Поковки 20Х2Н4А в Минске

Поковки из стали 20Х2Н4А: характеристики, термообработка и применение

Поковки из стали 20Х2Н4А — кованые полуфабрикаты из легированной конструкционной стали перлитного класса, получаемые горячей объёмной штамповкой или свободной ковкой слитков и проката. Марка 20Х2Н4А относится к хромоникелевым улучшаемым сталям с пониженным содержанием углерода (0,17–0,23 %), что обеспечивает сочетание высокой вязкости сердцевины и поверхностной твёрдости после цементации. Поковки применяют для изготовления нагруженных деталей, работающих при знакопеременных и ударных нагрузках в условиях износа поверхностных слоёв.

Химический состав и структура

Сталь 20Х2Н4А регламентируется ГОСТ 4543. Основные легирующие элементы — хром (1,25–1,65 %) и никель (3,25–3,65 %). Никель повышает прокаливаемость и ударную вязкость при отрицательных температурах, хром увеличивает твёрдость цементованного слоя и сопротивляемость износу. Ограниченное содержание серы и фосфора (не более 0,025 % каждого) достигается электрошлаковым переплавом или вакуумно-дуговым переплавом для ответственных поковок.

• Углерод — 0,17–0,23 %
• Хром — 1,25–1,65 %
• Никель — 3,25–3,65 %
• Марганец — 0,30–0,60 %
• Кремний — 0,17–0,37 %
• Сера и фосфор — не более 0,025 %

Механические свойства после термообработки

Поковки поставляются в улучшенном состоянии (закалка + высокий отпуск) либо под цементацию. После цементации на глубину 0,8–1,2 мм и закалки поверхностный слой достигает твёрдости 58–62 HRC, сердцевина сохраняет 30–42 HRC. Такое распределение твёрдости обеспечивает контактную выносливость зубьев и стойкость к смятию посадочных поверхностей.

Технология ковки и термообработки

Нагрев заготовок под ковку ведут до 1180–1220 C с выдержкой, обеспечивающей равномерный прогрев по сечению. Ковку завершают при температуре не ниже 850 C во избежание образования флокенов и трещин. После ковки поковки подвергают изотермическому отжигу или нормализации с высоким отпуском для снятия внутренних напряжений и подготовки структуры к механической обработке. Окончательная термообработка включает цементацию в шахтных или проходных печах, закалку в масле и отпуск при 160–200 C.

Области применения

Поковки из 20Х2Н4А востребованы в узлах, где сочетаются ударные нагрузки и поверхностный износ:

• Зубчатые колёса и валы редукторов прокатных станов
• Шестерни коробок передач тяжёлой карьерной техники
• Крестовины и шлицевые валы трансмиссий
• Детали буровых установок и нефтегазового оборудования
• Ответственные крепёжные элементы авиационной техники
• Шпиндели и втулки металлорежущих станков

Контроль качества поковок

Поковки проходят ультразвуковой контроль на внутренние дефекты, макро- и микроструктурный анализ, замер твёрдости по сечению. Для ответственных деталей применяют контроль методом магнитной памяти металла и вихретоковую дефектоскопию. Поковки поставляются с сертификатом качества, включающим результаты механических испытаний и данные о термообработке.

Вопросы и ответы