Корзина
Ваша корзина пуста!
Это никогда не поздно исправить :)
Поковки из стали 20ХМ: характеристики, термообработка и применение
Поковки 20ХМ — горячедеформированные заготовки из низколегированной хромомолибденовой конструкционной стали, получаемые ковкой слитков или проката при температуре 1150–850 C. Марка 20ХМ регламентирована ГОСТ 4543 и содержит 0,15–0,25 % углерода, 0,40–0,70 % хрома и 0,15–0,25 % молибдена. Молибден повышает прокаливаемость и сопротивление ползучести, хром увеличивает коррозионную стойкость и прочность при повышенных температурах. Поковки 20ХМ применяются для изготовления ответственных деталей, работающих под давлением и при температурах до 500–540 C.
Технические характеристики поковок 20ХМ
- Предел прочности при нормализации и отпуске — 450–600 МПа
- Предел текучести — не менее 275 МПа
- Относительное удлинение — не менее 20 %
- Ударная вязкость KCU при +20 C — не менее 59 Дж/см
- Твёрдость после нормализации — 156–197 HB
- Рабочая температура эксплуатации — от –40 до +540 C
Химический состав стали 20ХМ
| Элемент | Содержание, % | Влияние на свойства | Допуск по ГОСТ 4543 | Метод контроля |
|---|---|---|---|---|
| Углерод (C) | 0,15–0,25 | Прочность, твёрдость | 0,02 | Спектральный анализ |
| Хром (Cr) | 0,40–0,70 | Прокаливаемость, жаростойкость | 0,05 | Спектральный анализ |
| Молибден (Mo) | 0,15–0,25 | Ползучесть, отпускоустойчивость | 0,02 | Спектральный анализ |
| Кремний (Si) | 0,17–0,37 | Раскисление, упрочнение | 0,03 | Спектральный анализ |
| Марганец (Mn) | 0,40–0,70 | Прокаливаемость, вязкость | 0,03 | Спектральный анализ |
| Сера (S) | не более 0,025 | Красноломкость | — | Химический анализ |
| Фосфор (P) | не более 0,025 | Хладноломкость | — | Химический анализ |
Термообработка поковок 20ХМ
Для достижения требуемого комплекса механических свойств поковки 20ХМ подвергают нормализации при 900–920 C с последующим высоким отпуском при 620–680 C. Такая обработка обеспечивает феррито-перлитную структуру с равномерным распределением карбидной фазы. Для крупногабаритных поковок массой свыше 500 кг применяют закалку в масле с отпуском при 650–700 C, что гарантирует однородность свойств по сечению до 150 мм. Скорость охлаждения после ковки контролируется для предотвращения образования флокенов — дефектов, характерных для хромомолибденовых сталей.
Области применения
- Фланцы и днища сосудов, работающих под давлением по ГОСТ 34347
- Шпиндели и валы насосного оборудования нефтеперерабатывающих установок
- Крепёжные детали паропроводов ТЭС и АЭС с рабочей температурой до 540 C
- Зубчатые колёса и валы редукторов прокатных станов
- Корпусные детали арматуры высокого давления (класс PN 160–250)
- Заготовки для последующей механической обработки на станках с ЧПУ
Контроль качества и стандарты
Поковки 20ХМ изготавливаются по ГОСТ 8479 (группы I–IV), ГОСТ 7062 и ГОСТ 7829. Обязательному контролю подлежат: химический состав, макроструктура (по ГОСТ 10243), ультразвуковая дефектоскопия по ГОСТ Р 55724, механические свойства при растяжении и ударном изгибе. Для ответственных поковок проводится испытание на склонность к отпускной хрупкости и определение критической температуры хрупкости T50. Приёмо-сдаточные испытания включают замер твёрдости по Бринеллю в трёх точках сечения.
Вопросы и ответы
Какая максимальная рабочая температура поковок из стали 20ХМ?
Длительная эксплуатация допускается до 540 C. При кратковременном воздействии — до 570 C без существенной потери жаропрочных свойств.
Чем отличается сталь 20ХМ от 20ХМФ?
В марке 20ХМФ дополнительно присутствует ванадий (0,06–0,12 %), что повышает сопротивление ползучести и позволяет применять поковки при температурах до 570–585 C.
Проводится ли ультразвуковой контроль поковок 20ХМ?
Да, для поковок групп II–IV по ГОСТ 8479 УЗК обязателен. Контроль выполняется по ГОСТ Р 55724 с оценкой по эквивалентной площади дефекта.
Какой вид термообработки обеспечивает наибольшую вязкость?
Нормализация с высоким отпуском при 650–680 C обеспечивает оптимальное сочетание прочности и ударной вязкости KCU не менее 59 Дж/см.