Доска объявлений

Сталь 20Х – характеристика, химический состав, свойства, твердость

Сталь 20Х

Общие сведения

Заменитель

стали: 15Х, 20ХН, 12ХН2, 18ХГТ.

Вид поставки

Сортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 4543-71, ГОСТ 2590-71, ГОСТ 2591-71, ГОСТ 2879-69, ГОСТ 10702-78. Калиброванный пруток ГОСТ 7414-75, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78, ГОСТ 1051-73. Шлифованный пруток и серебрянка ГОСТ 14955-77. Лист толстый ГОСТ 1577-81, ГОСТ 19903-74. Полоса ГОСТ 82-70, ГОСТ 103-76. Поковки и кованые заготовки ГОСТ 8479-70, ГОСТ 1131-71. Трубы ГОСТ 8732-78, ГОСТ 8733-87, ГОСТ 8734-75, ГОСТ 13663-68.

Назначение

втулки, шестерни, обоймы, гильзы, диски, плунжеры, рычаги и другие цементируемые детали, к которым предъявляется требование высокой поверхностной твердости при невысокой прочности сердцевины, детали, работающие в условиях износа при трении.

Химический состав

Механические свойства

Механические свойства проката

Термообработка, состояние поставки	Сечение, мм	s0,2, МПа	sB, МПа	d5, %	y, %	KCU, Дж/м2	HB	HRCэ
Пруток. Закалка 880 °С, вода или масло; закалка 770-820 °С, вода или масло; отпуск 180 °С, воздух или масло	15	640	780	11	40	59
Сталь нагартованная калиброванная со специальной отделкой без термообработки			590	5	45		207
Пруток. Цементация 920-950 °С, воздух; закалка 800 °С, масло; отпуск 190 °С, воздух.	60	390	640	13	40	49	250	55-63

Механические свойства поковок

Механические свойства в зависимости от температуры отпуска

Технологические свойства

Температура ковки

Начала 1260, конца 760. Заготовки сечением до 200 мм охлаждаются на воздухе, 201-700 мм подвергаются низкотемпературному отжигу.

Свариваемость

сваривается без ограничений (кроме химико-термически обработанных деталей). Способы сварки: РДС, КТС без ограничений.

Обрабатываемость резанием

В горячекатаном состоянии при НВ 131 и sB = 460 МПа Ku тв.спл. = 1.7, Ku б.ст. = 1.3 [81].

Склонность к отпускной способности

не склонна

Флокеночувствительность

малочувствительна

Температура критических точек

Ударная вязкость

Ударная вязкость, KCU, Дж/см²

Состояние поставки, термообработка	+20	-20	-40	-60
Пруток диаметром 115 мм. Закалка. Отпуск.	280-286	280-289	277-287	261-274

Предел выносливости

Прокаливаемость

Закалка 860 С. Твердость для полос прокаливаемости HRCэ.

Физические свойства

[ Назад ]

AISI- P20 Сталь

США ASTM A681, AISI P20 Сталь.

Германия DIN 1.2311/1.2738Ni

474 B92

Номер UNS	Сплав	Номинальный состав. wt %
		C	Mn	S	Si	Cr	Ni	Mo	Cu	Ti	Fe	Others
N02200	Nickel 200	0,08	0,18	0,005	0,18	…	99.5(a)	…	0.13	…	0.20	…
N02201	Nickel 201	0.01	0.18	0.005	0.18	…	99.6(a)	…	0.13	…	0.20	…
N04400	Monel 400	0.15	1.0	0,012	0,25	. ..	66.5(a)	…	31.5	…	1.25	…
N05500	Monel K-500	0.13	0.75	0.005	0.25	…	66.5(a)	…	29.5	0.60	1.00	2.73 Al
N10665	Hastelloy B	0.05 max	1.00	…	1.00	1.00	61.0	28.00	…	…	5.00	2.50 Co
–	Hastelloy D	0.12	0.90	…	9.25	1.00	82.0	…	3.00	…	2.00	1.50 Co
N06600	Inconel 600	0.08	0.50	0.008	0.25	15.50	76.0(a)	. ..	0.25	…	8.00	…
N08800	Inconel 800	0.05	0.75	0.008	0.50	21.00	32.5	…	0.38	0.38	46.0	0.38 Al
N10276	Hastelloy C-276	0.01	0.50	0,020	0,03	15,50	57,0	16,00	…	… 4	4 3,4	4	5; 3,75 Вт’; 0,2 В; 1.25 Co
N06025	Inconel 625	0.05	0.25	0.008	0.25	21.50	61.0(a)	9.0	…	0.20	2.5	0.2 Al ; 3,65 Cb + Ta
N08825	Incoloy 825	0.03	0.50	0.015	0.25	21.50	42.0	3. 0	2.25	0.90	30.0	.
N06030	Hastelloy G	0.03	1.50	0.020	0.50	22.25	44.0	6.5	2.00	…	19.50	0.02 P; 0,50 Вт; 1,25 Со; 2.10 Кб + Та
N08020	20Cb-3	0.04	1.00	0.020	0.50	20.00	34.0	2.5	3.50	…	…	0.02 P; 0,50 CB + TA

