Квадрат из конструкционной стали 20Х1Г1ФР в Минске

Квадрат из конструкционной стали 20Х1Г1ФР: сортовой прокат для высоконагруженных узлов

Квадрат из конструкционной стали 20Х1Г1ФР — горячекатаный сортовой профиль с квадратным поперечным сечением, изготовленный из низкоуглеродистой легированной стали перлитного класса. Марка 20Х1Г1ФР содержит хром, марганец, ванадий и бор, что обеспечивает сквозную прокаливаемость в сечениях до 60–80 мм и высокий комплекс механических свойств после термической обработки. Квадрат применяется для изготовления деталей, работающих при знакопеременных и ударных нагрузках в условиях повышенного износа.

Химический состав и структура

Сталь 20Х1Г1ФР выплавляется в электродуговых печах с последующей внепечной обработкой и вакуумированием. Бор вводится в микролегирующих количествах — 0,001–0,005 %, что повышает прокаливаемость без увеличения содержания углерода. Ванадий образует карбонитриды, тормозящие рост зерна при нагреве под закалку.

• Углерод (C) — 0,17–0,24 %
• Хром (Cr) — 0,80–1,10 %
• Марганец (Mn) — 0,80–1,10 %
• Ванадий (V) — 0,06–0,12 %
• Бор (B) — 0,001–0,005 %
• Кремний (Si) — 0,17–0,37 %

После нормализации структура представляет собой феррито-перлитную смесь. После закалки с 860–880 C в масле и высокого отпуска при 580–620 C формируется сорбит отпуска, обеспечивающий сочетание прочности и ударной вязкости.

Механические свойства

Свойства квадрата из стали 20Х1Г1ФР определяются режимом термической обработки и сечением проката. Для сортового проката нормируются показатели после улучшения.

Порог хладноломкости после улучшения — не выше –40 C. Критическая температура хрупкости зависит от содержания фосфора и серы, которые ограничиваются на уровне не более 0,025 % и 0,020 % соответственно.

Сортамент и допуски

Квадрат поставляется в соответствии с ГОСТ 2591-2006 и ГОСТ 1050-2013 (в части общих требований). Прокат изготавливается в диапазоне сторон от 12 до 150 мм. Для размеров до 50 мм предельные отклонения составляют +0,4/–0,8 мм, для сечений свыше 50 мм — +0,6/–1,0 мм. Кривизна прутка не превышает 0,5 % длины. Косина реза при мерной длине — не более 5 мм.

Поставка осуществляется в термически обработанном или горячекатаном состоянии. Твёрдость горячекатаного проката без термообработки — не более 255 HB. После улучшения твёрдость составляет 269–321 HB в зависимости от сечения.

Технологические особенности

Сталь 20Х1Г1ФР обладает ограниченной свариваемостью из-за повышенного содержания углерода и легирующих элементов. Сварка возможна с предварительным подогревом до 150–200 C и последующей термообработкой. Обрабатываемость резанием в состоянии поставки — удовлетворительная, после улучшения — пониженная, что требует применения твердосплавного инструмента с износостойкими покрытиями.

Прокаливаемость стали обеспечивает получение мартенсита по всему сечению при закалке в масле для квадратов до 60 мм. Для сечений 80 мм и выше рекомендуется закалка в воде или водополимерной среде с контролем скорости охлаждения во избежание образования трещин.

Области применения

• Шпиндели и валы металлорежущих станков, работающие при кручении и изгибе
• Зубчатые колёса и валы редукторов прокатных станов
• Штоки гидроцилиндров горно-шахтного оборудования
• Детали крепления бурового инструмента и забойных двигателей
• Нагруженные элементы сельскохозяйственной техники — полуоси, поворотные кулаки
• Крепёжные изделия повышенной прочности для мостовых и крановых конструкций

Вопросы и ответы