Общие сведения

 

Заменитель
стали: 20ХГНР, 15ХГН2ТА, 20ХГНТР.
Вид поставки
Сотовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 4543-71, ГОСТ 2590-71, ГОСТ 2591-71, ГОСТ 2879-69. Калиброванный пруток ГОСТ 7417-75, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78, ГОСТ 1051-73. Шлифованный пруток и серебрянка ГОСТ 14955-77. Полоса ГОСТ 103-76. Поковки и кованые заготовки ГОСТ 1133-71. Трубы ОСТ 14-21-77.
Назначение
Шестерни, вал-шестени, пальцы и другие цементируемые, особо ответственные, высоконагруженные детали, к которым предъявляются требования высокой прочности, пластичности и вязкости сердцевины и высокой поверхностной твердости, работающие под действием ударных нагрузок и при отрицательных температурах.

 

Химический состав

 

Химический элемент
%
Кремний (Si) 0.17-0.37
Медь (Cu), не более 0.30
Марганец (Mn) 0.30-0.60
Никель (Ni) 3.25-3.65
Фосфор (P), не более 0.025
Хром (Cr) 1.25-1.65
Сера (S), не более 0.025

 

Механические свойства

Механические свойства при повышенных температурах

t испытания, °C s0,2, МПа sB, МПа d5, % y, %
Образец диаметром 10 мм, длиной 50 мм, кованый и отожженный. Скорость деформирования 5 мм/мин. Скорость деформации 0,002 1/с.
700  63  120  56  78 
800  45  56  64  95 
900  36  56  58  100 
1000  22  37  63  100 
1100  20  27  59  100 
1150  16  26  65  100 
1220  16  22  71  100 

Механические свойства в зависимости от температуры отпуска

t отпуска, °С s0,2, МПа sB, МПа d5, % y, % KCU, Дж/м2
Закалка 840 °С, масло.
200  1360  1500  56  120 
300  1280  1400  60  100 
400  1140  1300  63  120 
500  970  1170  10  67  220 
600  790  1000  11  72  235 

Механические свойства в зависимости от сечения

Сечение, мм s0,2, МПа sB, МПа d5, % y, % KCU, Дж/м2 HB
Закалка, отпуск
30  820  940  12  50  80  277 
50  820  940  12  50  70  277 
80  820  940  12  50  70  269 
120  780  900  12  50  60  262 
160  760  880  12  50  60  262 
200  740  860  12  50  60  262 
240  720  860  12  50  60  255 

Механические свойства прутка

Термообработка, состояние поставки Сечение, мм s0,2, МПа sB, МПа d5, % y, % KCU, Дж/м2 HB HRCэ
Закалка 860 °С, масло. Закалка 780 °С, масло. Отпуск 180 °С, воздух или масло.  15  1080  1270  45  78     
Цементация 900-920 °С, воздух. Закалка 780-810 °С, масло. Отпуск 180-200 °С, воздух.  50  1050  1220  12  45  118  360  57-64 
Цементация 920-950 °С. Нормализация 900-920 °С, воздух или закалка 880-920 °С, масло. Отпуск 630-660 °С, воздух. Закалка 780-820 °С, масло. Отпуск 150-200 °С, воздух.  150  830  1080  35  78  321-420  57-64 

Технологические свойства

 

Температура ковки
Начала 1200, конца 800. Сечения до 100 мм охлаждаются на воздухе, 101-350 мм — в яме.
Свариваемость
трудносвариваемая. Способы сварки: РДС, АДС под флюсом, ЭШС. Необходимы подогрев и последующая термообработка.
Обрабатываемость резанием
После нормализации и отпуска при НВ 259 sB = 880 МПа Ku тв.спл. = 0.72, Ku б.ст. = 0.63 [100].
Склонность к отпускной способности
малосклонна
Флокеночувствительность
чувствительна

 

Температура критических точек

 

Критическая точка
°С
Ac1
710
Ac3
800
Ar1
640

 

Ударная вязкость

Ударная вязкость, KCU, Дж/см2

 

Состояние поставки, термообработка
+20
-20
-40
-70
Закалка 820 С, масло. Отпуск 500 С.
147
147
157
Образцы продольные из поковки (Закалка 880 С, масло. Закалка 780 С, масло. Отпуск 200 С)
65
61
63
62
Образцы поперечные из поковки (Закалка 880 С, масло. Закалка 780 С, масло. Отпуск 200 С)
32
33
35
30

 

Предел выносливости

 

s-1, МПа
t-1, МПа
sB, МПа
s0,2, МПа
Термообработка, состояние стали
 617
 372
 1220
 1050
НВ 360 
 333
 230
 730
 610
НВ 238 
 382
 
 960
 680
НВ 322 
 421
 
 940
 850
 

 

Прокаливаемость

Нормализация 850 С. Закалка 840 С. Твердость для полос прокаливаемости HRCэ.

 

Расстояние от торца, мм / HRC э
 3
 5
 10
 15
 20
 30
 40
 50
 60
 41.5-49.5
 40.5-48.5
 35.5-45.5
 31-40
 28-36.5
 25-33
 23.5-31
 23-30.5
 22.5-30.5

 

 

Физические свойства

 

 

Температура испытания, °С
20 
100 
200 
300 
400 
500 
600 
700 
800 
900 
Модуль нормальной упругости, Е, ГПа
203 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Плотность, pn, кг/см3
7850 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Коэффициент теплопроводности Вт/(м ·°С)
 
24 
 
 
18