20Х представляет собой конструкционную легированную хромистую сталь. Материал используют для цементуемых деталей, которым требуется высокая поверхностная твёрдость при невысокой прочности сердцевины. К этой группе относятся втулки, шестерни, обоймы, гильзы, диски, плунжеры, рычаги и другие детали, работающие в условиях износа при трении. В качестве заменителей указаны марки 15Х, 20ХН, 12ХН2 и 18ХГТ.
Назначение и особенности конструкционной стали
Основная особенность материала связана с сочетанием поверхностной твёрдости после цементации и сравнительно невысокой прочности сердцевины. Именно поэтому его применяют для деталей, у которых рабочая поверхность испытывает изнашивание при трении, а внутренний объём должен сохранять требуемую конструкционную основу.
В справочных данных сталь также обозначена как хромистая. Для неё приведены сведения о технологических свойствах, температуре критических точек, химическом составе, физических параметрах и механических характеристиках при температуре 20 °C. Зарубежные соответствия указаны для нескольких национальных систем обозначений, однако выбор конкретного аналога требует сопоставления нормативных требований к поставке и изделию.
Химический состав и технические характеристики
Массовая доля углерода составляет 0,17–0,23 %, кремния 0,17–0,37 %, марганца 0,5–0,8 %, хрома 0,7–1 %. Содержание никеля и меди ограничивается значением до 0,3 %, серы и фосфора, каждого отдельно, до 0,035 %. Температуры критических точек приведены в справочнике: Ac1 составляет 750 °C, Ac3 (Acm) 825 °C, Ar3 (Arcm) 755 °C, Ar1 665 °C, Mn 390 °C.
Технологические свойства описаны следующим образом: свариваемость без ограничений, флокеночувствительность малая, склонность к отпускной хрупкости отсутствует. Эти сведения относятся к данным справочного материала и должны рассматриваться вместе с требованиями конкретного нормативного документа на вид поставки.
- Тип материала: конструкционная легированная сталь.
- Хром: 0,7–1 %.
- Углерод: 0,17–0,23 %.
- Свариваемость: без ограничений.
- Флокеночувствительность: малочувствительна.
- Склонность к отпускной хрупкости: не склонна.
- Замена: 15Х, 20ХН, 12ХН2, 18ХГТ.
Механические и физические свойства
Для прутка диаметром 15 мм в справочных данных указаны предел кратковременной прочности 780 МПа, предел текучести 635 МПа, относительное удлинение 11 % и относительное сужение 40 %. Для прутка приведена ударная вязкость KCU 590 кДж/м2 при термической обработке, обозначенной как закалка и отпуск. Для труб по приведённой таблице указано значение предела кратковременной прочности 431 МПа при размере 16 мм.
Твёрдость после отжига по ГОСТ 4543-71 составляет HB 10-1 = 179 МПа, для нагартованного состояния приведено HB 10-1 = 229 МПа, для горячекатаного прутка по ГОСТ 10702-78 163 МПа. Физические свойства зависят от температуры. При 20 °C плотность указана на уровне 7830 кг/м3, модуль упругости первого рода равен 2,16 × 105 МПа, коэффициент линейного расширения составляет 10,5 × 10-6 1/°C, теплопроводность 42 Вт/(м·°C).
| Температура, °C | Модуль упругости, 105 МПа | Теплопроводность, Вт/(м·°C) | Плотность, кг/м3 |
|---|
| 20 | 2,16 | 42 | 7830 |
| 100 | 2,13 | 42 | 7810 |
| 200 | 1,98 | 41 | 7780 |
| 300 | 1,93 | 40 | не указана |
| 400 | 1,81 | 38 | 7710 |
| 500 | 1,71 | 36 | не указана |
| 600 | 1,65 | 33 | 7640 |
Виды поставки и применение на практике
Материал поставляется в виде поковок, сортового и фасонного проката, листов и полос, труб, а также стальной низкоуглеродистой проволоки. В перечне связанных товарных категорий представлены холоднокатаные и горячекатаные листы, конструкционный лист, круглые стальные прутки, калиброванные прутки, стальной и легированный круг, конструкционный круг, калиброванный круг и электросварная труба.
При подборе продукции сначала сопоставляют требуемый вид проката с нормативным документом, указанным для соответствующей поставки. Для поковок приведён ГОСТ 8479-70. Для сортового и фасонного проката в справочнике перечислены ГОСТ 1133-71, ГОСТ 11474-76, ГОСТ 9234-74, ГОСТ 2590-2006, ГОСТ 2591-2006, ГОСТ 2879-2006, ГОСТ 1051-73, ГОСТ 10702-78, ГОСТ 8560-78, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 7417-75, ГОСТ 4543-71 и ГОСТ 14955-77. Для листов и полос указаны ГОСТ 103-2006, ГОСТ 19903-74, ГОСТ 82-70 и ГОСТ 1577-93.
Для труб в документах приведены ГОСТ 8731-87, ГОСТ 8732-78, ГОСТ 8733-74, ГОСТ 8734-75, ГОСТ 9567-75, ГОСТ 23270-89, ГОСТ 24950-81 и ГОСТ 53383-2009. Для проволоки указан ГОСТ 1526-81. Такой перечень помогает связать форму изделия с нормативной базой и не смешивать показатели, относящиеся к разным состояниям материала, размерам и видам продукции.
Прокат из стали 20Х в каталоге
В каталоге материал встречается в листах холоднокатаных и горячекатаных, листе конструкционном, круглых и калиброванных стальных прутках, стальном калиброванном круге, легированном и конструкционном круге, а также в электросварной трубе. На страницах соответствующих категорий можно уточнить доступный вид продукции и сопоставить его с нормативом, указанным для конкретной поставки.