Стальной пруток 20Х в Минске


Стальной пруток 20Х: конструкционная легированная сталь для деталей повышенной прочности

Стальной пруток 20Х — сортовой прокат из конструкционной легированной хромистой стали, поставляемый по ГОСТ 4543-2016. Марка содержит 0,8–1,1 % хрома при содержании углерода 0,17–0,23 %, что обеспечивает сквозную прокаливаемость в сечениях до 25–30 мм и предел прочности после улучшения 880–1080 МПа. Пруток выпускают горячекатаным, кованым и калиброванным, в термически обработанном или без термообработки состоянии, диаметром от 5 до 250 мм.

Сортамент и состояние поставки

Прутки 20Х производят в виде круглого профиля, квадрата и шестигранника. Калиброванный прокат проходит волочение с последующим отжигом, обеспечивая шероховатость Ra 1,25 мкм и предельные отклонения по h11–h12, что позволяет использовать его без предварительной механической обработки на автоматах продольного точения. Горячекатаный пруток поставляется с обточенной или необточенной поверхностью, кривизна не превышает 0,5 % длины для калиброванного сортамента.

  • Круглый горячекатаный пруток — диаметр 12–250 мм, ГОСТ 2590
  • Калиброванный круглый пруток — диаметр 5–80 мм, ГОСТ 7417, группа В и Б
  • Квадрат горячекатаный — 12–100 мм, ГОСТ 2591
  • Шестигранник калиброванный — 8–70 мм, ГОСТ 8560
  • Пруток со специальной отделкой поверхности — ГОСТ 14955

Химический состав и механические свойства

Сталь 20Х относится к группе улучшаемых хромистых сталей перлитного класса. Хром повышает прокаливаемость и устойчивость против отпуска, но не вызывает склонности к отпускной хрупкости второго рода. После закалки от 880 C в масле и высокого отпуска при 500–540 C формируется структура сорбита, обеспечивающая сочетание прочности и ударной вязкости KCU не ниже 60 Дж/см.

ПоказательЗначениеУсловие испытанияТермообработкаТвёрдость, HB
Предел прочности в880–1080 МПарастяжениезакалка 880 C, масло; отпуск 500 C241–285
Предел текучести т 640 МПарастяжениеулучшение241–285
Относительное удлинение 12 %растяжениеулучшение—
Ударная вязкость KCU 60 Дж/смизгиб с надрезомулучшение—
Твёрдость горячекатаного прутка 217 HBпо Бринеллюбез термообработки170–217

Технологические особенности обработки

Пруток 20Х обладает удовлетворительной обрабатываемостью резанием в улучшенном состоянии — коэффициент обрабатываемости составляет 0,7–0,8 относительно стали 45. Свариваемость ограниченная: сварка возможна с предварительным подогревом до 150–200 C и последующей нормализацией для снятия внутренних напряжений. Прокаливаемость — критический диаметр 25–30 мм в масле и 12–18 мм в воде, что определяет область применения деталей с сечением, работающим на изгиб и кручение.

Материал склонен к образованию трещин при закалке в воде для сечений свыше 30 мм, поэтому охлаждающую среду подбирают по массе и конфигурации детали. Обработка на станках с ЧПУ токарной группы ведётся твердосплавным инструментом без СОЖ при скоростях резания 120–180 м/мин.

Области применения

  • Валы, оси, шпиндели и зубчатые колёса редукторов общего машиностроения
  • Крепёжные изделия повышенной прочности — болты, шпильки, гайки для металлургического оборудования
  • Детали гидро- и пневмоцилиндров, штоки, пальцы шарнирных соединений
  • Кулачки, рычаги, толкатели в механизмах подачи станков-автоматов
  • Детали нефтегазовой арматуры, работающие при температуре до 450 C
  • Заготовки для холодной объёмной штамповки после сфероидизирующего отжига

Вопросы и ответы

Чем сталь 20Х отличается от стали 40Х?

Сталь 20Х содержит 0,17–0,23 % углерода против 0,36–0,44 % у 40Х. Меньшее содержание углерода даёт более высокую пластичность и ударную вязкость, но снижает прокаливаемость и достижимый уровень прочности после закалки. Пруток 20Х применяют для деталей, работающих с ударными нагрузками, где требуется вязкая сердцевина при цементированной или улучшенной поверхности.

Применяется ли пруток 20Х для цементации?

Да, низкое содержание углерода позволяет проводить цементацию на глубину 0,8–1,5 мм с последующей закалкой. Хром в составе увеличивает твёрдость цементированного слоя до 58–62 HRC и повышает его износостойкость. Такая обработка характерна для пальцев, втулок и зубчатых деталей.

Какой диаметр прутка 20Х прокаливается насквозь?

Сквозная прокаливаемость обеспечивается в сечениях до 25–30 мм при закалке в масле. Для диаметров свыше 30 мм применяют закалку в воде или водополимерных средах, однако возрастает риск образования закалочных трещин, требующий контроля скорости охлаждения.

Поставляется ли пруток 20Х в калиброванном виде?

Калиброванный пруток 20Х выпускается по ГОСТ 7417 диаметром 5–80 мм с полями допусков h11 и h12. Он проходит волочение и отжиг, обеспечивая точность размеров и низкую шероховатость поверхности для использования на токарных автоматах без черновой обработки.