Низколегированный квадрат 23Х2Г2Т: конструкционный прокат для цементуемых деталей
Низколегированный квадрат 23Х2Г2Т — горячекатаный профиль из хромомарганцетитановой стали, поставляемый по ГОСТ 2591 и ГОСТ 4543. Марка 23Х2Г2Т содержит 0,20–0,27 % углерода, 1,8–2,4 % хрома, 1,5–2,0 % марганца и 0,03–0,09 % титана. Титан связывает азот в нитриды TiN, что предотвращает рост зерна при цементации и обеспечивает стабильную прокаливаемость в серийном термическом производстве.
Квадрат выпускают со стороной 8–100 мм в состоянии поставки без термообработки или после нормализации. Твёрдость в горячекатаном состоянии — 170–217 HB, после нормализации — 156–207 HB. Прокат поставляют мерной, кратной и немерной длины, кривизна не превышает 0,5 % длины для профилей до 50 мм.
Химический состав и механические свойства
| Параметр | Значение | Параметр | Значение | Метод контроля |
|---|---|---|---|---|
| Углерод C | 0,20–0,27 % | Предел прочности в | 880 МПа | ГОСТ 1497 |
| Хром Cr | 1,8–2,4 % | Предел текучести т | 685 МПа | ГОСТ 1497 |
| Марганец Mn | 1,5–2,0 % | Относительное удлинение 5 | 11 % | ГОСТ 1497 |
| Титан Ti | 0,03–0,09 % | Ударная вязкость KCU | 59 Дж/см | ГОСТ 9454 |
| Кремний Si | 0,17–0,37 % | Твёрдость поставки | 170–217 HB | ГОСТ 9012 |
Термообработка и технологические режимы
Сталь 23Х2Г2Т применяют преимущественно в цементованном состоянии. Оптимальный режим: цементация при 920–940 C с выдержкой, обеспечивающей глубину слоя 0,8–1,4 мм, закалка с 850–870 C в масле, отпуск при 180–200 C. Поверхностная твёрдость после ХТО — 58–62 HRC, сердцевина сохраняет 30–42 HRC в зависимости от сечения. Нитриды титана удерживают размер аустенитного зерна на уровне 7–9 баллов по ГОСТ 5639 даже при длительной выдержке под цементацией.
Прокаливаемость стали обеспечивает сквозную закалку в сечениях до 25–30 мм; для квадрата большего размера применяют изотермическую закалку или ступенчатый нагрев. Обрабатываемость резанием в состоянии поставки — удовлетворительная, после нормализации улучшается. Свариваемость ограниченная: требуется подогрев до 200–250 C и последующая термообработка.
Области применения
- Цементуемые зубчатые колёса и валы редукторов металлургических прокатных станов.
- Шестерни и крестовины трансмиссий карьерной и строительной техники.
- Детали бурового инструмента, работающие при знакопеременных нагрузках.
- Крепёжные элементы повышенной прочности для горно-обогатительного оборудования.
- Кулачки, пальцы и втулки шарнирных соединений экскаваторов и дробилок.
- Заготовки для холодной объёмной штамповки в автомобилестроении.
Нормативная база и приёмка
- ГОСТ 4543 — общие технические условия для легированной конструкционной стали.
- ГОСТ 2591 — сортамент горячекатаного квадратного проката.
- ГОСТ 1050 — нормы по химическому составу и механическим свойствам.
- ГОСТ 1497 — испытания на растяжение при нормальной температуре.
- ГОСТ 9454 — определение ударной вязкости при 20 C.
- ГОСТ 5639 — оценка величины зерна аустенита.
Партии сопровождают сертификатом качества с указанием плавки, химического анализа, результатов механических испытаний и твёрдости. По требованию заказчика проводят контроль макроструктуры, УЗК и определение прокаливаемости методом торцевой закалки по ГОСТ 5657.
Вопросы и ответы
Чем сталь 23Х2Г2Т отличается от 20ХГНМ?
23Х2Г2Т содержит титан вместо ниобия и молибдена, что снижает стоимость, но ограничивает прокаливаемость сечениями до 25–30 мм. 20ХГНМ обеспечивает сквозную закалку в деталях до 40–50 мм.
Какой режим цементации оптимален для квадрата 23Х2Г2Т?
Цементация при 920–940 C, закалка с 850–870 C в масле, низкий отпуск 180–200 C. Глубина слоя 0,8–1,4 мм обеспечивает твёрдость 58–62 HRC при вязкой сердцевине.
Поставляется ли прокат в термообработанном состоянии?
Стандартно — горячекатаный или нормализованный. Закалка с отпуском выполняется по отдельному заказу с оформлением дополнительных требований к твёрдости и механическим свойствам.
Допускается ли сварка деталей из 23Х2Г2Т?
Свариваемость ограниченная. Требуется подогрев 200–250 C, сварочные материалы с низким содержанием водорода и последующий отпуск для снятия напряжений.