UNS №	Alloy	0445	Elongation %	Hardness
				Rockwell	Brinell
N02200	Nickel 200	15	55	35	–	90-120
N02201	Nickel 201	12	50	35	–	90-120
N04400	Monel 400	25	70	35	–	110-149
N05500	Monel K-500	100	140	17	–	265-346
N10665	Hastelloy B-2	51	110	40	C22	–
–	Hastelloy D-205	49	114	57	C30-39	–
N06600	Inconel 600	30	80	35	–	120-170
N08800	Inconel 800	30	75	30	–	120-184
N10276	HASTELLOY C-276	60	115	50	184
N06025
. 0034	–	180
N08825	Incoloy 825	35	85	30	–	120-180
N06030	Hastelloy G-30	51	100	56	–	–
N08020	20Cb-3	35	80	30	B84-90	160

UNS Number	Specification	Composition(s), %
		C	Mn	P (max)	S (min)	Si	Cr	V ( max)	Mo (max)	N (max)	NI	Al	Cb
K11522	ASTM A335/P1	0.10-0.20	0. 30-0.80	0.025	0,025	0.10-0.50	–	–	0.44-0.65	–	–	–	–
K11547	ASTM A335/P2	0.10-0.20	0.30-0.61	0.025	0.025	0.10-0.30	0.50-0.81	–	0.44-0.65	–	–	–	–
K41545	ASTM A335/P5	0.15max	0.30-0.60	0.025	0.025	0.50max	4.00-6.00	–	0.44-0.65	–	–	–	–
S50400	ASTM A335/ P9	0.15max	0.30-0.60	0.025	0.025	0.50-1.00	8.00-10.00	–	0.90-1.10	–	–	–	–
K11597	ASTM A335/P11	0. 05-0.15	0.30-0.60	0.025	0.025	0.50-1.00	1.00-1.50	–	0.44-0.65	–	–	–	–
K11562	ASTM A335/P12	0.05-0.15	0.30-0.60	0.025	0.025	0.50max	0.80-1.25	–	0.44-0.65	–	–	–	–
K21590	ASTM A335/P22	0.05-0.15	0.30-0.60	0.025	0.025	0.50max	1.90-2.60	–	0.87-1.13	–	–	–	–
K	ASTM A335/P91	0.08-0.12	0.30-0.60	0.020	0.010	0.20-0.50	8.00-9.50	0.18-0.25	0.85-1.05	0.03-0.07	0. 40max	0.40max	0.06-0.10

UNS Number	Alloy Unalloyed Grades	Composition (s), % (max)
		N	C	H	Fe	O	Ti	Others
R50250	ASTM Grade 1	0. 03	0.10	0.015	0.20	0.18	99.5	–
R50400	ASTM Grade 2	0.03	0.10	0.015	0.30	0,25	99,2	–
R50550	ASTM класс 3	0,05	0,10	0,015	0.30	74 0,015	0.30	0,015	0,10	0,015	0,10	0,0474	.0034	–
R50700	ASTM Grade 4	0.05	0.10	0.015	0.50	0.40	99.0	–
R52400	ASTM Grade 7	0.03	0.10	0.015	0.30	0.25	99.0	0.20 Pd

UNS Number	Alloy Unalloyed Grades	Yield Strength ksi	Tensile Strength ksi	Elongation %	Hardness
					Rockwell	Brinell
R50250	ASTM Grade 1	25- 45	35	24	B70	120
R50400	ASTM Grade 2	40-65	50														40474 40-65	50		40-65	50		. 0034	B80	150
R50550	ASTM Grade 3	55-80	65	18	B90	225
R50700	ASTM Grade 4	70-95	80	15	B100	265
R52400	ASTM Grade 7	40-65	50	20	B75	200

21 Chemical Elements and Effects on Steel Mechanical Свойства

Если вы работаете в сталелитейной промышленности, замечали ли вы когда-нибудь, что на самом деле означают все эти химические составы, указанные в отчете об испытаниях стальных материалов? Вы можете только знать, что разные марки стали имеют много разных химических составов и элементов в разном количестве. Здесь, в этом посте, мы разбираем и перечисляем 21 химический элемент и влияние на свойства стали.

