Метизы 20ХН3А в Минске

Метизы из стали 20ХН3А: крепёж для тяжёлых условий эксплуатации

Метизы 20ХН3А — это крепёжные изделия, изготовленные из конструкционной легированной стали марки 20ХН3А (аналог по ГОСТ 4543). Данная сталь относится к классу хромоникелевых улучшаемых сталей и содержит 0,17–0,24 % углерода, 0,6–0,9 % хрома и 2,75–3,25 % никеля. Именно никель в сочетании с хромом обеспечивает метизам из этой марки высокую прокаливаемость и ударную вязкость при отрицательных температурах — до –60 C. Крепёж из 20ХН3А применяется в ответственных узлах, где требуется сочетание прочности и сопротивления хрупкому разрушению.

Технические характеристики метизов из 20ХН3А

Метизы из стали 20ХН3А после термической обработки (закалка 850–870 C в масле, отпуск 200–600 C) достигают следующих механических свойств:

• Предел прочности в — 980–1270 МПа в зависимости от режима отпуска
• Предел текучести т — не менее 835 МПа
• Относительное удлинение — 10–12 %
• Ударная вязкость KCU — не менее 59 Дж/см при +20 C
• Ударная вязкость KCU — не менее 39 Дж/см при –40 C
• Твёрдость после улучшения — 28–37 HRC

Метизам из 20ХН3А присваивается класс прочности 10.9 или 12.9 по ГОСТ Р ИСО 898-1. Сталь хорошо обрабатывается резанием в нормализованном состоянии и удовлетворительно сваривается контактной сваркой. Прокаливаемость — сквозная в сечениях до 40–50 мм, что позволяет изготавливать крупногабаритный крепёж с однородными свойствами по всему сечению.

Сортамент и виды метизов

Из стали 20ХН3А производят следующие виды крепёжных изделий:

• Болты с шестигранной головкой М16–М48 классов прочности 10.9 и 12.9
• Шпильки резьбовые М20–М42 для фланцевых соединений
• Гайки шестигранные класса прочности 10 и 12
• Шайбы плоские и пружинные повышенной твёрдости
• Штифты цилиндрические и конические
• Специальный крепёж по чертежам заказчика

Резьба метизов из 20ХН3А выполняется по ГОСТ 24705 с полем допуска 6g для болтов и 6H для гаек. Покрытие — цинкование (гальваническое или термодиффузионное), горячее цинкование, оксидирование, фосфатирование. Толщина цинкового покрытия — 8–12 мкм при гальваническом методе и 40–60 мкм при термодиффузионном.

Области применения

Метизы из 20ХН3А востребованы в следующих отраслях:

• Нефтегазовая промышленность — фланцевый крепёж устьевого оборудования, обвязка фонтанной арматуры
• Металлургия — крепёж прокатных станов, доменного и сталеплавильного оборудования
• Энергетика — болтовые соединения паровых турбин, крепление корпусов ГТУ
• Тяжёлое машиностроение — крепёж экскаваторов, дробилок, мельниц
• Мостостроение — высокопрочные болтовые соединения пролётных строений
• Подъёмно-транспортное оборудование — крепление крановых металлоконструкций

В нефтегазовой отрасли метизы из 20ХН3А применяются для фланцевых соединений арматуры, работающей при давлении до 70 МПа и температуре от –60 до +450 C. В энергетике — для крепления разъёмов корпусов турбин и паропроводов. В металлургии — для узлов прокатных клетей, испытывающих знакопеременные и ударные нагрузки.

Сравнение с альтернативными марками

По сравнению с 40Х сталь 20ХН3А обеспечивает более высокую ударную вязкость при низких температурах и большую прокаливаемость, что критично для крупногабаритного крепежа ответственного назначения. По сравнению с 40ХН2МА — уступает по прочности, но превосходит по технологичности и стоимости.

Контроль качества и стандарты

Метизы из 20ХН3А изготавливаются и испытываются по следующим нормативным документам:

• ГОСТ 4543 — химический состав и свойства стали
• ГОСТ Р ИСО 898-1 — механические свойства крепежа
• ГОСТ 1759.0 — технические условия на болты, винты, шпильки
• ГОСТ 18125 — методы испытаний на растяжение
• ГОСТ 9.307 — горячецинковые покрытия

Обязательный контроль включает: проверку химического состава, испытание на растяжение, определение твёрдости, испытание на ударный изгиб при отрицательных температурах, контроль резьбы калибрами, проверку покрытия на толщину и адгезию. Для крепежа класса 12.9 дополнительно проводится испытание на замедленное разрушение.

Вопросы и ответы