Круг 20Х 42

Круг стальной марки 20Х, диаметр 42 мм

Основные технические характеристики

Круг стальной диаметром 42 мм изготавливается из легированной конструкционной стали марки 20Х по ГОСТ 4543-71 «Прокат из легированной конструкционной стали». Данный вид металлопроката представляет собой цилиндрический пруток круглого сечения, предназначенный для дальнейшей механической обработки, термообработки и использования в ответственных узлах и деталях машиностроения. Материал обладает высокой прочностью, хорошей прокаливаемостью и повышенной твёрдостью после термической обработки, что делает его востребованным в различных отраслях промышленности.

Химический состав стали 20Х (по ГОСТ 4543-71), %

Сталь марки 20Х относится к группе хромистых сталей с низким содержанием углерода. Её легирование хромом (до 1,35%) значительно улучшает механические свойства, повышает прочность, износостойкость и сопротивление усталости. Химический состав в пересчёте на массовую долю элементов следующий:

• Углерод ©: 0,17–0,24% — обеспечивает твёрдость и прочность после закалки.
• Кремний (Si): 0,17–0,37% — повышает прочность и упругость, способствует раскислению стали.
• Марганец (Mn): 0,50–0,80% — улучшает прокаливаемость и износостойкость, повышает твёрдость.
• Хром (Cr): 0,70–1,00% — ключевой легирующий элемент, увеличивает прочность, твёрдость и коррозионную стойкость.
• Сера (S): не более 0,035% — вредная примесь, снижающая пластичность и вязкость.
• Фосфор (P): не более 0,035% — также вредная примесь, повышающая хрупкость при низких температурах.
• Никель (Ni): не более 0,30% — улучшает вязкость и коррозионную стойкость.
• Медь (Cu): не более 0,30% — не оказывает значительного влияния, но может присутствовать как примесь.
• Остальные элементы (As, Sn, Sb и др.): в допустимых следовых количествах, не влияющих на свойства.

Механические свойства (после улучшения — закалка + высокий отпуск)

Механические характеристики стали 20Х определяются после термической обработки, которая включает закалку в масло с последующим высоким отпуском. В таком состоянии сталь достигает оптимального сочетания прочности и вязкости. Нормативные значения по ГОСТ 4543-71:

• Временное сопротивление разрыву (?в): не менее 785 МПа
• Предел текучести (?т): не менее 588 МПа
• Относительное удлинение (?5): не менее 10%
• Относительное сужение (?): не менее 50%
• Ударная вязкость (KCU при +20?°C): не менее 59 Дж/см?

После цементации и закалки поверхность детали приобретает высокую твёрдость (до 58–62 HRC), в то время как сердцевина остаётся вязкой (твердость сердцевины — 25–35 HRC). Это делает сталь идеальной для изготовления деталей, работающих в условиях повышенного износа и динамических нагрузок.

Физические свойства стали 20Х

• Плотность: 7,85 г/см?
• Модуль упругости (Е): 210 ГПа
• Коэффициент линейного расширения (?): 11,5·10?? 1/°C (в диапазоне 20–100?°C)
• Теплопроводность (?): 43 Вт/(м·°C) при 100?°C
• Удельная теплоёмкость (с): 477 Дж/(кг·°C) при 20?°C
• Электрическое сопротивление (?): 0,22 мкОм·м
• Температура плавления: около 1460–1500?°C

Физические свойства обеспечивают стабильность размеров при изменении температуры, хорошую теплопроводность и умеренное тепловое расширение, что важно при эксплуатации в условиях переменных температурных режимов.

Технологические свойства

• Свариваемость: ограниченно свариваемая. Перед сваркой требуется подогрев до 200–300?°C, после сварки — термическая обработка (отжиг). Применяются методы дуговой, контактной и электрошлаковой сварки.
• Обрабатываемость резанием: в отожжённом состоянии — удовлетворительная, в улучшенном — затруднена из-за высокой твёрдости. Рекомендуется использовать твёрдосплавные и керамические резцы.
• Обработка давлением: хорошо деформируется в горячем состоянии. Прокатка, штамповка, ковка осуществляются в диапазоне температур 1200–800?°C.
• Склонность к отпускной хрупкости: средняя. При отпуске в интервале 450–550?°C может проявляться хрупкость, поэтому рекомендуется быстрое охлаждение после отпуска.
• Прокаливаемость: средняя. Обеспечивает прокалённость на глубину до 8–10 мм при диаметре до 40 мм. При диаметре 42 мм — поверхностная закалка или цементация предпочтительнее.

