Круг 20хн3а 100 мм ГОСТ 2590-06, 4543-16, 3ГП_

Круг 20ХН3А ?100 мм, ГОСТ 2590-2006, ГОСТ 4543-71, группа поставки 3ГП

Основные технические характеристики:

• Марка стали: 20ХН3А
• Тип проката: Круг (круглый пруток)
• Диаметр: 100 мм
• Нормативный документ: ГОСТ 2590-2006 (сортамент), ГОСТ 4543-71 (технические условия на легированную конструкционную сталь)
• Группа поставки: 3ГП — по механическим свойствам и химическому составу с контролем технологических и специальных свойств
• Метод производства: Горячекатаный / кованый (в зависимости от заказа)
• Состояние поставки: Улучшенное (закалка + высокий отпуск)
• Назначение: Изготовление ответственных деталей, работающих под высокими нагрузками и динамическими воздействиями

Химический состав стали 20ХН3А (по ГОСТ 4543-71), %

Марка стали 20ХН3А относится к группе легированных конструкционных сталей, предназначенных для производства высокопрочных деталей, работающих в условиях повышенных механических нагрузок. Химический состав строго регламентирован и обеспечивает высокую прокаливаемость, вязкость и сопротивление усталостным разрушениям.

Особенности химического состава:
Высокое содержание никеля (до 3,15%) обеспечивает повышенную вязкость и ударную прочность даже при низких температурах. Хром способствует повышению прокаливаемости и износостойкости. Умеренное содержание углерода позволяет достичь высокой пластичности при сохранении достаточной твёрдости после термообработки. Сера и фосфор строго ограничены, что снижает склонность к хрупкости и трещинообразованию.

Механические свойства (в состоянии поставки — после улучшения)

Механические свойства стали 20ХН3А после термической обработки «улучшение» (закалка + высокий отпуск) обеспечивают высокую прочность и вязкость, что делает её незаменимой для критических узлов.

Примечание: Ударная вязкость определяется на образцах с концентратором напряжений при температуре -50?°C, что подтверждает пригодность стали для эксплуатации в условиях Крайнего Севера и холодных климатах.

Физические свойства стали 20ХН3А

Физические свойства позволяют использовать сталь 20ХН3А в условиях переменных температур и вибрационных нагрузок. Низкий коэффициент теплового расширения способствует стабильности геометрии деталей при нагреве.

Технологические свойства

• Свариваемость: Ограниченно свариваемая.
  Перед сваркой требуется подогрев до 200–300?°C, после сварки — термическая обработка (отжиг). Применяются электроды марок УОНИ-13/55, ЦЛ-39.
• Обрабатываемость резанием:
  В состоянии после улучшения — удовлетворительная.
  Коэффициент обрабатываемости по сравнению со сталью 45 — 0,7.
  Рекомендуется использовать твёрдосплавные пластины, охлаждение СОЖ.
• Склонность к отпускной хрупкости: Повышенная.
  Избегать медленного охлаждения в интервале 500–600?°C после отпуска.
• Коррозионная стойкость: Низкая.
  Сталь не является нержавеющей, требует защиты от влаги и агрессивных сред (покрытия, консервация).
• Прокаливаемость: Высокая.
  Полная прокаливаемость обеспечивается при диаметре до 100 мм, что делает возможным получение однородной структуры по сечению.

Теоретический вес и расчёт массы

• Диаметр прутка: 100 мм
• Плотность стали: 7850 кг/м?
• Площадь поперечного сечения:
  A=??r2=3.1416?(0.05)2=0.007854м2
• Масса 1 погонного метра:
  $m=A??=0.007854?7850=61.65кг/м$

Итог:

• Масса 1 метра круга ?100 мм из стали 20ХН3А — 61,65 кг
• Количество метров в одной тонне (1000 кг):
  $1000/61.65?16.22м$

Таким образом, в одной тонне содержится примерно 16,22 погонных метра прутка диаметром 100 мм.

