Прямоугольная поковка из конструкционной стали 20ХМ в Минске

Прямоугольная поковка из конструкционной стали 20ХМ

Прямоугольная поковка из стали 20ХМ — это полуфабрикат, полученный методом горячей объемной деформации слитка или проката на гидравлических прессах и молотах. Марочный состав 20ХМ относится к группе конструкционных хромомолибденовых сталей, легированных хромом (0,90–1,20 %) и молибденом (0,15–0,25 %) при содержании углерода 0,15–0,25 %. Такое сочетание обеспечивает материалу повышенную прокаливаемость, устойчивость к отпускной хрупкости и стабильные механические свойства в сечениях до 100 мм.

Прямоугольное сечение поковки формируется с припусками и допусками по ГОСТ 7062–90 (для поковок из углеродистой и легированной стали, изготовляемых ковкой на прессах). Последующая механическая обработка позволяет получать детали с точными геометрическими параметрами, при этом волокнистая макроструктура металла повторяет контур будущего изделия, что повышает его несущую способность под нагрузкой.

Технологические характеристики стали 20ХМ

После нормализации с высоким отпуском сталь 20ХМ приобретает предел текучести не менее 320 МПа и временное сопротивление разрыву в диапазоне 540–690 МПа. Твердость поковки в отожженном состоянии обычно составляет 156–217 HB, что обеспечивает удовлетворительную обрабатываемость резанием на токарных и фрезерных станках. При необходимости детали подвергают улучшению — закалке с 880 C в масле и отпуску при 580–620 C, после чего предел текучести возрастает до 590 МПа, а ударная вязкость KCU достигает 78 Дж/см.

Молибден в составе стали подавляет развитие отпускной хрупкости второго рода, что делает поковки пригодными для работы при температурах до 450–500 C в условиях циклических термических нагрузок. Хром повышает коррозионную стойкость в слабоагрессивных средах и упрочняет ферритную матрицу.

Сортамент и геометрические параметры

Прямоугольные поковки из стали 20ХМ изготавливаются в широком диапазоне размеров. Минимальное сечение ограничено технологическими возможностями оборудования, максимальное — массой слитка и усилием пресса. Типовые параметры поставки:

• толщина — от 40 до 400 мм;
• ширина — от 60 до 1000 мм;
• длина — от 200 до 6000 мм (по согласованию — до 12000 мм);
• масса поковки — от 20 до 15000 кг;
• класс точности — I или II по ГОСТ 7062–90.

Предельные отклонения по толщине и ширине зависят от номинальных размеров и класса точности. Для поковок I класса точности допуск на толщину до 100 мм составляет +3/1 мм, для II класса — +4/2 мм. Кривизна прямоугольной поковки не должна превышать 5 мм на 1 метр длины, если иное не оговорено в заказе.

Применение поковок из стали 20ХМ

Прямоугольные поковки из 20ХМ востребованы в тяжелом машиностроении и энергетическом оборудовании, где требуются детали с высокой конструкционной прочностью и сопротивлением усталости. Из них изготавливают:

• валы и валы-шестерни редукторов общего и специального назначения;
• фланцы и корпусные элементы запорной арматуры для трубопроводов высокого давления;
• плиты и траверсы прессового оборудования;
• зубчатые венцы и ступицы крупногабаритных муфт;
• детали крепежа ответственного назначения — шпильки, болты, гайки для фланцевых соединений.

В нефтегазовой отрасли поковки применяются для изготовления элементов фонтанной арматуры и устьевого оборудования, работающих при давлении до 70 МПа. В энергетике материал используется для деталей паровых турбин и вспомогательного оборудования, эксплуатирующегося при температурах до 450 C.

Контроль качества и нормативная документация

Каждая партия прямоугольных поковок из стали 20ХМ сопровождается сертификатом качества с указанием химического состава и результатов механических испытаний. Контроль может включать ультразвуковую дефектоскопию по ГОСТ 24507–80, проверку макроструктуры на протравленных темплетах и определение механических свойств на образцах, вырезанных из тела поковки.

Химический состав стали 20ХМ регламентируется ГОСТ 4543–2016. Содержание серы и фосфора ограничено 0,025 % каждого элемента, что обеспечивает низкую загрязненность неметаллическими включениями и стабильность свойств при ковке крупных сечений.

Вопросы и ответы