Вес и расчётные данные

• Диаметр круга: 42 мм (0,042 м)
• Площадь поперечного сечения:
  ??r2=3.1416?(0.021)2=0.001385 м2
• Объём 1 метра прутка:
  V=S?L=0.001385 м2?1 м=0.001385 м3
• Масса 1 метра погонного:
  m=??V=7850 кг/м3?0.001385 м3=10.87 кг

Таким образом, масса одного погонного метра круга диаметром 42 мм из стали 20Х составляет 10,87 кг.

• Количество погонных метров в одной тонне (1000 кг):
  $N=1000/10.87?91.99м$

Следовательно, в одной тонне содержится примерно 92 погонных метра круга указанного диаметра.

Область применения

Круг из стали 20Х диаметром 42 мм широко применяется в машиностроении, особенно в производстве деталей, подвергающихся высоким контактным напряжениям и динамическим нагрузкам. Благодаря возможности цементации и последующей термообработки, из него изготавливают:

• Шестерни и зубчатые колёса — в коробках передач, редукторах, промышленных механизмах.
• Валы и оси — особенно шлицевые, коленчатые и распределительные валы.
• Пальцы, штифты, цапфы — в узлах подшипников и шарниров.
• Кулачки и эксцентрики — в приводных механизмах.
• Болты и шпильки повышенной прочности — при необходимости высокой усталостной прочности.
• Детали тракторной и сельскохозяйственной техники — работающие в условиях абразивного износа.
• Элементы авиационного и железнодорожного транспорта — в узлах, где требуется сочетание прочности и износостойкости.

Также сталь 20Х используется в производстве инструмента, работающего при повышенных нагрузках, например, штампов, матриц и пуансонов.

Особенности термической обработки

Для достижения оптимальных свойств круг из стали 20Х подвергается следующим видам термообработки:

1. Отжиг: при температуре 860–880?°C с медленным охлаждением в печи. Цель — снятие внутренних напряжений, улучшение обрабатываемости.
2. Нормализация: при 880–900?°C с охлаждением на воздухе. Улучшает структуру, повышает однородность.
3. Цементация: при 900–950?°C в насыщающей среде (твердой, газовой или жидкостной) в течение 4–8 часов. Обеспечивает насыщение поверхности углеродом до 0,8–1,0%.
4. Закалка: после цементации — при 800–820?°C с охлаждением в масле.
5. Отпуск: при 150–200?°C для снятия внутренних напряжений без потери твёрдости.

После такой обработки твёрдость поверхности достигает 58–62 HRC, а сердцевина сохраняет вязкость и пластичность.

Качество и контроль

Круг из стали 20Х проходит строгий контроль качества:

• спектральный анализ химического состава;
• испытания на растяжение, удар, твёрдость;
• контроль макро- и микроструктуры;
• проверка на отсутствие поверхностных дефектов (трещины, закаты, плены).

Продукция соответствует требованиям ГОСТ 4543-71, а также международным аналогам — DIN 1.7131, AISI 5120, SAE 5120.

Условия хранения и транспортировки

Круг стальной должен храниться в сухих, проветриваемых помещениях, защищённых от атмосферных осадков. При длительном хранении рекомендуется нанесение антикоррозионной смазки. Транспортировка осуществляется в упаковке, предотвращающей механические повреждения и коррозию.

Данный товар можно приобрести в ООО Металлотрейд — надёжном поставщике качественного металлопроката. У нас вы найдёте круги из стали 20Х в различных диаметрах, с гарантией соответствия стандартам и точностью геометрических параметров. Мы работаем как с оптовыми, так и с розничными заказами, обеспечивая быструю доставку по России и СНГ.

Позвоните нам уже сегодня по телефону +7(863)220-90-10 или +7(495)792-05-58, чтобы получить консультацию специалиста, уточнить наличие на складе, заказать образцы или оформить поставку. Наши менеджеры помогут подобрать оптимальный режим термообработки, рассчитать необходимый объём и предложат выгодные условия сотрудничества.

ООО Металлотрейд — ваш надёжный партнёр в мире металла