Круг 20хн3а 120 мм ГОСТ 2590-06, 4543-16, 3ГП_

Круг 20ХН3А ?120 мм
ГОСТ 2590-2006, ГОСТ 4543-2016, группа по поставке — 3ГП

Описание товара

Круг стальной 20ХН3А ?120 мм — это высококачественный прокат из легированной конструкционной стали, предназначенный для использования в условиях повышенных механических нагрузок, динамических и ударных воздействий. Изделие изготавливается в соответствии с требованиями ГОСТ 2590-2006 (сортамент проката) и ГОСТ 4543-2016 (технические условия на легированные стали для поковок и проката). Поставляется в группе по поставке 3ГП, что означает строгий контроль химического состава, механических свойств и макроструктуры.

Данный вид проката широко применяется в машиностроении, авиационной, нефтегазовой и энергетической отраслях, где к материалам предъявляются высокие требования по прочности, износостойкости и усталостной выносливости. Круг 20ХН3А ?120 мм — это надежный выбор для производства ответственных деталей, работающих в сложных условиях.

Химический состав (по ГОСТ 4543-2016)

Сталь марки 20ХН3А относится к классу хромоникелевых легированных сталей. Её химический состав тщательно регламентирован и обеспечивает высокие эксплуатационные характеристики. Средние значения содержания легирующих элементов в процентах:

• Углерод ©: 0,17–0,24 %
• Кремний (Si): 0,17–0,37 %
• Марганец (Mn): 0,30–0,60 %
• Хром (Cr): 0,60–0,90 %
• Никель (Ni): 2,75–3,25 %
• Сера (S): не более 0,025 %
• Фосфор (P): не более 0,025 %
• Медь (Cu): не более 0,30 %
• Мышьяк (As): не более 0,08 %
• Железо (Fe): остальное

Наличие никеля в количестве около 3 % значительно повышает вязкость и ударную вязкость стали, особенно при низких температурах. Хром способствует повышению прочности, износостойкости и улучшает прокаливаемость. Углерод в пределах 0,20 % обеспечивает оптимальный баланс между твёрдостью и пластичностью.

Механические свойства (после улучшения: закалка + высокий отпуск)

Механические свойства круга 20ХН3А ?120 мм определяются после термической обработки по режиму «улучшение». Нормативные значения по ГОСТ 4543-2016:

• Временное сопротивление разрыву (?в): не менее 980 МПа
• Предел текучести (?0,2): не менее 785 МПа
• Относительное удлинение (?5): не менее 11 %
• Относительное сужение (?): не менее 55 %
• Ударная вязкость (KCU при +20?°C): не менее 98 Дж/см?
• Твёрдость по Бринеллю (HB): 269–321

Эти характеристики свидетельствуют о высокой прочности и пластичности стали, что делает её идеальной для деталей, подвергающихся циклическим нагрузкам. Высокое значение ударной вязкости гарантирует устойчивость к хрупкому разрушению.

Физические свойства

• Плотность: 7,85 г/см?
• Модуль упругости (Е): 210 ГПа
• Коэффициент Пуассона (?): 0,29
• Температурный коэффициент линейного расширения (?): 11,5?10?? 1/°C (в диапазоне 20–100?°C)
• Теплопроводность (?): 42,5 Вт/(м·°C) при 100?°C
• Удельная теплоёмкость (с): 475 Дж/(кг·°C) при 20?°C
• Удельное электрическое сопротивление (?): 0,60 мкОм·м

Физические параметры позволяют использовать сталь 20ХН3А в широком температурном диапазоне — от -60?°C до +400?°C. Низкий коэффициент теплового расширения обеспечивает стабильность геометрии деталей при нагреве.

Технологические свойства

• Свариваемость: ограниченно свариваемая. Перед сваркой требуется подогрев до 250–300?°C, после сварки — термическая обработка (отжиг).
• Обрабатываемость резанием: в состоянии поставки — удовлетворительная, в термообработанном состоянии — снижается из-за высокой твёрдости. Рекомендуется использовать твёрдосплавные инструменты.
• Обработка давлением: хорошо деформируется в горячем состоянии. Температурный диапазон ковки: 1200–800?°C.
• Прокаливаемость: высокая, благодаря содержанию никеля и хрома. Полная прокаливаемость достигается при диаметре до 150 мм.
• Коррозионная стойкость: выше, чем у углеродистых сталей, но не относится к нержавеющим. При длительном хранении рекомендуется антикоррозионная смазка.
• Шлифуемость: хорошая, особенно после отпуска. Возможна обработка до высоких классов чистоты поверхности.

Вес и расчётные данные

• Диаметр круга: 120 мм (0,12 м)
• Плотность стали: 7850 кг/м?
• Площадь поперечного сечения:
  A=??(d/2)2=3.1416?(0.06)2=0.01131м2
• Масса 1 метра погонного:
  $m=A??=0.01131?7850=88.78\text{кг/м}$

Таким образом, вес одного погонного метра круга 20ХН3А ?120 мм составляет 88,78 кг.

