Круг 20х2н4а 300 мм ТУ 14-1-2118, 4543-16, 3ГП_

Круг 20Х2Н4А ?300 мм, ТУ 14-1-2118, 4543-16, 3ГП

Основные технические характеристики

Данный продукт — круг стальной диаметром 300 мм, изготовленный из высококачественной конструкционной легированной стали марки 20Х2Н4А. Изделие соответствует техническим условиям ТУ 14-1-2118, а также стандартам ГОСТ 4543-16 и относится к группе поставки 3ГП, что подтверждает строгий контроль качества на всех этапах производства: от выплавки до механических испытаний готовой продукции.

Круг предназначен для использования в ответственных узлах и деталях, эксплуатируемых в условиях повышенных нагрузок, вибраций и циклических воздействий. Благодаря высокой прочности, износостойкости и устойчивости к динамическим нагрузкам, данный материал востребован в машиностроении, авиационной, нефтегазовой и энергетической отраслях.

Масса и габаритные параметры

• Диаметр: 300 мм
• Вес одного погонного метра: 55,46 кг/м
• Количество погонных метров в одной тонне: 18,03 м/т

Масса рассчитана на основе плотности стали 20Х2Н4А, которая составляет 7,85 г/см?. Указанные данные позволяют точно планировать транспортировку, хранение и расчёт расхода материала при раскрое и обработке.

Химический состав стали 20Х2Н4А (по массе, %)

Марка стали 20Х2Н4А относится к классу хромоникелевых сталей с повышенным содержанием никеля, что обеспечивает высокую прокаливаемость, вязкость и сопротивление усталостным разрушениям. Химический состав строго регламентирован и соответствует требованиям ГОСТ 4543-16:

Особое внимание уделяется низкому содержанию серы и фосфора, что минимизирует хрупкость и повышает пластичность стали. Дополнительно проводится вакуумно-дуговой переплав (ВДП) или электрошлаковый переплав (ЭШП), что обеспечивает однородность структуры и отсутствие неметаллических включений.

Механические свойства (в состоянии поставки — улучшение)

После термической обработки (закалка + высокий отпуск), круг из стали 20Х2Н4А демонстрирует выдающиеся механические характеристики:

• Временное сопротивление разрыву (?в): не менее 980 МПа
• Предел текучести (?0,2): не менее 785 МПа
• Относительное удлинение (?5): не менее 12%
• Относительное сужение (?): не менее 55%
• Ударная вязкость (KCU при -60?°C): не менее 78 Дж/см?

Высокая ударная вязкость при отрицательных температурах делает сталь пригодной для эксплуатации в условиях Крайнего Севера, в холодных климатических зонах и при сезонных перепадах температур.

Физические свойства

• Плотность: 7850 кг/м?
• Модуль упругости (Е): 2,1?10? МПа
• Коэффициент Пуассона (?): 0,29
• Температура плавления: ~1420–1460?°C
• Теплопроводность (при 100?°C): 29,3 Вт/(м·К)
• Удельная теплоёмкость (при 20?°C): 477 Дж/(кг·К)
• Коэффициент линейного расширения (20–300?°C): 11,5?10?? 1/°C

Физические параметры позволяют использовать материал в условиях, где важны стабильность геометрии при нагреве, равномерное распределение температурных напряжений и высокая теплостойкость.

Технологические свойства

• Свариваемость: ограниченно свариваемая. Перед сваркой требуется подогрев до 250–300?°C, после — термическая обработка (отпуск). Использование аргонодуговой сварки (TIG) или электродуговой сварки низководородными электродами предпочтительно.
• Обрабатываемость резанием: в состоянии поставки (после улучшения) — удовлетворительная. Коэффициент обрабатываемости по сравнению со сталью 45 — 0,7. Рекомендуется использовать твёрдосплавные пластины и охлаждение СОЖ.
• Обработка давлением: возможна штамповка и ковка при температуре 1150–800?°C. Начало ковки — 1180?°C, конец — не ниже 800?°C.
• Шлифуемость: хорошая, при использовании абразивов на керамической связке и контроле температуры в зоне резания.
• Коррозионная стойкость: средняя. Сталь не является нержавеющей, поэтому при эксплуатации в агрессивных средах рекомендуется нанесение защитных покрытий (цинкование, фосфатирование, лакокрасочные материалы).

