- Обзор
- Характеристики
- Отзывы (0)
Круг 20ХН3А ?320 мм
ГОСТ/ТУ: ТУ 14-1-2118-98, ГОСТ 4543-16, группа по поставке — 3ГП
Общее описание
Круг стальной 20ХН3А диаметром 320 мм — это высококачественный прокат из легированной конструкционной стали, предназначенный для изготовления ответственных деталей, работающих в условиях повышенных механических нагрузок, ударных воздействий и динамических напряжений. Данный тип проката изготавливается по техническим условиям ТУ 14-1-2118-98 и соответствует требованиям ГОСТ 4543-16, что гарантирует стабильность химического состава, механических и физических свойств по всей длине изделия.
Материал марки 20ХН3А относится к классу хромоникелевых сталей с повышенной прокаливаемостью, высокой вязкостью и усталостной прочностью. Благодаря термической обработке (улучшению — закалке с высоким отпуском) достигается оптимальное сочетание прочности и пластичности, что делает его идеальным для применения в тяжёлом машиностроении, авиационной промышленности и производстве крупногабаритных передаточных механизмов.
Химический состав (по ГОСТ 4543-16, ТУ 14-1-2118-98)
Марка стали 20ХН3А характеризуется следующим химическим составом, %:
| 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) | не более 0,025 |
| Фосфор (P) | не более 0,025 |
| Медь (Cu) | не более 0,30 |
| Мышьяк (As) | не более 0,08 |
| Железо (Fe) | Основа |
Специальная маркировка «А» в названии стали указывает на её высокое качество — сталь выплавляется с пониженным содержанием вредных примесей (серы и фосфора), что повышает её чистоту, однородность структуры и сопротивление хрупкому разрушению. Никель в количестве около 3% значительно улучшает ударную вязкость, особенно при низких температурах, а хром способствует повышению прокаливаемости и коррозионной стойкости.
Механические свойства (после улучшения)
Круг 20ХН3А ?320 мм поставляется в состоянии после улучшения (закалка + высокий отпуск), что обеспечивает следующие механические характеристики:
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Временное сопротивление разрыву (?в) | не менее 930 МПа |
| Предел текучести (?т) | не менее 785 МПа |
| Относительное удлинение (?5) | не менее 12% |
| Относительное сужение (?) | не менее 55% |
| Ударная вязкость (KCU при +20?°C) | не менее 98 Дж/см? |
| Твёрдость по Бринеллю (HB) | 269–321 |
Данные свойства подтверждаются сертификатами качества и контролируются на каждом этапе производства. Ударная вязкость на уровне 98 Дж/см? свидетельствует о высокой сопротивляемости материала динамическим нагрузкам и склонности к хрупкому разрушению, что особенно важно при эксплуатации в условиях переменных температур и вибраций.
Физические свойства
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Плотность | 7,85 г/см? |
| Модуль упругости (Е) | 2,1?10? МПа |
| Модуль сдвига (G) | 8,1?10? МПа |
| Коэффициент Пуассона (?) | 0,29 |
| Температура плавления | ~1460–1500?°C |
| Теплопроводность (при 100?°C) | 40 Вт/(м·К) |
| Удельная теплоёмкость (при 20?°C) | 460 Дж/(кг·К) |
| Температурный коэффициент линейного расширения (20–100?°C) | 11,5?10?? 1/К |
Физические параметры позволяют использовать сталь 20ХН3А в широком температурном диапазоне — от -60?°C до +400?°C. При этом сохраняются высокие прочностные и упругие характеристики, что делает её пригодной для применения в условиях экстремальных климатических и эксплуатационных нагрузок.
Технологические свойства
| Показатель | Характеристика |
|---|---|
| Свариваемость | Ограниченно свариваемая. Требуется подогрев до 200–300?°C и последующая термообработка. |
| Обрабатываемость резанием | В состоянии после улучшения — удовлетворительная. Рекомендуется использовать твёрдосплавный инструмент. |
| Склонность к отпускной хрупкости | Повышенная. Не рекомендуется отпуск в интервале 450–550?°C. |
| Формуемость | Не применяется для холодной штамповки. |
| Прокаливаемость | Высокая — до 50 мм в воде, до 80 мм в масле. |
| Коррозионная стойкость | Удовлетворительная в атмосферных условиях, средняя — в агрессивных средах. |
Технологические свойства позволяют проводить механическую обработку, термообработку и последующее шлифование без риска появления трещин и деформаций. Однако при сварке необходимо строго соблюдать режимы, чтобы избежать образования закалочных структур и трещин в зоне термического влияния.
