Сталь
20Х2Н4А
Характеристики стали 20Х2Н4А
Заменитель
Ближайшие аналоги: 18Х2Н4МА, 20Х2Н4, AISI 4340, 34CrNiMo6 (1.6582). Применяется для крупных, высоконагруженных деталей, требующих сочетания высокой прочности, вязкости и прокаливаемости.
Вид поставки
Прутки, поковки, штамповки — в термически обработанном (отожженном или нормализованном) состоянии. Поставляется по ГОСТ 4543-71 для тяжёлого машиностроения, авиации, судостроения, производства крупных шестерен и валов.
Назначение
Высокопрочная легированная конструкционная сталь, улучшаемая термообработкой. Предназначена для изготовления крупных и ответственных деталей, работающих под высокими статическими, динамическими и ударными нагрузками: валы, оси, шестерни, муфты, крепёж, детали гидравлических систем, элементы авиационных и судовых конструкций. Подходит для сечений до 100–150 мм.
Химический состав
| Элемент | Содержание, % |
|---|---|
| Углерод (C) | 0,17–0,23 |
| Кремний (Si) | 0,17–0,37 |
| Марганец (Mn) | 0,30–0,60 |
| Хром (Cr) | 1,25–1,65 |
| Никель (Ni) | 3,50–4,00 |
| Фосфор (P) | ≤ 0,025 |
| Сера (S) | ≤ 0,025 |
| Медь (Cu) | ≤ 0,30 |
Механические свойства (после закалки + высокого отпуска)
| Показатель | Значение |
|---|---|
| Временное сопротивление σв, МПа | 980–1200 |
| Предел текучести σ0,2, МПа | 800–1000 |
| Относительное удлинение δ5, % | ≥ 10 |
| Относительное сужение ψ, % | ≥ 45 |
| Твёрдость (HB) | 280–350 |
| Ударная вязкость KCU, Дж/см² | ≥ 70 |
Технологические свойства
- Свариваемость: ограничена — требует предварительного подогрева (250–350°C) и последующего высокого отпуска. Не рекомендуется для сварных конструкций без термообработки.
- Обрабатываемость резанием: удовлетворительная в отожженном состоянии (HB 200–250), снижается после улучшения.
- Прокаливаемость: очень высокая — критический диаметр в масле до 80–100 мм.
- Не склонна к флокенам — допускается применение в крупных поковках и массивных деталях.
- Никель обеспечивает высокую вязкость и прочность в крупных сечениях.
Температура критических точек, °C
| Ac1 | Ac3 | Ar1 | Ar3 |
|---|---|---|---|
| ~720 | ~800 | ~650 | ~740 |
Ударная вязкость (KCU), Дж/см²
При +20°C — не менее 70 Дж/см²
При -40°C — не менее 45 Дж/см²
Предел выносливости (σ-1), МПа
При симметричном цикле изгиба — ~500 МПа (после улучшения)
Прокаливаемость
Очень высокая. Критический диаметр в масле — до 80–100 мм. Рекомендуемая термообработка: закалка с 850–880°C в масло + высокий отпуск 550–650°C.
Физические свойства
| Показатель | Значение |
|---|---|
| Плотность, кг/м³ | 7850 |
| Температурный коэффициент линейного расширения (20–100°C), 1/°C | 11,5 × 10-6 |
| Теплопроводность (20°C), Вт/(м·°C) | 42 |
| Удельное электросопротивление (20°C), Ом·м | 0,24 × 10-6 |
| Модуль упругости (E), ГПа | 210 |