- Обзор
- Характеристики
- Отзывы (0)
Круг 20ХН3А Ø340 мм, ТУ 14-1-2118-98, 4543-16, группа по поставке 3ГП
Марка стали: 20ХН3А
Тип проката: Круг (горячекатаный / калиброванный)
Диаметр: 340 мм
Нормативный документ: ТУ 14-1-2118-98, ГОСТ 4543-16
Группа по поставке: 3ГП (группа по механическим свойствам и химическому составу)
Общее описание
Круг из стали марки 20ХН3А диаметром 340 мм — это высококачественный металлопрокат, предназначенный для изготовления ответственных деталей, работающих в условиях повышенных нагрузок, ударов и вибраций. Благодаря специальному химическому составу и термической обработке, сталь 20ХН3А обладает высокой прочностью, износостойкостью и устойчивостью к динамическим нагрузкам. Данный прокат изготавливается в соответствии с техническими условиями ТУ 14-1-2118-98 и требованиями ГОСТ 4543-16, что гарантирует стабильность механических и физических характеристик по всей длине заготовки.
Химический состав (по ГОСТ 4543-16, ТУ 14-1-2118-98)
Марка стали 20ХН3А относится к легированным конструкционным сталям, предназначенным для изготовления деталей, подвергающихся цементации. Ниже приведён усреднённый химический состав стали 20ХН3А в процентах по массе:
| Элемент | Содержание, % |
|---|---|
| Углерод © | 0,17–0,24 |
| Кремний (Si) | 0,17–0,37 |
| Марганец (Mn) | 0,30–0,60 |
| Хром (Cr) | 0,60–0,90 |
| Никель (Ni) | 2,75–3,25 |
| Сера (S) | ≤ 0,025 |
| Фосфор (P) | ≤ 0,025 |
| Медь (Cu) | ≤ 0,30 |
| Арсеник (As) | ≤ 0,08 |
| Суммарно примесей | ≤ 0,30 |
Особенности состава:
Высокое содержание никеля (до 3,25%) обеспечивает повышенную вязкость и сопротивление хрупкому разрушению, особенно при низких температурах. Хром способствует улучшению прокаливаемости и коррозионной стойкости. Низкое содержание серы и фосфора гарантирует высокую пластичность и уменьшает склонность к хрупкости при термообработке.
Механические свойства (после термической обработки)
Механические свойства стали 20ХН3А определяются после термической обработки, включающей цементацию, закалку и низкий отпуск. Для заготовок диаметром до 340 мм, соответствующих группе по поставке 3ГП, установлены следующие нормы:
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Временное сопротивление разрыву, σв | ≥ 980 МПа |
| Предел текучести, σ0,2 | ≥ 785 МПа |
| Относительное удлинение, δ5 | ≥ 11 % |
| Относительное сужение, ψ | ≥ 55 % |
| Ударная вязкость при -50 °C, KCU | ≥ 68 Дж/см² |
| Твёрдость после цементации и закалки (поверхность) | 58–63 HRC |
| Твёрдость сердцевины (после закалки) | 35–45 HRC |
Примечание:
Механические свойства определяются на образцах, вырезанных из тела круга, прошедшего термообработку по установленному режиму. Ударная вязкость при отрицательных температурах свидетельствует о высокой морозостойкости стали, что особенно важно для деталей, эксплуатируемых в северных регионах.
Физические свойства
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Плотность | 7,85 г/см³ |
| Модуль упругости (Е) | 2,1·10⁵ МПа |
| Коэффициент Пуассона | 0,29 |
| Теплопроводность при 100 °C | 42 Вт/(м·К) |
| Удельная теплоёмкость (при 20 °C) | 470 Дж/(кг·К) |
| Температура плавления | 1420–1460 °C |
| Коэффициент линейного расширения (20–100 °C) | 11,5·10⁻⁶ 1/К |
Физические свойства позволяют использовать сталь 20ХН3А в условиях температурных колебаний и при проектировании деталей, где важна точность геометрии при нагреве.
