Общие сведения

 

Заменитель
стали: 15Х2ГН2ТРА, 20Х2Н4А.
Вид поставки
Сотовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 4543-71, ГОСТ 2590-71, ГОСТ 2591-71, ГОСТ 2879-69, ГОСТ 10702-78. Калиброванный пруток ГОСТ 10702-78, ГОСТ 4543-71, ГОСТ 7417-75, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78, ГОСТ 1051-73. Шлифованный пруток и серебрянка ГОСТ 4543-71, ГОСТ 14955-77. Полоса ГОСТ 103-76. Поковки и кованые заготовки ГОСТ 4543-71, ГОСТ 1133-71, ГОСТ 8479-70 . Трубы ОСТ 14-21-77.
Назначение
В цементованном и уличшенном состоянии применяется для ответственных деталей, к которым предъявляются требования высокой прочности, вязкости и износостойкости, а также для деталей, подвергающихся высоким вибрационным и динамическим нагрузкам. Сталь может применяться при температуре от -70 до 450°С.

 

Химический состав

 

Химический элемент
%
Кремний (Si) 0.17-0.37
Медь (Cu), не более 0.30
Молибден (Mo) 0.30-0.40
Марганец (Mn) 0.25-0.55
Никель (Ni) 4.00-4.40
Фосфор (P), не более 0.025
Хром (Cr) 1.35-1.65
Сера (S), не более 0.025

 

Механические свойства

Механические свойства

Термообработка, состояние поставки Сечение, мм s0,2, МПа sB, МПа d5, % y, % KCU, Дж/м2 HB HRCэ
Пруток. Закалка 950 °С, воздух. Закалка 860 °С, воздух. Отпуск: 200 °С, воздух или масло
  15  835  1130  12  50  98     
Пруток. Закалка 950 °С, воздух. Закалка 860 °С, воздух. Отпуск: 550 °С, воздух или масло
  15  785  1030  12  50  118     
Поковки. Закалка. Отпуск.
КП 685  300-500  685  835  11  33  39  262-311   
КП 735  100-300  735  880  12  35  49  277-321   
КП 785  <100  785  930  12  40  59  293-331   
Отжиг 890-910 °С, охлаждение с печью
  300  390  620  10  25    265   
Нормализация 920-980 °С, воздух. Отпуск 630-680 °С, воздух.
    590  780    60    197-269   
Цементация 920-950 °С. Нормализация 900-950 °С, воздух. Закалка 900-950 °С, масло. Отпуск (двойной) 630-650 °С, воздух.
  80  1270  1370  12    88  321-400  57 

Механические свойства при повышенных температурах

t испытания, °C s0,2, МПа sB, МПа d5, % y, % KCU, Дж/м2
Закалка 880 °С, масло. Отпуск 560 °С
20  1090  1240  12  61  127 
200  1060  1190  12  60  137 
300  1050  1200  114  64  118 
400  960  1060  14  69  108 
500  810  880  14  70  98 
550  710  750  16  73  108 
Образец диаметром 6 мм, длиной 30 мм, прокатанный. Скорость деформирования 16 мм/мин. Скорость деформации 0,009 1/с.
700  225  265  31  69   
800  73  130  35  34   
900  55  79  22  23   
1000  41  55  31  36   
1100  24  36  63  100   
1200  20  25  46  100   

Механические свойства в зависимости от температуры отпуска

t отпуска, °С s0,2, МПа sB, МПа d5, % y, % KCU, Дж/м2
Закалка 850 °С, масло.
200  1170  1470  12  64  114 
300  1140  1390  12  64  98 
400  1040  1280  12  63  86 
500  950  1180  13  66  92 
600  710  940  19  73  183 

Механические свойства в зависимости от сечения

Термообработка, состояние поставки Сечение, мм s0,2, МПа sB, МПа d5, % y, % KCU, Дж/м2 HRCэ
Закалка 860 °С, масло. Отпуск 200 °С
Место вырезки образца — центр  40  1070  1300  14  69  150  43 
Место вырезки образца — центр  60  1110  1250  15  62  140  41 
Место вырезки образца — 1/2R  80  1130  1250  12  54  170  42 
Место вырезки образца — 1/2R  100  1100  1230  15  63  160  40 
Место вырезки образца — 1/3R  120  1090  1220  13  60  160  41 
Закалка 860 °С, вода. Отпуск 200 °С
Место вырезки образца — центр  40  1220  1420  13  66  110  45 
Место вырезки образца — центр  60  1280  1420  13  61  120  45 
Место вырезки образца — 1/2R  80  1250  1390  12  45  150  45 
Место вырезки образца — 1/2R  100  1210  1360  13  57  130  44 
Место вырезки образца — 1/3R  120  1240  1340  12  42  140  41 

Технологические свойства

 

Температура ковки
Начала 1200, конца 800. Охлаждение медленное до 150 С с последующим высоким отпуском не позднее 4-6 ч.
Свариваемость
трудносвариваемая. Способы сварки: РДС, АДС под флюсом, ЭШС. Необходимы подогрев и последующая термообработка.
Обрабатываемость резанием
при НВ 277-321 sB = 880 МПа Ku тв.спл. = 0.72, Ku б.ст. = 0.63.
Склонность к отпускной способности
не склонна
Флокеночувствительность
чувствительна

 

Температура критических точек

 

Критическая точка
°С
Ac1
700
Ac3
810
Ar3
400
Ar1
350
Mn
336

 

Ударная вязкость

Ударная вязкость, KCU, Дж/см2

 

Состояние поставки, термообработка
+20
-20
-40
-60
Закалка 850 С, масло. Отпуск 170 С, воздух.
143
134
130
114
Закалка 880 С, масло. Отпуск 560 С. бв = 1310 МПа.
108
88

 

Предел выносливости

 

s-1, МПа
t-1, МПа
n
sB, МПа
s0,2, МПа
Термообработка, состояние стали
 540
 
 5Е+6
 1360
 1070
Закалка 850 С, масло. Отпуск 180 С. 
 475
 
 5Е+6
 1220
 1140
Закалка 850 С, масло. Отпуск 400 С. 
 540
 228
 5Е+6
 1270
 
 
 470
 226
 5Е+6
 910
 
 
 696
 
 
 1230
 1110
НВ 383 
 774
 
 
 1300
 1180
НВ 404 

 

Прокаливаемость

 

Расстояние от торца, мм / HRC э
 1.5
 9
 11
 15
 20
 25
 30
 40
 50
 40.5-48.5
 40.5-48.5
 39.5-47.5
 39.5-47.5
 38.5-46.5
 37.5-46.5
 36.5-45.5
 35-45.5
 32-44.5

Физические свойства

Температура испытания, °С
20 
100 
200 
300 
400 
500 
600 
700 
800 
900 
Модуль нормальной упругости, Е, ГПа
200 
165 
141 
 
139 
 
 
 
 
 
Плотность, pn, кг/см3
7950 
7930 
7900 
7860 
7830 
7800 
7760 
 
 
 
Коэффициент теплопроводности Вт/(м ·°С)
 
36 
36 
35 
35 
34 
33 
32 
30 
 
Температура испытания, °С
20- 100 
20- 200 
20- 300 
20- 400 
20- 500 
20- 600 
20- 700 
20- 800 
20- 900 
20- 1000 
Коэффициент линейного расширения (a, 10-6 1/°С)
11.7 
12.2 
12.7 
13.1 
13.5 
13.9