Вес и расчёт массы
- Диаметр прутка: 320 мм
- Площадь поперечного сечения:
S=??(d/2)2=3,1416?(160)2=80424,64 мм2=0,008042 м2 - Плотность стали: 7850 кг/м?
- Масса 1 погонного метра:
m=S??=0,008042?7850?63,13 кг/м
Таким образом, масса одного метра круга 20ХН3А ?320 мм составляет 63,13 кг.
- Количество метров в одной тонне:
L=1000/63,13?15,84 м
Следовательно, в одной тонне содержится примерно 15,84 метра проката данного диаметра.
Области применения
Круг 20ХН3А ?320 мм находит широкое применение в отраслях, где предъявляются повышенные требования к прочности, износостойкости и надёжности деталей. Основные сферы использования:
- Авиационная промышленность — валы, оси, шестерни, шпиндели, работающие под высокими нагрузками и вибрациями.
- Тяжёлое машиностроение — валы редукторов, коленчатые валы, шатуны, шестерни крупногабаритных передаточных механизмов.
- Энергетическое машиностроение — роторы турбин, валы генераторов, элементы паровых и газовых турбин.
- Судостроение — валопроводы, оси рулей, приводные валы.
- Горнодобывающая промышленность — валы дробилок, буровые штанги, оси экскаваторов.
- Железнодорожное машиностроение — оси колёсных пар, шестерни тяговых редукторов.
- Нефтегазовое оборудование — валы насосов, шпиндели, элементы бурового инструмента.
- Производство прессов и кузнечно-штамповочного оборудования — штоки, плунжеры, шатуны.
- Автомобильная промышленность (спецтехника) — детали трансмиссий, полуоси, карданные валы.
- Военная техника — элементы ходовой части, валы приводов, шестерни бронетехники.
Благодаря высокой прочности, вязкости и усталостной выносливости, сталь 20ХН3А идеально подходит для изготовления деталей, подвергающихся циклическим нагрузкам и работающих в условиях износа и ударных воздействий. После азотирования или цементации поверхность деталей может быть дополнительно упрочнена, что повышает износостойкость и сопротивление усталостному разрушению.
Особенности поставки и контроля качества
- Поставка осуществляется в виде прутков длиной от 1 до 6 метров (по согласованию — мерной или немерной длины).
- Поверхность круга должна быть чистой, без трещин, закатов, плен, раковин и других дефектов, влияющих на эксплуатационные свойства.
- Каждая партия сопровождается паспортом качества, в котором указаны химический состав, результаты механических испытаний, режим термообработки и данные ультразвукового контроля (при необходимости).
- Допускается поставка с ультразвуковым контролем (УЗК) по требованию заказчика — для выявления внутренних дефектов (раковин, трещин, несплошностей).
- Круг соответствует группе по поставке 3ГП — по механическим свойствам, химическому составу и макроструктуре.
Рекомендации по обработке и эксплуатации
- Перед механической обработкой рекомендуется провести стабилизирующий отпуск при 550–600?°C для снятия внутренних напряжений.
- При необходимости повышения поверхностной твёрдости применяется газовое азотирование при 500–520?°C в течение 40–60 часов, что позволяет достичь твёрдости поверхности до 600–700 HV.
- При изготовлении деталей с высокими требованиями к точности — рекомендуется проводить старение при 100–150?°C для стабилизации размеров.
- При эксплуатации в агрессивных средах — рекомендуется нанесение защитных покрытий (цинкование, фосфатирование, лакокрасочные материалы).
Преимущества стали 20ХН3А
- Высокая прочность и вязкость
- Отличная прокаливаемость
- Хорошая обрабатываемость после улучшения
- Устойчивость к усталостным разрушениям
- Долговечность в тяжёлых условиях эксплуатации
- Соответствие международным аналогам (например, 1.6523, 20NiCrMo2-2)
Данный товар можно приобрести в компании ООО «Металлотрейд» — надёжном поставщике металлопроката высокого качества. У нас вы получите не только качественный продукт, но и профессиональную консультацию по выбору марки стали, расчёту массы и оформлению заказа.
?? Позвоните нам прямо сейчас по телефону: +7(863)220-90-10, +7(495)792-05-58 — и наши специалисты помогут подобрать оптимальное решение для вашего производства