Сталь в целом представляет собой сплав углерода и железа, она содержит много других элементов, некоторые из которых остаются в процессе производства стали, другие добавляются для придания определенных свойств. Мы можем увидеть некоторые наиболее распространенные химические элементы, оказывающие существенное влияние на свойства стали.

1. Углерод (C)

Углерод является наиболее важным элементом в стали, он необходим для сталей, которые должны быть закалены путем закалки, а степень содержания углерода определяет твердость и прочность материала, т.к. а также реакция на термическую обработку (прокаливаемость).
И пластичность, ковкость и обрабатываемость уменьшатся, если количество углерода увеличится, а также свариваемость стали.

2 .Марганец (Mn)

Марганец может быть вторым по важности элементом после углерода в стали. Mn оказывает такое же воздействие, как и углерод, и производители стали используют эти два элемента в сочетании для получения материала с желаемыми свойствами. Марганец необходим для процесса горячей прокатки стали за счет его соединения с кислородом и серой.

Его присутствие имеет следующие основные эффекты:

• Это мягкий раскислитель, действующий как очиститель, переводящий серу и кислород из расплава в шлак.
• Повышает прокаливаемость и прочность на разрыв, но снижает пластичность.
• Он соединяется с серой с образованием шаровидных сульфидов марганца, которые необходимы для легкорежущих сталей для хорошей обрабатываемости.

Стали обычно содержат не менее 0,30 % марганца, однако в некоторых углеродистых сталях его содержание может достигать 1,5 %.

Марганец также увеличивает скорость проникновения углерода во время науглероживания и действует как мягкий раскислитель. Однако, когда слишком высокое содержание углерода и слишком высокое содержание марганца сопровождают друг друга, начинается охрупчивание. Марганец способен образовывать сульфид марганца (MnS) с серой, что полезно для механической обработки. В то же время он противодействует хрупкости из-за серы и улучшает качество поверхности углеродистой стали.

При сварке отношение марганца к сере должно быть не менее 10:1. Содержание марганца менее 0,30 % может способствовать внутренней пористости и растрескиванию наплавленного валика. Растрескивание также может произойти при содержании более 0,80 %. Сталь с низким содержанием сульфида марганца может содержать серу в форме сульфида железа (FeS), что может вызвать растрескивание сварного шва.

3. Фосфор (P)

Хотя он увеличивает прочность стали на растяжение и улучшает обрабатываемость, он обычно считается нежелательной примесью из-за его охрупчивающего действия.

Влияние элемента фосфора на сталь будет различным в зависимости от концентрации.
Максимальное количество фосфора в стали более высокого качества составляет от 0,03 до 0,05% из-за того, что он вреден. До 0,10% фосфора в низколегированных высокопрочных сталях повысит прочность, а также повысит коррозионную стойкость стали. Возможность охрупчивания увеличивается, когда содержание в закаленной стали слишком велико. Несмотря на то, что прочность и твердость улучшаются, пластичность и ударная вязкость снижаются.

Обрабатываемость стали, получаемой методом свободной резки, улучшается, но при содержании фосфора более 0,04% во время сварки могут возникать хрупкость сварного шва и/или трещины в сварном шве. Фосфор также влияет на толщину слоя цинка при цинковании стали.

4. Сера (S)

Сера обычно считается примесью и оказывает неблагоприятное воздействие на ударные свойства, когда сталь содержит много серы и мало марганца. Сера улучшает обрабатываемость, но снижает поперечную пластичность и ударную вязкость с надрезом и мало влияет на продольные механические свойства. Его содержание ограничено до 0,05% в сталях, но его добавляют в легкорежущие стали в количестве до 0,35% с повышенным содержанием марганца, чтобы противостоять любым вредным эффектам, поскольку легирующие добавки серы в количествах от 0,10% до 0,30% улучшают качество стали. обрабатываемость стали. Такие типы могут называться «ресульфурированными» или «свободнообрабатываемыми». В легкорежущие стали добавляется сера для улучшения обрабатываемости, обычно максимум до 0,35%.

Несмотря на то, что влияние серы на сталь на определенных стадиях отрицательное, любое содержание серы менее 0,05% оказывает положительное влияние на марки стали.

5. Кремний (Si)

Кремний является одним из основных раскислителей для стали. Кремний помогает удалить пузырьки кислорода из расплавленной стали. Это элемент, который чаще всего используется для производства полу- и полностью спокойных сталей, и обычно он присутствует в количествах менее 0,40 процента, обычно только небольшое количество (0,20%) присутствует в прокатной стали, когда он используется в качестве раскислителя. Однако в стальных отливках обычно присутствует от 0,35 до 1,00%.

