20HN3A - Stal konstrukcyjna do ulepszania cieplnego przeznaczona do wyrobu części sprzętu szczególnie obciążonego wg PN-72/H-84035.
| Norma | Gatunek Stali | |||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Skład chemiczny % | ||||||||||||
| C: | Mn: | Si: | P: | S: | Cr: | Mo: | Ni: | V: | Ti: | Cu: | W: | |
| PN | 20HN3A | |||||||||||
| 0.18 - 0.24 | 0.30 - 0.60 | 0.17 - 0.37 | <0.03 | <0.03 | 0.6 - 0.9 | - | 2.80 - 3.20 | - | - | <0.20 | - | |
| GOST | 20ChN3A - 20KhN3A - 20ХН3А | |||||||||||
| 0.17 - 0.24 | 0.30 - 0.60 | 0.17 - 0.37 | <0.025 | <0.025 | 0.6 - 0.9 | <0.15 | 2.75 - 3.15 | <0.05 | <0.03 | <0.30 | <0.2 | |
| БДС | 20ChN3A - 20KhN3A - 20ХН3А | |||||||||||
| 0.17 - 0.24 | 0.30 - 0.60 | 0.17 - 0.37 | <0.025 | <0.025 | 0.6 - 0.9 | <0.15 | 2.75 - 3.15 | <0.05 | <0.03 | <0.30 | <0.2 | |
| GB/T | 20CrNi3 - A42202 - A 42202 | |||||||||||
| 0.17 - 0.24 | 0.30 - 0.60 | 0.17 - 0.37 | <0.035 | <0.035 | 0.6 - 0.9 | <0.15 | 2.75 - 3.15 | - | - | <0.30 | - | |
| GB/T | 20CrNi3A - A42203 - A 42203 | |||||||||||
| 0.17 - 0.24 | 0.30 - 0.60 | 0.17 - 0.37 | <0.025 | <0.025 | 0.6 - 0.9 | - | 2.75 - 3.15 | - | - | <0.25 | - | |
| UNS | AISI 4320 - 4320 | |||||||||||
| 0.17 - 0.22 | 0.45 - 0.65 | 0.15 - 0.35 | <0.035 | <0.04 | 0.4 - 0.6 | 0.2 - 0.3 | 1.65 - 2.00 | - | - | - | - | |
Inne pokrewne gatunki składem chemicznym - stal 20H2N4A
Stal 20HN3A - specyfikacja i przeznaczenie
20HN3A - Stal niklowa do ulepszania cieplnego, nawęglania i cyjanowania o średniej hartowności przeznaczona na części maszyn niewielkich wymiarów średnio do przekrojów ok. 50mm, o zwiększonej plastyczności, wymagające ciągliwego rdzenia, dużej wytrzymałości.
Stosowana jako stal dla lotnictwa na szczególnie obciążone części silników spalinowych i lotniczych, koła zębate, wały, sworznie, wałki, wahacze, wkręty, obciążone śruby. Stal trudnospawalna wymagająca wstępnego podgrzania, nie wykazuje odporności na środowiska korozyjne w tym atmosferyczne.
Własności mechaniczne i fizyczne stali 20HN3A
| Własności mechaniczne i fizyczne | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| Własności ogólne | Własności dla poszczególnych przekrojów | ||||
| ≤ 16mm | 16 - 40mm | 40 - 100mm | |||
| Wytrzymałość na rozciąganie , Rm (MPa) | ≥ 930 | 780 - 980 | 690 - 880 | 640 - 830 | |
| Granica plastyczności, Re (MPa) | ≥ 780 | 690 - 780 | 590 - 690 | 540 - 690 | |
| Wydłużenie, A (%) | ≥ 12 | 10 - 16 | 10 - 16 | 11 - 18 | |
| Praca łamania, KU2 | ≥ 80 J | ||||
| Przewężenie, Z | ≥ 55 % | ||||
| Twardość po zmiękczaniu | ≤ 229 HB | ||||
| Twardość po ciągnieniu w stanie zmiękczonym | ≤ 229 HB | ||||
| Twardość po ciągnieniu w stanie utwardzonym | ≤ 277 HB (pow. 6mm) | ||||
| Twardość w stanie ulepszonym cieplnie | 293 - 388 HB (próbka ≤ 25mm) | ||||
| Współczynnik rozszerzalności liniowej, α20-100℃ | 11,2⋅10⁻⁶ K⁻¹ | ||||
| Pojemność cieplna, cp 20-100℃ | 492 J ⋅ kg⁻¹ K⁻¹ | ||||
| Przewodność cieplna, λ20℃ | ~31 W ⋅ m⁻¹ K⁻¹ | ||||
| Gęstość ρ | ~7,85 kg/dm³ | ||||
Obróbka cieplna stali 20HN3A
| Obróbka cieplna - temperatura i proces | ||
|---|---|---|
| Wyżarzanie zmiękczające | 640 - 680℃ | |
| Wyżarzanie normalizujące | 840 - 879℃ | |
| Nawęglanie | 900 - 920℃ | |
| Odpuszczanie po nawęglaniu | 150 - 180℃ | |
| Cyjanowanie | 840 - 860℃ | |
| Odpuszczanie po cyjanowaniu | 150 - 180℃ | |
| Hartowanie | 805 - 835℃ | w oleju |
| Odpuszczanie | 450 - 550℃ | w oleju lub wodzie |
Stal skłonna do tworzenia płatków i do kruchości odpuszczania.
