Главная  >  Справочник  >  Сталь конструкционная легированная 20ХГНР

Сталь конструкционная легированная 20ХГНР: описание, свойства, применение

Сталь 20ХГНР: Оптимальный выбор для ответственных конструкций

Сталь 20ХГНР относится к категории конструкционных легированных сталей и выделяется среди аналогов благодаря уникальному сочетанию прочности, вязкости и свариваемости. Эти характеристики делают её незаменимой при изготовлении деталей, работающих в условиях высоких нагрузок, знакопеременных напряжений и низких температур. Широкое применение сталь 20ХГНР нашла в машиностроении, авиастроении, судостроении и других отраслях промышленности, где требуется высокая надежность и долговечность конструкций.

Свойства стали 20ХГНР

Сталь 20ХГНР обладает рядом ценных свойств, обусловленных её химическим составом и технологией производства:

• Высокая прочность: Обеспечивает устойчивость к разрушению под действием статических и динамических нагрузок.
• Ударная вязкость: Гарантирует сопротивление хрупкому разрушению при низких температурах и ударных воздействиях.
• Свариваемость: Позволяет создавать сложные конструкции методом сварки без потери прочности и надежности.
• Прокаливаемость: Обеспечивает получение равномерных механических свойств по сечению детали после термической обработки.
• Износостойкость: Повышает срок службы деталей, работающих в условиях трения и абразивного износа.
• Коррозионная стойкость: Устойчивость к атмосферной коррозии и воздействию слабоагрессивных сред.

Химический состав стали 20ХГНР (ГОСТ 4543-71)

Химический состав стали 20ХГНР строго регламентируется ГОСТ 4543-71 и определяет её основные свойства.

Элемент	Содержание, %
Углерод (C)	0.17 - 0.23
Кремний (Si)	0.17 - 0.37
Марганец (Mn)	0.70 - 1.00
Никель (Ni)	1.25 - 1.75
Хром (Cr)	0.80 - 1.10
Медь (Cu)	до 0.30
Сера (S)	до 0.025
Фосфор (P)	до 0.025

Расшифровка обозначения стали 20ХГНР:

• 20: Указывает на среднее содержание углерода в сотых долях процента (0.20%).
• Х: Обозначает наличие хрома в стали.
• Г: Обозначает наличие марганца в стали.
• Н: Обозначает наличие никеля в стали.
• Р: Обозначает наличие бора в стали (буква отсутствует, если бор отсутствует).

Механические свойства стали 20ХГНР (ГОСТ 4543-71)

Механические свойства стали 20ХГНР зависят от режима термической обработки и формы проката. Приведенные ниже значения являются типичными для стали после закалки и отпуска.

Свойство	Значение
Предел прочности (σв), МПа	830-980
Предел текучести (σт), МПа	680-830
Относительное удлинение (δ5), %	18-22
Относительное сужение (ψ), %	50-60
Ударная вязкость (KCU), Дж/см²	78-98
Твердость по Бринеллю (HB), не более	241

Физические свойства стали 20ХГНР:

Свойство	Значение
Плотность (ρ), кг/м³	7850
Модуль упругости (E), ГПа	206-216
Коэффициент линейного расширения (α), 1/°C (20-100°C)	11.8 x 10⁻⁶
Теплопроводность (λ), Вт/(м·°C)	44-49
Удельная теплоемкость (c), Дж/(кг·°C)	460-480
Магнитные свойства	Ферромагнитная
Температура ковки, °С	1200-850

Сферы применения стали 20ХГНР

Благодаря своим превосходным механическим свойствам и свариваемости, сталь 20ХГНР нашла широкое применение в различных отраслях промышленности:

