Круглая поковка из конструкционной стали 20Х в Минске

Круглая поковка из конструкционной стали 20Х: характеристики, термообработка и применение

Круглая поковка из конструкционной стали 20Х — горячедеформированный полуфабрикат круглого сечения, получаемый ковкой слитка или проката с последующей термической обработкой. Сталь 20Х — легированная хромистая конструкционная сталь перлитного класса по ГОСТ 4543, содержащая 0,16–0,24 % углерода и 0,7–1,0 % хрома. Хром повышает прокаливаемость и обеспечивает формирование мартенситной структуры при закалке в масле, что отличает поковку 20Х от углеродистых аналогов (сталь 20, сталь 45) и позволяет достигать твёрдости 55–60 HRC после цементации с закалкой.

Сортамент и геометрические параметры

Поковки круглого сечения изготовляют по ГОСТ 1133, ГОСТ 7829 и ГОСТ 7062. Диаметр готовой поковки — от 100 до 800 мм, длина — до 6000 мм. Припуск на механическую обработку назначают по ГОСТ 7829 с учётом усадки 1,5–2,0 % и окалинообразования. Кривизна оси не превышает 0,8 % длины для поковок диаметром до 300 мм и 1,2 % — для крупных сечений. Торцы обрезают под прямым углом с допуском 5 мм.

Химический состав и механические свойства

Массовая доля элементов в стали 20Х по ГОСТ 4543: углерод — 0,16–0,24 %, кремний — 0,17–0,37 %, марганец — 0,50–0,80 %, хром — 0,70–1,00 %, никель — не более 0,30 %, медь — не более 0,30 %, сера — не более 0,035 %, фосфор — не более 0,035 %. После улучшения (закалка 880 C в масле, отпуск 200 C) предел прочности достигает 980 МПа, предел текучести — 785 МПа, относительное удлинение — 10 %, ударная вязкость KCU — 59 Дж/см. После цементации на глубину 0,8–1,2 мм и закалки поверхностная твёрдость составляет 56–62 HRC при вязкой сердцевине 30–40 HRC.

Технология ковки и термообработки

Нагрев заготовок под ковку выполняют в камерных или методических печах до 1180–1220 C с выдержкой 1,5–2,0 мин на 1 мм сечения. Ковку проводят в интервале 1220–850 C с недопущением падения температуры ниже 800 C во избежание образования флокенов и трещин. После ковки поковки подвергают изотермическому отжигу при 860–880 C с охлаждением до 680 C в течение 3–4 часов, что обеспечивает твёрдость 156–197 НВ и подготовку структуры к механической обработке. Для ответственных деталей применяют нормализацию при 880–900 C с последующим высоким отпуском при 650–680 C.

Области применения

• Зубчатые колёса, валы-шестерни и шлицевые валы редукторов металлургического и горно-шахтного оборудования.
• Крепёжные детали повышенной прочности: шпильки, болты, гайки для фланцевых соединений трубопроводов высокого давления.
• Детали цементуемых узлов: кулачки, толкатели, пальцы, втулки кривошипно-шатунных механизмов компрессоров.
• Шпиндели и оправки прокатных станов, работающие при знакопеременных нагрузках.
• Детали бурового инструмента и забойных двигателей, эксплуатируемые при ударно-абразивном износе.
• Полуфабрикаты для последующей механической обработки на станках токарной группы и обрабатывающих центрах.

Контроль качества

Поковки подвергают ультразвуковому контролю по ГОСТ 24507 для выявления внутренних дефектов (расслоений, флокенов, неметаллических включений). Отбор проб для химического анализа и механических испытаний проводят по ГОСТ 7564. Твёрдость проверяют на торцах не менее чем в трёх точках по ГОСТ 9012. Приёмку осуществляют партиями с оформлением сертификата качества, включающего результаты контроля макро- и микроструктуры, а также данные о наличии или отсутствии альфированного слоя.

Вопросы и ответы