
- При длительном хранении — обработка антикоррозионными смазками.
- Транспортировка — в упаковке, предотвращающей механические повреждения.
Данный товар можно приобрести в ООО «Металлотрейд» — надёжном поставщике металлопродукции с гарантией соответствия ГОСТ и отсутствием скрытых дефектов. Мы обеспечиваем точный раскрой, сертифицированное качество и оперативную доставку по России и СНГ.
Позвоните нам уже сегодня:
?? +7(863)220-90-10
?? +7(495)792-05-58
и получите консультацию по техническим характеристикам, расчёту объёмов, условиям поставки и ценам.