• Машиностроение:
  • Изготовление шестерен, валов, осей, зубчатых колес, кулачков, крепежных деталей и других элементов, работающих при высоких нагрузках и знакопеременных напряжениях.
  • Производство деталей двигателей внутреннего сгорания, трансмиссий, редукторов и других узлов, требующих высокой прочности и износостойкости.
  • Изготовление инструментов и оснастки для металлообрабатывающего оборудования.
• Авиастроение:
  • Производство деталей шасси, крыльев, фюзеляжа и других элементов конструкции самолетов и вертолетов.
  • Изготовление деталей двигателей и систем управления полетом.
• Судостроение:
  • Изготовление деталей корпусов судов, валов, гребных винтов и других элементов, работающих в условиях воздействия морской воды и высоких нагрузок.
  • Производство деталей судовых двигателей и механизмов.
• Нефтегазовая промышленность:
  • Изготовление деталей бурового оборудования, трубопроводов и других элементов, работающих в условиях высоких давлений и агрессивных сред.
• Энергетика:
  • Производство деталей турбин, генераторов и другого оборудования электростанций.
• Транспортное машиностроение:
  • Производство осей, валов, шестерен и других деталей железнодорожного транспорта и автомобилей.

Виды металлопроката из стали 20ХГНР

Сталь 20ХГНР поставляется в различных видах металлопроката, что позволяет использовать её для изготовления широкого спектра деталей и конструкций:

• Сортовой прокат: Круг, квадрат, полоса, шестигранник (ГОСТ 2590-2006, ГОСТ 2591-2006, ГОСТ 103-2006, ГОСТ 8560-78).
• Листовой прокат: Листы и плиты (ГОСТ 1577-93).
• Трубный прокат: Бесшовные трубы (ГОСТ 8732-78, ГОСТ 8734-75).
• Поковки и штамповки: (ГОСТ 8479-70).

ГОСТы, регламентирующие сталь 20ХГНР и металлопрокат из неё:

• ГОСТ 4543-71 Сталь легированная конструкционная. Марки.
• ГОСТ 2590-2006 Прокат сортовой стальной горячекатаный круглый. Сортамент.
• ГОСТ 2591-2006 Прокат сортовой стальной горячекатаный квадратный. Сортамент.
• ГОСТ 103-2006 Прокат сортовой стальной горячекатаный полосовой. Сортамент.
• ГОСТ 8560-78 Прокат сортовой стальной горячекатаный шестигранный. Сортамент.
• ГОСТ 1577-93 Прокат толстолистовой и широкополосный из конструкционной качественной стали. Общие технические условия.
• ГОСТ 8732-78 Трубы стальные бесшовные горячедеформированные. Сортамент.
• ГОСТ 8734-75 Трубы стальные бесшовные холоднодеформированные. Сортамент.
• ГОСТ 8479-70 Поковки из конструкционной легированной стали. Общие технические условия.

Операции в цехах, использующие сталь 20ХГНР:

Сталь 20ХГНР широко используется в различных цехах металлообрабатывающих предприятий, где проходят следующие этапы обработки:

• Заготовительный цех: Резка проката на заготовки требуемого размера (ленточнопильные станки, гильотины, плазменная резка).
• Механический цех: Обработка заготовок на металлорежущих станках (токарные, фрезерные, сверлильные, шлифовальные) для придания им окончательной формы и размеров.
• Термический цех: Закалка и отпуск для повышения прочности, твердости и износостойкости деталей.
• Сварочный цех: Сварка деталей из стали 20ХГНР для создания сварных конструкций.
• Кузнечный цех: Изготовление поковок и штамповок различной формы и размеров.
• Инструментальный цех: Изготовление штампов, пресс-форм и другого инструмента, используемого для обработки металла.
• Контроль качества: Проверка соответствия деталей и конструкций требованиям чертежей и стандартов (измерение размеров, контроль твердости, ультразвуковой контроль, рентгенографический контроль).

Заключение

Сталь 20ХГНР - это надежный и универсальный материал, который обеспечивает высокую прочность, вязкость и свариваемость конструкций. Благодаря своим уникальным свойствам, она является оптимальным выбором для широкого спектра применений в различных отраслях промышленности. Правильный выбор стали 20ХГНР и соблюдение технологии её обработки гарантируют долговечность и надежность изготавливаемых деталей и конструкций.