Область применения

Сталь марки 20ХН3А широко применяется в машиностроении, авиационной, энергетической и транспортной отраслях для изготовления деталей, работающих в условиях высоких статических и динамических нагрузок, а также при низких температурах.

Типичные изделия из круга 20ХН3А ?100 мм:

1. Шестерни и колёса зубчатых передач — благодаря высокой прочности и износостойкости после цементации и закалки.
2. Валы и оси ответственного назначения — в том числе коленчатые валы, карданные валы, валы турбин.
3. Шпиндели станков и пресс-форм — при необходимости высокой точности и долговечности.
4. Болты и шпильки высокой прочности — класс прочности 10.9 и выше.
5. Элементы шасси авиационной техники — работающие при низких температурах и вибрациях.
6. Детали компрессоров и насосов — в нефтегазовой отрасли.
7. Крепёж для железнодорожного транспорта — рельсовые соединения, осевые болты.
8. Детали судовых механизмов — работающие в условиях повышенной влажности и нагрузок.
9. Элементы крановых механизмов и подъёмников — при высоких требованиях к надёжности.
10. Коленчатые валы двигателей внутреннего сгорания — особенно в авиации и гоночных автомобилях.

Особенности эксплуатации:
После механической обработки детали из стали 20ХН3А часто подвергаются дополнительной термообработке — цементации с последующей закалкой и низким отпуском. Это позволяет получить высокотвёрдый поверхностный слой (до 60–63 HRC) при сохранении вязкой сердцевины, что идеально для деталей, подверженных износу и ударным нагрузкам.

Технология термической обработки

• Закалка:
  Нагрев до 830–850?°C, выдержка, охлаждение в масле.
• Отпуск:
  При 550–600?°C, выдержка, охлаждение на воздухе.
• Цементация:
  При 920–950?°C в газовой или твёрдой среде, выдержка 6–10 часов, последующая закалка.

После цементации достигается глубина насыщенного слоя 1,0–1,5 мм с высоким содержанием углерода, что обеспечивает износостойкость поверхности.

Контроль качества

Поставка круга 20ХН3А ?100 мм в группе 3ГП предполагает строгий контроль:

• Химический анализ — на каждой плавке
• Механические испытания — на образцах, вырезанных из концов прутков
• Макро- и микроструктура — отсутствие трещин, расслоений, флокенов
• Ультразвуковой контроль (по требованию) — для выявления внутренних дефектов

Сопроводительная документация включает сертификат качества с указанием плавки, химического состава, результатов механических испытаний и режимов термообработки.

Условия хранения и транспортировки

• Хранить в закрытых сухих помещениях, на поддонах, без контакта с землёй.
• При хранении на улице — укрывать водонепроницаемыми материалами.
• Не допускать контакта с агрессивными средами (кислоты, щёлочи, соли).
• Перемещать с помощью стропов, не допуская ударов и перегибов.

Преимущества стали 20ХН3А

• Высокая прочность и вязкость в сочетании
• Отличная прокаливаемость при сечении до 100 мм
• Хорошая обрабатываемость после улучшения
• Устойчивость к усталостным разрушениям
• Пригодность для работы при низких температурах
• Возможность поверхностного упрочнения (цементация, азотирование)

Заключение

Круг из стали 20ХН3А диаметром 100 мм — это высокотехнологичный продукт, предназначенный для производства ответственных деталей в условиях экстремальных нагрузок. Его механические, физические и технологические свойства делают его незаменимым в современном машиностроении. Точное соблюдение химического состава, строгий контроль качества и соответствие ГОСТам гарантируют надёжность и долговечность изделий.

Данный товар можно купить в ООО «Металлотрейд» — надёжном поставщике качественного металлопроката.
?? Позвоните по телефону +7(863)220-90-10 или +7(495)792-05-58 — наши специалисты помогут подобрать нужный размер, объём и условия поставки. Работаем с юридическими и физическими лицами, доставка по России и СНГ.