• Количество метров в одной тонне (1000 кг):
  $L=1000/88.78?11.26\text{м}$

Следовательно, в одной тонне содержится примерно 11,26 метров данного проката.

Термическая обработка и структура

Сталь 20ХН3А поставляется в состоянии поставки «после улучшения» (закалка + высокий отпуск). Режим термообработки:

• Закалка: нагрев до 840–860?°C, выдержка, охлаждение в масле.
• Отпуск: нагрев до 580–620?°C, выдержка, охлаждение на воздухе.

После термообработки формируется структура сорбита отпуска, обеспечивающая оптимальное сочетание прочности и пластичности. Микроструктура должна быть однородной, без следов пережога, флокеночувствительности и крупных включений.

Области применения (не менее 1000 слов)

Круг стальной 20ХН3А ?120 мм находит широкое применение в различных отраслях промышленности благодаря своим уникальным свойствам. Ниже приведён подробный обзор сфер использования, технических преимуществ и особенностей эксплуатации.

1. Авиационная промышленность

Одной из ключевых сфер применения стали 20ХН3А является авиационное машиностроение. Из этого материала изготавливают валы, оси, шестерни, шпиндели, рычаги и другие ответственные элементы, работающие в условиях высоких циклических нагрузок. Благодаря высокой ударной вязкости и усталостной прочности, детали из 20ХН3А сохраняют работоспособность при длительной эксплуатации, включая экстремальные температурные перепады.

В авиадвигателях сталь используется для производства шестерён редукторов, где важны износостойкость и сопротивление усталостному разрушению. Никель в составе стали повышает сопротивление коррозии в условиях влажной атмосферы и морского воздуха.

2. Энергетическое машиностроение

В турбостроении и гидроэнергетике сталь 20ХН3А применяется для изготовления роторов, валов турбин, шпилек и фланцев. Эти детали подвергаются значительным механическим и термическим нагрузкам. Высокая прокаливаемость позволяет обеспечить равномерные свойства по всему сечению, даже при большом диаметре (до 150 мм).

3. Нефтегазовое оборудование

В условиях агрессивной среды, высоких давлений и вибраций особенно важны прочность и надёжность материалов. Из круга 20ХН3А изготавливают штоки насосов, валы компрессоров, элементы бурового оборудования. Сталь устойчива к динамическим нагрузкам, что снижает риск аварийных ситуаций на месторождениях.

4. Транспортное машиностроение

В железнодорожной отрасли сталь используется для производства осей вагонов, колёсных пар, рессор и пружин. Высокая вязкость позволяет выдерживать ударные нагрузки при движении по неровным путям. В автомобильной промышленности — для изготовления карданных валов, полуосей, шестерён КПП.

5. Тяжёлое и общее машиностроение

Из 20ХН3А производят детали прессов, станков, кранов, экскаваторов. Особенно востребованы шестерни, валы, пальцы, цапфы. Материал хорошо поддаётся цементации и азотированию, что позволяет повысить поверхностную твёрдость и износостойкость при сохранении вязкой сердцевины.

6. Военная и оборонная промышленность

Сталь 20ХН3А используется в производстве деталей бронетехники, танковых редукторов, опорных катков, балансиров. Её способность сохранять прочность при ударных нагрузках делает её незаменимой в условиях боевой эксплуатации.

7. Приборостроение и точное машиностроение

Для изготовления прецизионных деталей, где важны стабильность размеров и высокая чистота поверхности, сталь 20ХН3А подвергается дополнительной обработке — шлифованию, полировке, азотированию. Используется в производстве оптических приборов, измерительных устройств, робототехники.

8. Эксплуатация в условиях низких температур

Благодаря высокому содержанию никеля, сталь 20ХН3А сохраняет ударную вязкость при температурах до -60?°C. Это делает её идеальной для оборудования, эксплуатируемого в Арктике, на шельфовых платформах, в северных регионах.

9. Ремонт и восстановление деталей

Круг 20ХН3А часто используется для изготовления запасных частей при ремонте устаревшего оборудования. Благодаря хорошей свариваемости (при соблюдении технологии) и обрабатываемости, материал легко интегрируется в существующие конструкции.

10. Долговечность и экономическая эффективность

Несмотря на более высокую стоимость по сравнению с углеродистыми сталями, 20ХН3А окупается за счёт увеличенного срока службы деталей, снижения простоев и аварий. Это особенно важно в непрерывных производствах — металлургии, химии, энергетике.

Заключение

Круг стальной 20ХН3А ?120 мм — это высокотехнологичный продукт, сочетающий прочность, вязкость, износостойкость и надёжность. Его применение охватывает десятки отраслей, от авиации до сельхозмашиностроения. Тщательный контроль качества на всех этапах производства, соответствие ГОСТам и высокие эксплуатационные характеристики делают этот материал востребованным у ведущих промышленных предприятий.

Данный товар можно купить в ООО «Металлотрейд» — надёжном поставщике качественного металлопроката.
?? Позвоните нам: +7(863)220-90-10, +7(495)792-05-58 — и получите консультацию по наличию, ценам и условиям доставки.