Особенности стали 20ХГНМ
Марка 20ХГНМ — хромоникельмарганцевый состав с включением молибдена. Категория — среднелегированная сталь.
Материал ценят за лучшее сочетание износостойкости, вязкости и высокой прочности. Конструкции выдерживают длительные динамические и статические напряжения. Диапазон рабочих температур: от -70 до +450 0C.
Замена основной марки — отечественная разработка: 20ХГСНМ.
Аналогичные составы популярны во всем мире. В Финляндии выпускают марку 21NiCrMo2, Америке — K12147, G86200, 8620, 8620H, 8617H, 8617, Польше — 20HNMA и 20HNM, Китае — G20CrNiMo, 20CrNiMoH.
Материал 20ХГНМ относят к классу конструкционных легированных сталей.
Требования к прокату перечислены в регламенте № 4543-2016.
Вхождение химических элементов в состав 20ХГНМ
Расшифровка марки стали: углерода — 0,2%, легированных элементов — хрома (Х), марганца (Г), никеля (Н) и молибдена (М) — менее 1%. Массовая доля железа в составе — около 97%.
| C | P | Si | Ti | Ni | V | Cu | S | Cr | Mn | W | Mo |
| 0,18 - 0,23 | 0,035 | 0,17 - 0,37 | 0,03 | 0,4 - 0,7 | 0,05 | 0,30 | 0,035 | 0,4 - 0,7 | 0,7 - 1,1 | 0.20 | 0,15 - 0,25 |
| Углерод | Фосфор | Кремний | Титан | Никель | Ванадий | Медь | Сера | Хром | Марганец | Вольфрам | Молибден |
Удельный вес: 7800 кг/м3.
Характеристик сплава 20ХГНМ
Потребителю отправляют сортовой прокат в отожженном состоянии. Рекомендуемый режим термообработки:
- закалка в масле при T = 860 0C;
- отпуск при T = 150-200 0C;
- охлаждение стали на воздухе.
Механические свойства образца d = 25 мм, прошедшего перечисленные операций, представлены в таблице.
| σв | σт | ψ | δ5 | HRC | HB | KCU |
| 1180-1570 | 930 | - | 7 | - | - | 590 |
| МПа | % | - | кДж/м2 |
Технологичность стали 20ХГНМ
Материал относят к трудносвариваемым сплавам. Чтобы предупредить дефекты, используют приемы:
- Для устранения непроваров при ЭШС применяют электроды с низкой температурой плавления.
- Меньше вероятность появления надрывов, когда сваривают сталь 20ХГНМ при повышенном напряжении.
- Чтобы предупредить образование холодных трещин, места соединений подогревают до T = 15-350 0C. Рекомендация относится к прямым и кольцевым швам.
Способы обработки металла: горячее прокатывание, ковка, калибровка.
Чтобы улучшить структуру, проводят нитроцементацию или цементацию. Сплав помещают в печь с газом и аммиаком. Рабочий режим: T = 700-950 0C. При высокой температуре происходит диффузия: насыщение верхнего слоя аммиаком. По сравнению с сердцевиной, прочность поверхности выше.
Применение стали 20ХГНМ
Форма поставки — сортовой и фасонный прокат: квадрат, круг, шестигранник.
Из металла изготавливают упрочненные конструкции: детали рулевого управления автомобильного транспорта, коробки передач.
Примеры продукции: червяки, валы, втулки, оси.
