- Обзор
- Характеристики
- Отзывы (0)
Круг 20ХН3А ?270 мм 2ГП по ТУ 14-1-2118-84 (аналог ГОСТ 4543-71)
Высокопрочный стальной круг из легированной конструкционной стали марки 20ХН3А — это один из ключевых видов проката, применяемого в ответственных узлах и механизмах, где к материалу предъявляются повышенные требования по прочности, износостойкости, ударной вязкости и усталостной выносливости. Предлагаемый продукт изготовлен в соответствии с техническими условиями ТУ 14-1-2118-84, что гарантирует стабильное качество, соответствие заявленным характеристикам и пригодность для дальнейшей обработки и эксплуатации в сложных условиях.
Основные технические характеристики
- Марка стали: 20ХН3А
- Диаметр прутка: 270 мм
- Класс прочности: 2ГП (второй класс по гарантированным механическим свойствам)
- Стандарт изготовления: ТУ 14-1-2118-84 (аналог ГОСТ 4543-71)
- Форма сечения: круг
- Состояние поставки: горячекатаное или кованое (в зависимости от заказа), термически обработанное (улучшение — закалка + высокий отпуск)
- Точность прокатки: высокая (по согласованию — повышенная)
- Длина заготовки: стандартная — 4–6 м (по согласованию — любая длина в пределах технологических возможностей)
- Поверхность: без трещин, плен, закатов, раковин, следов коррозии, допускаются мелкие дефекты в пределах норм ТУ
- Метод контроля: ультразвуковая дефектоскопия (по требованию)
Химический состав стали 20ХН3А (по массе, %)
Марка стали 20ХН3А относится к группе хромоникелевых сталей с повышенным содержанием никеля. Её химический состав строго регламентирован и обеспечивает высокие механические свойства после термической обработки.
| Элемент | Содержание, % |
|---|---|
| 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) | 2,75–3,15 |
| Сера (S) | ? 0,025 |
| Фосфор (P) | ? 0,025 |
| Медь (Cu) | ? 0,30 |
| Арсений (As) | ? 0,08 |
| Остаточный алюминий (Al) | ? 0,020 |
Особенности состава:
- Никель в количестве около 3% значительно повышает ударную вязкость, особенно при низких температурах, а также улучшает прокаливаемость.
- Хром способствует повышению твёрдости, износостойкости и устойчивости к коррозии.
- Низкое содержание серы и фосфора обеспечивает высокую пластичность и чистоту металла, снижая склонность к хрупкому разрушению.
- Алюминий вводится как раскислитель, улучшает структуру зерна, повышая однородность и вязкость разрушения.
Механические свойства (после улучшения)
Механические свойства стали 20ХН3А после термической обработки (закалка в масло с последующим высоким отпуском) достигают высоких значений, что делает её пригодной для работы под знакопеременными и ударными нагрузками.
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Временное сопротивление разрыву (?в), МПа | ? 980 |
| Предел текучести (?0,2), МПа | ? 785 |
| Относительное удлинение (?5), % | ? 12 |
| Относительное сужение (?), % | ? 55 |
| Ударная вязкость (KCU при +20?°C), Дж/см? | ? 98 |
| Твёрдость по Бринеллю (HB), не более | 285 |
Примечание: Все механические свойства определяются на образцах, вырезанных из тела заготовки на расстоянии 1/2 радиуса от поверхности. Испытания проводятся при комнатной температуре.
Физические свойства стали 20ХН3А
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Плотность, кг/м? | 7850 |
| Модуль упругости (Е), ГПа | 210 |
| Модуль сдвига (G), ГПа | 81 |
| Коэффициент Пуассона (?) | 0,29 |
| Удельное электрическое сопротивление, Ом·м | 0,6·10?? |
| Теплопроводность при 100?°C, Вт/(м·К) | 42 |
| Коэффициент линейного расширения (20–100?°C), 1/°C | 11,5·10?? |
| Удельная теплоёмкость при 20?°C, Дж/(кг·К) | 460 |
Физические свойства позволяют использовать сталь в условиях температурных колебаний, а высокий модуль упругости обеспечивает жёсткость конструкций при изгибе и кручении.