Кремний растворяется в железе и укрепляет его. Некоторые присадочные металлы могут содержать до 1% для обеспечения улучшенной очистки и раскисления при сварке на загрязненных поверхностях. Когда эти присадочные металлы используются для сварки на чистых поверхностях, прочность полученного металла сварного шва будет заметно увеличена. Кремний увеличивает прочность и твердость, но в меньшей степени, чем марганец. Возникающее в результате снижение пластичности может вызвать проблемы с растрескиванием.

При цинковании стали, содержащие более 0,04% кремния, могут сильно повлиять на толщину и внешний вид гальванического покрытия. В результате образуются толстые покрытия, состоящие в основном из сплавов цинка и железа, а поверхность становится темной и матовой. Но оно обеспечивает такую ​​же защиту от коррозии, как и блестящее оцинкованное покрытие, где внешний слой состоит из чистого цинка.

6. Хром (Cr)

Хром является мощным легирующим элементом стали. Cr присутствует в некоторых конструкционных сталях в небольших количествах. Он в основном используется для повышения прокаливаемости стали и повышения коррозионной стойкости, а также предела текучести стального материала. По этой причине часто встречается в сочетании с никелем и медью. Нержавеющие стали могут содержать более 12% хрома. Хорошо известная нержавеющая сталь «18-8» содержит 8 процентов никеля и 18 процентов хрома.

Когда процентное содержание хрома в стали превышает 1,1%, образуется поверхностный слой, который помогает защитить сталь от окисления.

7. Ванадий (V)

Влияние химического элемента ванадия аналогично действию Mn, Mo и Cb. При использовании с другими легирующими элементами он ограничивает рост зерна, уменьшает размер зерна, повышает прокаливаемость, вязкость разрушения и устойчивость к ударным нагрузкам. Размягчение при высоких температурах, усталостное напряжение и износостойкость улучшаются. При содержании выше 0,05% сталь может становиться хрупкой во время обработки для снятия термических напряжений.

Ванадий используется в азотируемых, жаропрочных, инструментальных и пружинных сталях вместе с другими легирующими элементами.

8. Вольфрам (W)

Используется с хромом, ванадием, молибденом или марганцем для производства быстрорежущей стали, используемой в режущих инструментах. Говорят, что вольфрамовая сталь «твердая докрасна» или достаточно твердая, чтобы ее можно было резать после того, как она раскалится докрасна.
После термической обработки сталь сохраняет свою твердость при высоких температурах, что делает ее особенно подходящей для режущих инструментов.

Вольфрам в форме карбида вольфрама

• Придает стали высокую твердость даже при красных калениях.
• Стимулирует мелкое зерно
• Устойчив к теплу
• Повышение прочности при повышенных температурах

9. Молибден (Mo)

Молибден оказывает действие, сходное с марганцем и ванадием, и часто используется в сочетании с одним или другим. Этот элемент является сильным карбидообразователем и обычно присутствует в легированных сталях в количестве менее 1%. Он повышает прокаливаемость и прочность при повышенных температурах, а также улучшает коррозионную стойкость и увеличивает сопротивление ползучести. Он добавляется в нержавеющие стали для повышения их устойчивости к коррозии, а также используется в быстрорежущих инструментальных сталях.

10. Кобальт (Co)

Кобальт повышает прочность при высоких температурах и магнитную проницаемость.

Повышает твердость, а также допускает более высокие температуры закалки (в процессе термообработки). Усиливает индивидуальные эффекты других элементов в более сложных сталях. Co не является карбидообразователем, однако добавление кобальта в сплав позволяет получить более высокую достижимую твердость и более высокую твердость до красного каления.

11. Никель (Ni)

Помимо положительного влияния на коррозионную стойкость стали, Ni добавляется в стали для повышения прокаливаемости. Никель улучшает поведение материала при низких температурах, повышая вязкость разрушения. Присутствие этого элемента не снижает свариваемость стали. Никель резко увеличивает ударную вязкость стали.

Никель часто используется в сочетании с другими легирующими элементами, особенно с хромом и молибденом. Это ключевой компонент в нержавеющих сталях, но в низких концентрациях встречается в углеродистых сталях. Нержавеющие стали содержат от 8% до 14% никеля.

Еще одна причина, по которой Ni добавляют в сплав, заключается в том, что он создает более яркие участки в дамасской стали.

