Круг 20Х 280 мм 3гр ГОСТ 2590-2006, 4543-71

Круг стальной 20Х 280 мм, 3-я группа, ГОСТ 2590-2006, ГОСТ 4543-71

Основные технические характеристики

Марка стали: 20Х
Тип проката: Круг
Диаметр: 280 мм
Класс точности: 3-я группа (по ГОСТ 2590-2006)
Нормативные документы: ГОСТ 2590-2006, ГОСТ 4543-71
Форма поставки: Мерная длина, немерной длины (по согласованию с заказчиком)
Поверхность: Обточенная или шлифованная (по требованию)
Состояние поставки: Горячекатаное, нормализованное, улучшенное (по согласованию)

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 механические и эксплуатационные свойства. Допустимые пределы содержания химических элементов в стали 20Х:

Особенности химического состава:
Наличие хрома в составе стали 20Х способствует повышению прочности, твёрдости и износостойкости. Хром также улучшает прокаливаемость, что позволяет получать высокие механические свойства при термической обработке. Умеренное содержание углерода обеспечивает хорошую свариваемость и обрабатываемость резанием, что делает сталь 20Х универсальной для различных типов обработки.

Механические свойства (в состоянии поставки — нормализация или улучшение)

Механические свойства стали 20Х зависят от режима термической обработки. Ниже приведены усреднённые значения для стали, прошедшей улучшение (закалка + высокий отпуск):

При термической обработке (цементация + закалка + отпуск) поверхностная твёрдость может достигать 58–63 HRC, что делает сталь пригодной для изготовления деталей, работающих на износ.

Физические свойства стали 20Х

Физические свойства позволяют использовать сталь 20Х в условиях переменных температур, в том числе при кратковременных термических нагрузках. Низкий коэффициент расширения обеспечивает стабильность геометрии деталей при нагреве.

Технологические свойства

Свариваемость:
Сталь 20Х хорошо сваривается всеми видами сварки — дуговой, контактной, электрошлаковой. Рекомендуется предварительный подогрев до 200–300?°C и последующая термообработка (отпуск при 600–650?°C) для снятия остаточных напряжений. Склонность к образованию трещин — низкая, особенно при соблюдении режимов сварки.

Обрабатываемость резанием:
В состоянии поставки (нормализация) обрабатываемость резанием оценивается как удовлетворительная. После цементации и закалки требуется предварительная обработка абразивными инструментами. Рекомендуются твёрдосплавные резцы и алмазные шлифовальные круги.

Обрабатываемость давлением:
Сталь хорошо деформируется в горячем состоянии. Температурный интервал ковки: от 1200?°C до 800?°C. Заготовки перед ковкой подвергаются равномерному нагреву без перегрева.

Шлифуемость:
Высокая после термообработки. Возможны трудности при шлифовании из-за высокой твёрдости поверхности, поэтому рекомендуется использовать охлаждение и контролировать режимы обработки.

Коррозионная стойкость:
Сталь 20Х не является коррозионно-стойкой в агрессивных средах. Для защиты от коррозии применяют лакокрасочные покрытия, смазки или нанесение защитных слоев (цинкование, фосфатирование).

Вес и расчёт массы

Масса 1 метра круга диаметром 280 мм из стали 20Х:

Для расчёта массы используется формула:

m=4?1000??d2??

где:

• $d=280$ мм = 0,28 м — диаметр
• $?=7850$ кг/м? — плотность стали
• $??3,1416$

m=43,1416?(0,28)2?7850?43,1416?0,0784?7850?41932,5?483,1 кг/м

Масса 1 погонного метра — 483,1 кг.

Количество метров в одной тонне (1000 кг):

L=483,11000?2,07 метра

Таким образом, в одной тонне содержится примерно 2,07 метра круга диаметром 280 мм.

Область применения

Круг из стали 20Х диаметром 280 мм — это высокопрочный конструкционный материал, предназначенный для изготовления ответственных деталей в машиностроении, энергетике, транспорте и других отраслях. Благодаря сочетанию прочности, износостойкости и технологичности, сталь 20Х широко применяется в следующих областях:

1. Автомобильная промышленность:
   Изготовление валов, шестерён, полуосей, шпинделей, кулачковых валов, штоков и других деталей трансмиссии и ходовой части. После цементации и закалки поверхность приобретает высокую твёрдость, а сердцевина остаётся вязкой, что обеспечивает высокую усталостную прочность.
2. Судостроение и железнодорожное машиностроение:
   Применяется для производства осей вагонов, колёсных пар, шатунов, шпинделей. Устойчивость к ударным нагрузкам и вибрациям делает сталь идеальной для тяжёлых условий эксплуатации.
3. Энергетическое машиностроение:
   Изготовление роторов турбин, валов насосов, компрессоров, деталей паровых и газовых турбин. Сталь выдерживает высокие механические и термические нагрузки.
4. Тяжёлое и общее машиностроение:
   Производство валов прокатных станов, шпинделей станков, шестерён редукторов, штоков гидроцилиндров. Сталь 20Х обеспечивает долгий срок службы даже при интенсивной эксплуатации.
5. Нефтегазовое оборудование:
   Используется для изготовления штоков насосов, шпинделей клапанов, валов насосных агрегатов. Стойкость к износу и усталостным нагрузкам критически важна в условиях высокого давления и вибраций.
6. Авиационная промышленность (в ограниченных случаях):
   Применяется для производства деталей, не подвергающихся экстремальным температурам, но требующих высокой прочности и износостойкости.
7. Робототехника и автоматизация:
   Изготовление валов приводов, осей роботов, шестерён передаточных механизмов. Точность обработки и стабильность размеров — ключевые преимущества.
8. Металлургическое оборудование:
   Валы прокатных станов, направляющие, опоры, шпиндели. Стойкость к абразивному износу и высоким нагрузкам обеспечивает надёжность в тяжёлых условиях.
9. Сельскохозяйственная техника:
   Изготовление валов мотовил, шестерён трансмиссии, осей колёс. Сталь 20Х выдерживает ударные нагрузки и вибрации при работе на неровных поверхностях.
10. Медицинское оборудование (в специальных исполнениях):
    При дополнительной обработке поверхности (шлифовка, полировка) может применяться для изготовления валов и осей в диагностических и хирургических аппаратах.

Термическая обработка и режимы упрочнения

Для достижения максимальных эксплуатационных характеристик сталь 20Х подвергается следующим видам термообработки:

• Нормализация: 900–930?°C, охлаждение на воздухе — улучшает структуру, снимает внутренние напряжения.
• Улучшение: закалка при 860–880?°C (охлаждение в масле), отпуск при 500–600?°C — повышает прочность и вязкость.
• Цементация: 900–950?°C в насыщающей среде (твердой, газовой или жидкостной), выдержка 6–10 часов, последующая закалка и отпуск — обеспечивает высокую твёрдость поверхности при вязкой сердцевине.