Inne własności 20HN3A
- Własności mechaniczne na próbce o średnicy 25mm, przy temperaturach podwyższonych i obniżonych
| Skład chemiczny % | Obróbka cieplna | Udarność KM, J/cm3 (kG ⋅ m/cm2) przy temperaturach | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| +50℃ | +20℃ | 0℃ | -20℃ | -40℃ | -60℃ | -70℃ | |||||
| C: | Mn: | Cr: | Ni: | Hartowanie 820℃ w oleju Odpuszczanie 500℃ w oleju | 101 | 98 | 98 | 98 | 95 | 90 | 88 |
| 0.20 | 0.57 | 0.76 | 3.17 | (10.3) | (10,0) | (10,0) | (10,0) | (9,7) | (9,2) | (9,0) | |
- Opór właściwy 20HN3A
| Opór właściwy ρ i temperatury (jednostka μ ⋅ Ω ⋅ m) materiału po ulepszaniu cieplnym | |||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 20℃ | 100℃ | 200℃ | 300℃ | 400℃ | 500℃ | 600℃ | 700℃ | 800℃ | 900℃ | 1000℃ | 1100℃ | 1200℃ | 1300℃ |
| 0.268 | 0.317 | 0.387 | 0.469 | 0.567 | 0.681 | 0.817 | 0.981 | 1.115 | 1.148 | 1.178 | 1.201 | 1.225 | 1.246 |
- Moduł sprężystości wzdłużnej E
| Wartość E ⋅ 10-3 materiału po ulepszaniu cieplnym (MPa) | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 20℃ | 100℃ | 200℃ | 300℃ | 400℃ | 500℃ | 600℃ | 700℃ |
| 202.0 | 197.0 | 191.5 | 184.6 | 175.7 | 166.4 | 175.7 | 141.8 |
Zgrzewanie, Żłobienie i Cięcie - 20HN3A
Stal 20HN3A można łączyć za pomocą zgrzewania tarciowego, elektrycznego oraz oporowego. Najkorzystniej jest wykonywać zabieg na materiale w stanie zmiękczonym. Żłobienie można wykonywać elektropowietrznie na stali 20HN3A na nagrzanym wcześniej materiale, w przypadku:
- wyrobu do przekroju 15mm - temp.:150 - 225℃
- wyrobu o przekrojach 15-25mm - temp.: 175 - 250℃
- wyrobu o przekrojach 25-50mm - temp.: 200 - 300℃
Cięcia terminczne nie stawia przeszkód użytkownikowi, jednak przed zabiegiem należy wyrób również rozgrzać do temperatury przedziału 200-275℃.
Ciąć można plazmą, łukowo, palnikiem o płomieniu acetylenowo-tlenowym lub płomieniem propanowo-butanowo-tlenowym. Po zabiegu wyrób należy schładzać powoli w powietrzu.
Spawanie 20HN3A
Stal 20HN3A jest trudnospawalna. Przy użytkowaniu wyrobów w gatunku 20HN3A należy unikać spawania i decydowac się na zabieg w wyjątkowych okolicznościach. Do spawania 20HN3A metodą łukową używa się bądź używało elektrod otulonych - EB1.55, EB.160, EB1.70, ES18-8-6, lub spoiw do spawania w osłonie CO2 - SpG3S1, SpG4S1. Stal przed podjęciem spawania musi być rozgrzana do odpowiednich temperatur.
Stan dostawy wyrobu powinien być zmiękczony a przed podjęciem zabiegu zaleca się stosować międzyoperacyjne wyżarzanie odprężające. Wyrób po spawaniu powinno się ulepszyć cieplnie lub wyżarzać zmiękczająco, gdyż w miejscach spawanych pod wpływem temperatury następuje zmiana stanu materiału.
W przypadku braku możliwości zastosowania obróbki cieplnej, materiał można chłodzić stopniowo powoli w matach azbestowych, razem z piecem bądź w gorącym piasku. Poniższa tabela przedstawia przedziały temperatur, do jakich materiał powinien zostac rozgrzany przed spawniem.
| Temperatury nagrzania wyrobów 20HN3A | |
|---|---|
| grubości | temperatury |
| ≥ 15mm | 150 - 225℃ |
| 15 - 25mm | 175 - 250℃ |
| 25 - 50mm | 200 - 300℃ |
W gatunku 20HN3A, firma zaopatrza w:
Spis odpowiednikówi i innych oznaczeń stali 20HN3A:
20ChN3A, 20KhN3A, 20ХН3А, 20CrNi3, A42202, A 42202, AISI 4320