Прямоугольная поковка из конструкционной стали 20Х13 в Минске


Прямоугольная поковка из конструкционной стали 20Х13

Прямоугольная поковка из конструкционной стали 20Х13 — горячедеформированный полуфабрикат с регламентированным прямоугольным поперечным сечением, получаемый ковкой или штамповкой слитка либо проката. Сталь 20Х13 (аналог AISI 420, DIN 1.4021) — мартенситный хромистый класс с массовой долей хрома 12–14 % и углерода 0,16–0,25 %. Такое сочетание обеспечивает сквозную прокаливаемость в сечениях до 100–150 мм и твёрдость после закалки 48–52 HRC при сохранении достаточной пластичности в отпущенном состоянии.

Технические характеристики и режимы обработки

Поковка прямоугольного сечения нормируется по ГОСТ 1133, ГОСТ 8479 и ГОСТ 4543. Ковка выполняется при 1180–850 C с последующим замедленным охлаждением в термостатах или печах для предотвращения флокенообразования и трещин. Термообработка: закалка от 1000–1050 C в масле или на воздухе, отпуск 200–700 C в зависимости от требуемого комплекса прочности и вязкости. После высокого отпуска (600–700 C) твёрдость составляет 25–32 HRC, ударная вязкость KCU — не менее 50 Дж/см.

ПараметрЗначениеУсловиеСтандартПримечание
Предел прочности в 640 МПазакалка + отпуск 600 CГОСТ 5949сортовой прокат
Предел текучести т 440 МПазакалка + отпуск 600 CГОСТ 5949—
Относительное удлинение 5 16 %закалка + отпуск 600 CГОСТ 5949—
Твёрдость после закалки48–52 HRC1000–1050 C, маслоГОСТ 1133сечение до 100 мм
Ударная вязкость KCU 50 Дж/смотпуск 600–700 CГОСТ 4543продольные образцы

Сортамент и геометрические параметры

Прямоугольные поковки поставляются с толщиной 40–300 мм, шириной 80–800 мм и длиной 500–4000 мм. Припуски на механическую обработку назначаются по ГОСТ 7829 с учётом уклонов, радиусов закруглений и допусков на размеры. Кривизна поверхности не должна превышать 1,5 % длины для ответственных заготовок. Контроль макро- и микроструктуры выполняется по ГОСТ 10243; допустимая балльность ликвации и неметаллических включений регламентируется для каждой категории прочности.

Области применения

  • Заготовки для валов, осей и шпинделей металлорежущих станков, работающих при умеренных нагрузках.
  • Детали арматуры нефтегазового сортамента: корпуса задвижек, шпильки, штоки, работающие в слабоагрессивных средах.
  • Элементы крепежа энергетического оборудования: болты, гайки, шпильки для парогазовых установок.
  • Ножи и режущий инструмент для холодной резки металла, деревообработки, пищевой промышленности.
  • Детали насосного и компрессорного оборудования, эксплуатируемые при температурах до 450 C.
  • Заготовки для мелющих тел, бронефутеровочных плит и быстроизнашивающихся узлов горно-обогатительного оборудования.

Технологические особенности и ограничения

Сталь 20Х13 склонна к образованию карбидной сетки при медленном охлаждении после ковки, что снижает ударную вязкость и коррозионную стойкость. Для устранения дефекта применяется нормализация с последующим высоким отпуском. Свариваемость ограниченная: требуется предварительный и сопутствующий подогрев до 250–300 C, а также послесварочная термообработка. Обрабатываемость резанием в отожжённом состоянии удовлетворительная, после закалки — пониженная, что учитывается при назначении режимов фрезерования и точения.

Вопросы и ответы

Какие стандарты регламентируют прямоугольную поковку из стали 20Х13?

Основные документы — ГОСТ 1133 (поковки из углеродистой и легированной стали), ГОСТ 8479 (поковки из конструкционной легированной стали), ГОСТ 5949 (сортовой прокат коррозионно-стойкий). Химический состав нормируется по ГОСТ 5632.

Какая термообработка обеспечивает максимальную твёрдость?

Закалка от 1000–1050 C в масле с последующим низким отпуском 200–250 C даёт твёрдость 48–52 HRC. Для повышения вязкости применяют высокий отпуск 600–700 C, снижающий твёрдость до 25–32 HRC.

Допускается ли сварка поковок из 20Х13?

Сварка возможна с предварительным подогревом 250–300 C и послесварочной термообработкой. Без подогрева образуются холодные трещины в зоне термического влияния из-за высокой твёрдости мартенсита.

Какой максимальный размер сечения поковки?

Прямоугольные поковки из 20Х13 изготавливаются толщиной до 300 мм и шириной до 800 мм. При больших сечениях снижается прокаливаемость и возрастает риск карбидной неоднородности.