Полоса из конструкционной стали 20ХГНМ в Минске

Полоса из конструкционной стали 20ХГНМ: характеристики и применение

Полоса из конструкционной стали 20ХГНМ — горячекатаный сортовой прокат из легированной хромоникельмолибденовой стали, поставляемый в виде полос прямоугольного сечения. Марка 20ХГНМ регламентируется ГОСТ 4543-2016 и относится к улучшаемым конструкционным сталям, работающим после закалки и высокого отпуска. Химический состав обеспечивает сочетание прочности, ударной вязкости и прокаливаемости, достаточное для изготовления нагруженных деталей машин.

Химический состав и структура

Среднее содержание углерода — 0,20 %, что определяет умеренную твёрдость после закалки и хорошую обрабатываемость резанием в улучшенном состоянии. Легирующий комплекс формирует механические свойства:

• хром — 0,40–0,70 %: повышает прокаливаемость и коррозионную стойкость в слабоагрессивных средах;
• никель — 0,40–0,70 %: увеличивает ударную вязкость при отрицательных температурах;
• молибден — 0,15–0,25 %: подавляет отпускную хрупкость, стабилизирует структуру при нагреве;
• марганец — 0,50–0,80 %: упрочняет феррит, повышает прокаливаемость;
• кремний — 0,17–0,37 %: раскисляет сталь, повышает упругие характеристики.

После закалки с 850–880 C в масле и высокого отпуска при 560–620 C структура представляет собой сорбит отпуска. Прокаливаемость обеспечивает сквозную закалку в сечениях до 40–50 мм, что критично для полос толщиной свыше 20 мм.

Механические свойства полосы

Свойства нормируются в зависимости от состояния поставки — без термообработки или после улучшения. Типовые значения для полосы в улучшенном состоянии:

Ударная вязкость сохраняется на уровне не ниже 39 Дж/см при температуре –40 C, что допускает эксплуатацию деталей в климатическом исполнении УХЛ.

Сортамент и допуски

Полоса выпускается по ГОСТ 103-2006 и ГОСТ 4405-75. Толщина — 4–60 мм, ширина — 12–200 мм, длина — 3–6 м в прутках или в мотках. Кривизна не превышает 0,5 % длины для полос толщиной до 25 мм. Предельные отклонения по толщине — от +0,3 до –0,5 мм для размеров 10–20 мм. Кромки — острые или притуплённые, без заусенцев глубиной более 1 мм.

Технологические операции

Полоса из 20ХГНМ обрабатывается всеми методами формообразования:

• обработка резанием — точение, фрезерование, сверление в улучшенном состоянии при HB 217–255;
• сварка — ручная дуговая и в среде защитных газов с предварительным подогревом 150–200 C при толщине свыше 20 мм;
• горячая штамповка — при 1150–850 C с последующей нормализацией;
• цементация и нитроцементация — для поверхностного упрочнения деталей с сохранением вязкой сердцевины;
• азотирование — повышение поверхностной твёрдости до HV 550–650.

Области применения

Полоса применяется для изготовления деталей, работающих при знакопеременных и ударных нагрузках:

• зубчатые колёса, валы-шестерни, шлицевые валы редукторов металлургического оборудования;
• крестовины, вилки, фланцы карданных передач грузового транспорта;
• штоки, пальцы, оси шарнирных соединений экскаваторов и подъёмных механизмов;
• детали бурового инструмента и забойных двигателей;
• крепёж повышенной прочности класса 10.9–12.9 для металлоконструкций;
• направляющие планки, сухари, клинья штамповочных прессов.

В термически улучшенном состоянии полоса обеспечивает ресурс деталей в условиях циклического нагружения при контактных напряжениях до 1200 МПа.

Вопросы и ответы