Модуль упругости стали 20: Страница не найдена
alexxlab | 10.02.2023 | 0 | Разное
Сталь 20Х – легированные стали
- Металлургия России
- Сортамент стали
- Легированные стали
- Сталь 20Х
Документ: ГОСТ 4543-71
Плотность | 7830 кг/м.куб. |
Назначение | втулки, шестерни, обоймы, гильзы, плунжеры – детали, работающие в условиях износа при трении; детали, к которым предъявляются требования высокой поверхностной твердости |
Модуль упругости | E=216000 МПа |
Модуль сдвига | G=83000 МПа |
Свариваемость | сваривается без ограничений (кроме химико-термически обработанных деталей).![]() |
KVmet | 0.850 |
Xmat | 0.100 |
Kshl | 0.900 |
Температура ковки | Начала 1260, конца 760. Заготовки сечением до 200 мм охлаждаются на воздухе, 201-700 мм подвергаются низкотемпературному отжигу. |
Химический состав | Кремний:0.17-0.37, Марганец:0.50-0.80, Медь:0.30, Никель:0.30, Сера:0.035, Углерод:0.17-0.23, Фосфор:0.035, Хром:0.70-1.00, |
Склонность к отпускной способности | не склонна |
Механические характеристики | ||||||
Состояние | dв, Н/мм2 | d0,2, Н/мм2 | χ, % | ∆, % | НВ | Доп. |
закалка 780гр(вода),отпуск 180гр(возд) | 650 | 400 | 40 | 13 | 197 | |
закалка 880гр(вода),отпуск180гр(возд) | 800 | 650 | 40 | 11 | н/д | |
Нормализация | 390 | 195 | 55 | 26 | 179 | |
Нормализация | 390 | 195 | 50 | 23 | 179 | |
Нормализация | 390 | 195 | 45 | 20 | 179 | |
Закалка и отпуск | 780 | 635 | 40 | 11 | 207 |
Условные обозначения:
dв | Временное сопротивление (предел прочности при разрыве) |
dи | Предел прочности при изгибе |
d0,2 | Условный предел текучести с допуском на величину пластической деформации при нагружении 0,2% |
НВ | Твердость по Бринеллю |
Механические свойства конструкционных и нержавеющих сталей :: HighExpert.

Используемые в машиностроении стали делятся на конструкционные (углеродистые и легированные) и высоколегированные нержавеющие. Марка конструкционной углеродистой стали содержит двузначное число, обозначающее среднее содержание углерода в сотых долях процента. В обозначении марок конструкционной легированной стали (ГОСТ 4543) первые две цифры указывают среднее содержание углерода в сотых долях процента, а буквы за цифрами обозначают: Р – бор, Ю – алюминий, С – кремний, Т – титан, Ф – ванадий, Х – хром, Г – марганец, Н – никель, М – молибден, В – вольфрам. Цифры после буквы указывают примерное процентное содержание легирующего элемента в целых единицах процента; отсутствие цифр означает, что в стали содержится до 1,5% этого легирующего элемента. В конце наименования марки высококачественной стали ставится буква А. У особо высококачественной стали в конце обозначения марки стоит через три тире буква Ш. В марках Цифры, стоящие в наименовании марки после букв, указывают, так же как и в наименовании марок конструкционных сталей, процентное содержание легирующего элемента.
Основные характеристики механических свойств сталей:
- E – модуль упругости – коэффициент пропорциональности между нормальным напряжением и относительным удлинением;
- G – модуль сдвига (модуль касательной упругусти) – коэффициент пропорциональности между касательным напряжением и относительным сдвигом;
- μ – коэффициент Пуассона – абсолютное значение отношения поперечной деформации к продолной в упругой области;
- σт – предел текучести (условный) – напряжение при котором остаточная деформация после снятия нагрузки составляет 0,2%;
- σв – временное сопротивление (предел прочности) – прочность на разрыв;
- δ – относительное удлинение – отношение абсолютного остаточного удлинения образца после разрыва к начальной расчётной длине;
- твёрдость (HB, HRC, HV).
E = 200…210 ГПа, G = 77…81 ГПа, коэффициент Пуассона μ = 0,28…0,31.
Наименование | ГОСТ | Параметры термической обработки | Предел прочности σв, МПа | Предел текучести σт, МПа | Твердость |
Сталь 10 | 1050-74 | Сталь калиброванная после отжига и отпуска. | 315-410 | – | HB 143 |
Сталь 20 | 1050-74 | Сталь калиброванная после отжига и отпуска. | 390-490 | – | HB 163 |
Сталь 40 | 1050-74 | После отжига и отпуска. | 590 | – | HB 197 |
Сталь 40Х | 4543-71 | Пруток. Закалка 860 оС , отпуск 500 оС вода или масло. | 590 | 345 | HB 174-217 |
Сталь 20Х13 | 5949-75 | Пруток.![]() | 830 | 635 | HRC 29 |
Сталь 08Х18Н10Т | 5945-75 | Пруток. Закалка и отпуск. | 420-520 | 180-200 | – |
Сталь 12Х18Н10Т | 5945-75 | Пруток. Закалка 1020-1100 оС, воздух, масло или вода. | 510 | 196 | – |
Читать по теме ⇛ Зарубежные нержавеющие стали.
