Стальной круг 20895-ВИ: конструкционная легированная сталь для ответственных деталей
Стальной круг 20895-ВИ — горячекатаный сортовой прокат из конструкционной легированной стали марки 20ХН3А, выплавляемой в вакуумно-индукционной печи. Обозначение «20895» соответствует сортаменту и техническим условиям, а индекс «ВИ» указывает на вакуумно-индукционный переплав, обеспечивающий пониженное содержание газов, неметаллических включений и серы. Такой круг применяется в узлах, где требуется сочетание высокой прочности, ударной вязкости и прокаливаемости при работе под динамическими нагрузками.
Химический состав и структура
Марка 20ХН3А относится к хромоникелевым улучшаемым сталям. Вакуумно-индукционная выплавка снижает содержание кислорода и водорода, что уменьшает анизотропию свойств и вероятность образования флокенов. После термического улучшения формируется структура сорбита отпуска, обеспечивающая равномерные механические характеристики по сечению круга.
- Углерод (C) — 0,17–0,24 %
- Хром (Cr) — 0,60–0,90 %
- Никель (Ni) — 2,75–3,25 %
- Марганец (Mn) — 0,30–0,60 %
- Кремний (Si) — 0,17–0,37 %
- Сера (S) и фосфор (P) — не более 0,025 % каждый
Механические свойства после улучшения
Термическая обработка включает закалку в масле с температурой 850–870 C и высокий отпуск при 580–620 C. Режим обеспечивает предел текучести не ниже 785 МПа при относительном удлинении порядка 12 %. Ударная вязкость KCU при +20 C достигает 90–120 Дж/см, что критично для деталей, испытывающих знакопеременные нагрузки.
| Параметр | Значение | Условие | Единица | Метод контроля |
|---|---|---|---|---|
| Предел прочности в | 980 | закалка + отпуск | МПа | ГОСТ 1497 |
| Предел текучести т | 785 | закалка + отпуск | МПа | ГОСТ 1497 |
| Относительное удлинение | 12 | +20 C | % | ГОСТ 1497 |
| Ударная вязкость KCU | 90 | +20 C | Дж/см | ГОСТ 9454 |
| Твёрдость после отжига | 217 | поставка | HB | ГОСТ 9012 |
Сортамент и геометрические параметры
Круг поставляется диаметром от 20 до 180 мм. Предельные отклонения по диаметру соответствуют квалитетам h11–h12. Кривизна прутка не превышает 0,5 % длины. Длина мерных прутков — 3–6 м, допускается изготовление кратных длин под конкретные заготовительные операции.
- Диаметр горячекатаного круга — 20–180 мм
- Диаметр калиброванного круга — 20–80 мм
- Кривизна — не более 0,5 % длины
- Косина реза — не более 5 мм
- Овальность — в пределах поля допуска
Области применения
Круг 20895-ВИ востребован в производстве ответственных деталей, работающих при циклических и ударных нагрузках. Из него изготавливают валы редукторов, шпиндели металлорежущих станков, крепёж для горно-шахтного оборудования, детали гидроцилиндров и элементы буровых установок. В авиастроении марка применяется для силовых деталей шасси и узлов управления. В нефтегазовой отрасли — для переводников и муфт бурильных колонн.
- Валы и оси редукторов прокатных станов
- Шпиндели и оправки металлообрабатывающего оборудования
- Крепёж горно-шахтного и бурового оборудования
- Детали гидро- и пневмоцилиндров
- Силовые элементы авиационных шасси
- Переводники и муфты бурильных колонн
Термическая обработка и свариваемость
Сталь 20ХН3А ограниченно свариваема. Для получения равнопрочного соединения требуется предварительный подогрев до 200–250 C и последующая термообработка. При улучшении достигается сквозная прокаливаемость в сечениях до 50 мм. Для крупных сечений применяется изотермическая закалка в расплаве солей.
Вопросы и ответы
Чем отличается круг 20895-ВИ от круга из стали 20ХН3А обычной выплавки?
Индекс «ВИ» обозначает вакуумно-индукционный переплав. Это снижает содержание газов и неметаллических включений, повышает ударную вязкость и изотропность свойств по сравнению с открытой выплавкой.
Какие диаметры доступны для поставки?
Горячекатаный круг поставляется диаметром 20–180 мм, калиброванный — 20–80 мм. Возможно изготовление кратных длин под заготовительные операции.
Применяется ли круг 20895-ВИ для холодной высадки?
Да, после сфероидизирующего отжига твёрдостью не более 217 HB круг пригоден для холодной высадки крепежа на автоматах.
Какая термообработка обеспечивает максимальную ударную вязкость?
Закалка в масле с 850–870 C и высокий отпуск при 580–620 C формируют сорбит отпуска с ударной вязкостью KCU 90–120 Дж/см при +20 C.