12. Медь (Cu)

Медь является еще одним основным элементом коррозионной стойкости. Это также оказывает небольшое влияние на прокаливаемость. Обычно он содержится в количествах не менее 0,20% и является основным антикоррозионным компонентом таких марок стали, как A242 и A441.

Медь, которая чаще всего встречается в качестве остаточного агента в сталях, также добавляется для придания свойств дисперсионного твердения и повышения коррозионной стойкости.

13. Алюминий (Al)

Алюминий является одним из наиболее важных раскислителей в очень малых количествах в материале, а также
способствует формированию более мелкозернистой кристаллической микроструктуры и повышению ударной вязкости марки стали. Обычно он используется в сочетании с кремнием для получения полу- или полностью спокойной стали.

14. Титан (Ti)

Ti используется для контроля роста размера зерна, что повышает ударную вязкость. Также превращает сульфидные включения из удлиненной формы в шаровидную, повышая прочность и коррозионную стойкость, а также ударную вязкость и пластичность.

Ti — очень прочный и очень легкий металл, который можно использовать отдельно или в сплаве со сталями. Его добавляют в сталь, чтобы придать ей высокую прочность при высоких температурах. В современных реактивных двигателях используются титановые стали.

• Предотвращает локальное истощение хрома в нержавеющих сталях при длительном нагреве
• Предотвращает образование аустенита в сталях с высоким содержанием хрома
• Снижает мартенситную твердость и прокаливаемость среднехромистых сталей.

15. Ниобий ( Nb , ранее известный как Columbium-Columbium, Cb )

Ниобий является ключевым элементом для измельчения зерна, а также элементом, повышающим прочность в производстве стали. Ниобий является сильным карбидообразователем и образует очень твердые, очень маленькие простые карбиды. Повышает пластичность, твердость, износостойкость и коррозионную стойкость. Кроме того, улучшает структуру зерна. Ранее известный как Колумбиум.

16. Бор (B)

Наиболее важным эффектом и назначением бора в стали является резкое улучшение прокаливаемости.

Самым большим преимуществом бора является то, что небольшое количество бора может быть добавлено для получения того же результата, что и другие элементы, требуемые в больших количествах, с точки зрения дополнительной прокаливаемости. Типичный диапазон для стальных сплавов составляет от 0,0005 до 0,003%.

В процессе термообработки бор, заменяющий другие элементы, добавляется для повышения прокаливаемости среднеуглеродистой стали. Производительность резания быстрорежущих сталей повышается, но за счет качества ковки. Также возможно, что содержание бора может быть слишком высоким, что снижает прокаливаемость, ударную вязкость, а также вызывает охрупчивание. Процентное содержание углерода в стали также играет роль в эффекте бора на прокаливаемость. Поскольку влияние бора на прокаливаемость увеличивается, количество углерода должно быть пропорционально уменьшено.

При добавлении бора в сталь необходимо принять меры предосторожности, чтобы гарантировать, что он не вступит в реакцию с кислородом или азотом, поскольку сочетание бора с одним из двух сделает бор бесполезным.

17. Свинец (Pb)

Добавление свинца в очень небольших количествах для улучшения обрабатываемости, до 0,30%, улучшает обрабатываемость. При условии, что распределение является однородным, оно мало влияет на физические свойства стали и, вопреки распространенному мнению, не влияет на свариваемость.

18. Цирконий (Zr)

Цирконий добавляется в сталь для изменения формы включений. Обычно добавляется к низколегированным низкоуглеродистым сталям. Результатом является то, что ударная вязкость и пластичность улучшаются при преобразовании формы из удлиненной в шаровидную, повышая ударную вязкость и пластичность.

19. Тантал (Ta)

Химически очень похож на ниобий (Nb), поэтому оказывает аналогичное воздействие на сплав – образует очень твердые, очень мелкие, простые карбиды. Повышает пластичность, твердость, износостойкость и коррозионную стойкость. Также очищает зерно.

20. Азот (N)

Азот действует в сплаве очень похоже на углерод. N заменяет C в небольших количествах (или даже больших, при использовании современных технологий) для увеличения твердости. Очевидно, азот образует нитриды, а не карбиды. У INFI есть N, и есть еще несколько, причем Sandvik является чемпионом, имея 3% N в сплаве, полностью заменяя C. К сожалению, недоступен для производителей ножей. Поскольку азот менее склонен к образованию нитридов хрома, чем углерод к образованию карбидов хрома, его присутствие улучшает коррозионную стойкость, оставляя больше свободного хрома в сплаве. Поскольку азот менее реактивен при образовании нитридов, его можно использовать для повышения твердости без увеличения размера и объема карбида, т.