Технологические свойства
| Свойство | Характеристика |
|---|---|
| Свариваемость | Ограниченно свариваемая. Рекомендуется предварительный подогрев до 200–300 °C и последующая термообработка. |
| Обрабатываемость резанием | В отожжённом состоянии — удовлетворительная. После цементации и закалки — только абразивная обработка. |
| Склонность к отпускной хрупкости | Средняя. Не рекомендуется отпуск в интервале 250–400 °C. |
| Флокеночувствительность | Повышенная. Требуется медленное охлаждение после термообработки. |
| Коррозионная стойкость | Удовлетворительная. Превосходит углеродистые стали, но уступает нержавеющим. |
Тепловая обработка
Рекомендуемые режимы термической обработки для достижения оптимальных свойств:
- Отжиг:
- Температура: 680–700 °C
- Выдержка: 2–4 часа
- Охлаждение: с печью до 500 °C, далее на воздухе
- Цель: снятие внутренних напряжений, улучшение обрабатываемости
- Цементация:
- Температура: 920–950 °C
- Выдержка: 6–10 часов (в зависимости от глубины слоя)
- Глубина цементованного слоя: 1,0–1,5 мм
- Атмосфера: газовая (насыщение углеродом)
- Закалка:
- Температура: 800–820 °C (после цементации)
- Охлаждение: в масле
- Цель: формирование мартенситной структуры на поверхности и вязкой структуры в сердцевине
- Отпуск:
- Температура: 150–200 °C
- Выдержка: 1–2 часа
- Охлаждение: на воздухе
- Цель: снижение внутренних напряжений, сохранение высокой твёрдости
Вес и расчётные данные
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Вес 1 метра погонного | 70,94 кг/м |
| Длина в 1 тонне | ≈ 14,1 метра |
| Площадь поперечного сечения | 907,92 см² |
| Объём 1 метра | 0,090792 м³ |
Формула расчёта веса:
m=4π⋅d2⋅ρ
где:
- d=0,34 м — диаметр круга,
- ρ=7850 кг/м³ — плотность стали,
- m — масса 1 метра.
Подставляя значения:
m=43,1416⋅(0,34)2⋅7850≈70,94 кг/м
Область применения
Круг из стали 20ХН3А диаметром 340 мм находит широкое применение в машиностроении, особенно в производстве деталей, подвергающихся высоким контактным нагрузкам и износу. Ниже приведены основные сферы использования:
- Авиационная промышленность
Изготовление шестерён, валов, осей, работающих в редукторах и трансмиссиях самолётов. Высокая вязкость при низких температурах делает сталь незаменимой для северных авиамаршрутов. - Судостроение
Применяется для производства валов гребных винтов, шестерён редукторов, деталей рулевых механизмов. Устойчивость к ударным нагрузкам и вибрациям критически важна в морских условиях. - Тяжёлое машиностроение
Изготовление крупногабаритных шестерён, валов, шпинделей для горнодобывающего, металлургического и химического оборудования. - Энергетика
Детали турбин, редукторов генераторов, валы насосов, работающих под высоким давлением и при циклических нагрузках. - Автомобильная промышленность
Производство шестерён коробок передач, полуосей, кулачковых валов для грузовиков и спецтехники. - Железнодорожное машиностроение
Оси вагонов, колёсные пары, детали тяговых редукторов локомотивов. - Военная техника
Изготовление деталей бронетехники, танковых трансмиссий, где требуется высокая прочность и живучесть. - Робототехника и автоматизация
Высокоточные валы и шестерни для промышленных роботов, работающих в режиме частых пусков и остановок. - Нефтегазовая отрасль
Детали бурового оборудования, шпиндели, валы насосов, работающих в агрессивных средах и при высоких нагрузках. - Тяжёлое сельхозмашиностроение
Изготовление валов молотилок, шестерён комбайнов, деталей трансмиссий тракторов.
Преимущества стали 20ХН3А
- Высокая прочность и вязкость после термообработки
- Отличная прокаливаемость даже в крупных сечениях (до 340 мм)
- Хорошая сопротивляемость усталостным нагрузкам
- Высокая износостойкость поверхности после цементации
- Устойчивость к хрупкому разрушению при минусовых температурах
- Стабильность свойств по сечению заготовки
Условия хранения и транспортировки
Металлопрокат должен храниться в закрытых складах, защищённых от атмосферных осадков. При хранении на открытых площадках необходимо использовать водонепроницаемое покрытие. Заготовки укладываются на подкладки для предотвращения коррозии нижнего слоя. Транспортировка — любым видом транспорта, в соответствии с правилами перевозки металлопродукции.
Данный товар можно приобрести в ООО Металлотрейд — надёжном поставщике качественного металлопроката. У нас вы получите продукцию, соответствующую всем нормативным требованиям, с полным пакетом сопроводительной документации и сертификатами качества.
Не упустите возможность приобрести круг 20ХН3А Ø340 мм по выгодной цене и в нужном объёме.
Позвоните нам прямо сейчас:
+7(863)220-90-10
+7(495)792-05-58
Наши специалисты проконсультируют вас по всем техническим вопросам, помогут с расчётом объёма и организуют доставку в любо регион России.