Термическая обработка

Для достижения оптимальных механических свойств сталь 20Х2Н4А подвергается следующему режиму термообработки:

• Закалка: нагрев до 800–830?°C, выдержка, охлаждение в масле.
• Отпуск: 550–600?°C, выдержка, охлаждение на воздухе.

Такой режим позволяет получить мелкозернистую структуру сорбита отпуска, обеспечивающую высокую прочность и вязкость одновременно. Также возможна цементация с последующей закалкой и отпуском для повышения поверхностной твёрдости (до 58–62 HRC), что актуально при изготовлении шестерён, валов-шестерён, червяков и других деталей, подверженных износу.

Структура и микроструктура

Микроструктура стали после термообработки — сорбит отпуска с равномерным распределением карбидов. Зерно — не крупнее 5 балла по шкале ГОСТ 5639. Отсутствие флокеночувствительности подтверждается проведением флокеновых проб. Сталь относится к категории низколегированных высокопрочных сталей, обладающих высокой прокаливаемостью благодаря содержанию никеля и хрома.

Область применения

Круг из стали 20Х2Н4А ?300 мм находит широкое применение в следующих отраслях:

1. Авиационная промышленность

Используется для изготовления валов компрессоров, шестерён редукторов, осей шасси, крепёжных элементов и других ответственных деталей, работающих под высокими динамическими нагрузками и в условиях низких температур. Высокая вязкость и усталостная прочность делают эту сталь незаменимой в авиастроении.

2. Энергетика и турбостроение

Применяется при производстве роторов турбин, валов генераторов, шпинделей и других крупногабаритных деталей, где критически важны однородность структуры и стабильность свойств по сечению.

3. Машиностроение и станкостроение

Подходит для изготовления шлицевых валов, планетарных шестерён, кулачков, рычагов управления и других узлов, требующих высокой износостойкости и надёжности.

4. Нефтегазовое оборудование

Используется в производстве шпинделей клапанов, штоков, соединительных муфт, работающих в условиях коррозионного износа и высокого давления. Возможность цементации позволяет повысить срок службы деталей в 2–3 раза.

5. Транспортное машиностроение

Применяется в производстве деталей трансмиссий, карданных валов, шестерён КПП для железнодорожного и специального транспорта.

6. Тяжёлое и горнодобывающее оборудование

Используется для изготовления осей, валов приводов, крепёжных узлов, подверженных ударным нагрузкам и вибрациям.

7. Военная и оборонная промышленность

Благодаря высокой прочности и вязкости, сталь применяется в производстве деталей бронетехники, ходовых частей, трансмиссий танков и БТР.

8. Робототехника и прецизионное оборудование

Используется для изготовления осей роботов, редукторов точных механизмов, где важна стабильность размеров и отсутствие деформаций.

9. Судостроение

Применяется в производстве валов гребных винтов, редукторов, шестерён приводов, работающих в условиях повышенной влажности и вибраций.

10. Экспериментальные и научные установки

Используется при создании опорных узлов, вращающихся платформ, креплений, где требуется высокая надёжность и долговечность.

Дополнительные преимущества

• Высокая прокаливаемость — позволяет достигать заданных свойств по всему сечению, включая центр заготовки ?300 мм.
• Стабильность свойств — благодаря строгому контролю химического состава и термической обработки.
• Долговечность — при правильной эксплуатации срок службы деталей превышает 20 лет.
• Возможность повторной термообработки — позволяет восстанавливать свойства после ремонта или модернизации.
• Соответствие требованиям 3ГП — включает контроль УЗД, макро- и микроструктуры, механических испытаний, химического анализа.

Заключение

Круг из стали 20Х2Н4А ?300 мм, произведённый по ТУ 14-1-2118, ГОСТ 4543-16, группа поставки 3ГП, представляет собой высокотехнологичный продукт, отвечающий самым строгим требованиям промышленности. Благодаря идеальному сочетанию прочности, вязкости, обрабатываемости и устойчивости к динамическим нагрузкам, он является незаменимым материалом для производства ответственных деталей.

Данный товар можно приобрести в ООО Металлотрейд — надёжном поставщике качественного металлопроката. Для консультации и оформления заказа звоните по телефонам: +7(863)220-90-10, +7(495)792-05-58. Наши специалисты помогут подобрать нужный объём, уточнят сроки поставки и ответят на все технические вопросы.