Технологические свойства
- Свариваемость: Сварка возможна, но с ограничениями. Рекомендуется предварительный подогрев до 250–300?°C и последующая термообработка (отпуск при 600–650?°C). Применяются электроды типа Э-12Х3Г2А-У.
- Обрабатываемость резанием: В состоянии поставки (после улучшения) обработка резанием затруднена из-за высокой твёрдости. Рекомендуется предварительный отжиг для снижения твёрдости до 220–240 HB.
- Обработка давлением: Сталь хорошо деформируется в горячем состоянии. Температурный интервал ковки: 1180–800?°C. Охлаждение — на воздухе.
- Прокаливаемость: Высокая, благодаря содержанию никеля и хрома. Полная прокаливаемость достигается при диаметре до 60 мм. При диаметре 270 мм прокаливаемость сохраняется на глубину до 100–120 мм, что требует дополнительного контроля структуры в центре заготовки.
- Шлифуемость: Хорошая, при использовании абразивов на керамической связке.
- Коррозионная стойкость: Удовлетворительная, выше, чем у углеродистых сталей, но ниже, чем у нержавеющих. При эксплуатации в агрессивных средах требуется защитное покрытие.
Вес и расчётные данные
- Диаметр круга: 270 мм (0,27 м)
- Плотность стали: 7850 кг/м?
- Площадь сечения:
A=??r2=3,1416?(0,135)2=0,057256 м2 - Масса 1 погонного метра:
m=A??=0,057256?7850=449,46 кг/м
Итог:
- Масса 1 метра круга ?270 мм из стали 20ХН3А — 449,46 кг.
- Количество погонных метров в одной тонне (1000 кг):
L=449,461000?2,225 м
Таким образом, в одной тонне содержится примерно 2,225 метра прутка указанного диаметра. Эти данные важны для расчёта транспортных расходов, хранения и раскроя заготовок.
Область применения
Круг из стали 20ХН3А ?270 мм находит широкое применение в машиностроении, особенно в отраслях, где требуются высокие динамические нагрузки и надёжность:
- Авиационная промышленность — валы редукторов, оси шарниров, шестерни, шпиндели.
- Судостроение — валы гребных винтов, оси подшипников, элементы рулевых механизмов.
- Энергетика — роторы турбин, валы насосов и компрессоров.
- Тяжёлое машиностроение — коленчатые валы, шатуны, шестерни крупногабаритных передач.
- Железнодорожное оборудование — оси вагонов, колёсные пары, элементы ходовой части.
- Горнодобывающая техника — валы дробилок, буровые штанги, оси экскаваторов.
- Нефтегазовое оборудование — штоки насосов, валы буровых установок.
- Автомобильная промышленность — полуоси, шестерни КПП, карданные валы (в грузовой и специальной технике).
- Военная техника — элементы бронетехники, трансмиссии, опорные валы.
- Промышленные редукторы и редукторные станции — валы-шестерни, промежуточные валы.
Благодаря высокой прочности и вязкости, сталь 20ХН3А особенно эффективна в узлах, подверженных усталостным нагрузкам и вибрациям. Её применение позволяет увеличить ресурс деталей в 1,5–2 раза по сравнению с углеродистыми сталями.
Рекомендации по обработке и эксплуатации
- Перед механической обработкой рекомендуется провести ультразвуковой контроль на однородность структуры и отсутствие внутренних дефектов.
- При термообработке (если требуется) — строго соблюдать режимы: нагрев под закалку до 840–860?°C, охлаждение в масле, отпуск при 550–600?°C.
- После механической обработки — обязательна межоперационная очистка от окалины и заусенцев.
- При хранении — в сухом помещении, без контакта с агрессивными средами, на поддонах, с защитой от коррозии (смазка или упаковка в плёнку).
Данный товар можно приобрести в ООО «Металлотрейд» — надёжном поставщике качественного металлопроката с гарантией соответствия всем нормативным документам. Мы обеспечиваем оперативную отгрузку, сертификацию и техническую поддержку.
Позвоните нам прямо сейчас:
+7(863)220-90-10
+7(495)792-05-58
и получите консультацию по наличию, срокам поставки и условиям оплаты
