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 | 7 | 56 | 120 |
| 300 | 1280 | 1400 | 7 | 60 | 100 |
| 400 | 1140 | 1300 | 7 | 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 | 9 | 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 | 9 | 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 |
| 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 | | | | | |