Эластичность, Упругие свойства
Объемные упругие свойства материала определяют, насколько он будет сжиматься при данном внешнем давлении. Отношение изменения давления к относительному объемному сжатию называется объемным модулем сжатия материала.
Репрезентативное значение для массы модуль для стали , а для воды . Величина, обратная объемному модулю, называется сжимаемостью вещества. |
Объемный модуль твердого тела влияет на скорость звука и других механических волн в материале. Это также влияет на количество энергии, хранящейся в твердом материале земной коры. Это накопление упругой энергии может резко высвобождаться при землетрясении, поэтому знание объемных модулей материалов земной коры является важной частью изучения землетрясений. Объемный модуль является фактором, влияющим на скорость сейсмических волн от землетрясений.
Общеизвестно, что вода является несжимаемой жидкостью. Это не совсем верно, на что указывает его конечный объемный модуль, но степень сжатия очень мала. На дне Тихого океана на глубине около 4000 метров давление составляет примерно 4 х 10 7 Н/м 2 . Даже при таком огромном давлении частичное объемное сжатие составляет всего около 1,8%, а для стали — всего около 0,025%. Так что справедливо сказать, что вода почти несжимаемый.
Джон Херманс указывает, что для более точного представления о сжимаемости воды следует учитывать температуру. Причина сжатия 1,8%, которую можно привести выше, заключается в том, что сжимаемость воды при 20°C на поверхности примерно такая же, как сжимаемость на глубине 4000 м, если температура на дне составляет 5°C. Сжимаемость при таком давлении и глубине имеет более высокое значение из-за более низкой температуры, чем она была бы при 20°C. Используя подробные данные о сжимаемости воды из сборника Fine & Millero, можно увидеть, что если бы температура на дне была 5°C, степень сжатия составила бы около 1,82%, а если бы она была 20°C, степень сжатия составила бы около 1,66. %.
°C | Atm | at 400 bars | ||||||
![]() | ||||||||
Другой способ выразить это состоит в том, что если температура на дне составляет 5°C, сжимаемость уменьшится только на 0,9% от поверхности к глубине, тогда как если бы температура на дне также была 20°C, сжимаемость уменьшится примерно на 9,6%.
Интерес Херманса к этой детальной картине сжимаемости проистекает из приложения к сжимаемости подземных вод в недрах Земли. Эти подземные воды могли иметь более высокую температуру, и изменение сжимаемости имеет большое значение для понимания процессов накопления и выделения подземных вод из трещин и пор в горных породах, а также последствий гидроразрыва пласта, землетрясений и т.п. верхняя кора Земли.
Сжимаемость жидкостей |
Ссылка: Fine, R.A. and Millero, FJ, 1973. “Сжимаемость воды как функция температуры и давления”, Journal of Chemical Physics 59(10):5529-5536. дои: 10.1063/1.1679903.
Домашнее задание 1
Домашнее задание 1Стержень Прогиб и деформация
Пример 1) Стальной стержень длиной 1 м
и 20 мм x 20 мм в поперечном сечении подвергается растягивающей силе 40 кН.
Определить удлинение дороги, если модуль упругости стержня
материал 200 ГПа.
Дать: b = 20 мм высота = 20 мм Д = 1 м = 1 000 мм F = 40 кН = 40 000 Н E = 200 ГПа = 200 000 МПа
Запрос: ДЛ = ?
Решение: |
σ = F/A
А = б х ч = 20 х 20 = 400 мм 2
σ = F/A = 40 000/400 = 100 МПа
Е = σ / е
е = ДЛ/Л
E = σ /(DL/L) = σ L/DL 200 000 = 100 x 1 000 / DL DL = 100 x 1 000 / 200 000 = 0,5 мм (Ответ) |
DL = 0,5 мм |
1) Нагрузка 5 кН должна быть
поднимается с помощью стальной проволоки.
2) В эксперименте стальной Было обнаружено, что образец диаметром 13 мм удлиняется на 0,2 мм при длине 200 мм. при воздействии на него растягивающей силы 26,8 кН. Если образец был испытан в области упругости, каково значение модуля Юнга для стали? образец?
3) Стальной стержень длиной 2 м и 150 мм 2 в поперечном сечении подвергается осевой нагрузке 15 кН. Находить удлинение стержня. Примите E = 200 ГПа.
4) Пруток прямой 500 мм длина имеет площадь поперечного сечения 500 мм 2 . Найдите величину сжимающей нагрузки, при которой его длина уменьшится на 0,2 мм. Брать Е для материала стержня 200 ГПа.
Пример 2) Стальной стержень из
сечение сечением 200 мм 2 нагружается, как показано на рисунке.