Время работы: Пн-Пт: 8:00 - 17:00
+7 (499) 391-15-46
Москва
Вернуться к списку статей

Сталь 20ХГСА – расшифровка, состав, применение, свойства

Сталь 20ХГСА – хромокремневомарганцевая конструкционная легированная сталь.

Применение: 20ХГСА применяют для производства сортового и фасонного проката, крепежа, пружин, деталей конструкций, эксплуатируемых в условиях износа и при знакопеременных нагрузках при температурах до 200 °С. 

Классификация: легированная конструкционная сталь

Тип выпуска и вид поставки стали 20ХГСА

  • сортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 4543-71, ГОСТ 2590-2006, ГОСТ 2591-2006,  ГОСТ 2879-2006, ГОСТ 10702-78.
  • Калиброванный пруток: ГОСТ 4543-71, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78, ГОСТ 7417-75, ГОСТ 10702-78.
  • Шлифованный пруток и серебрянка: ГОСТ 14955-77.
  • Полоса: ГОСТ 103-2006.
  • Поковки и кованые заготовки: ГОСТ 1133-71, ГОСТ 4543-71.

Расшифровка обозначения в марке 20ХГСА 

Как читать маркировку стали 20ХГСА? 

  • 20 – содержание углерода в сотых долях процента. Массовая доля углерода в сплаве 20ХГСА согласно ГОСТу – не больше 0,23%.
  • Х – наличие хрома. Хром повышает антикоррозийные свойства стали, её твёрдость и прочность. Недостаток легирования хромом – незначительное уменьшение пластичности сплава.
  • Г – марганец. Имеет действие, схожее с углеродом. Усиливает прокаливаемость стали и влияет на её твёрдость и прочность.
  • С – кремний. Придаёт стали упругость, окалиностойкость и устойчивость к воздействию кислотных сред.
  • А означает качество сплава (высоколегированная сталь).
     

Отсутствие цифр после букв Х, С и Г означает, что содержание соответствующих элементов в сплаве – около одного процента или ниже. Сталь также содержит никель, вольфрам, титан, серу и другие легирующие добавки.

Нередко сталь 20ХГСА и родственную ей 30ХГСА называют «хромансиль». Это название сплавы получили благодаря содержащимся в них легирующим элементам (хром, марганец и кремний), латинские названия которых в сокращении составляют аббревиатуру «хромансиль».

 

Химический состав стали 20ХГСА согласно ГОСТ 4543-2016

Таблица химического состава

Элемент Углерод Кремний Марганец Никель Хром Фосфор Титан Вольфрам
Массовая доля, % 0,17 - 0,23 0,9 - 1,2 0,8 - 1,1 < 0,3 0,8 - 1,1 0,03 < 0,03 < 0,02

Примечание. Химический состав может быть изменён производителем. Однако содержание кальция в нём не должно превышать 0,003.

Механические свойства стали 20ХГСА

Состояние поставки Сечение (мм) t испыт. (°C) t отпуска (°C) sТ | s0,2 (МПа) sB (МПа) d5 (%) d4 d d10 y (%) KCU (кДж/м2)
Закалка в масло с 880 °C + отпуск при 500 °C, охлаждение в воде или масле
Сортовой прокат (пруток) ≤ 15     640 780 12       45 677
Лист горяче- и холоднокатаный. В состоянии поставки
  ≤ 3,9       490-690   15   18    

Механические свойства в зависимости от температуры отпуска

Состояние поставки Сечение (мм) t испыт. (°C) t отпуска (°C) sТ | s0,2 (МПа) sB (МПа) d5 (%) d4 d d10 y (%) KCU (кДж/м2) HB
Образцы. Закалка в масло с 900 °С +отпуск (выдержка 30 мин.), охлаждение на воздухе                        
      200   1520 9       49 577 420
      300   1470 9       52 577 400
      400   1340 8       50 481 360
      500   1080 10       50 765 325
      600   880 17       52 961 255
 

Технологические свойства

Плотность, кг/м3 7760
Температура ковки начала 1200 °С, конца 800 °С 
Свариваемость материала без ограничений. РДС, КТС, АрДС, АДС под флюсом и газовой защитой, ЭШС - требуется последующая термообработка.

Где применяется сталь 20ХГСА

  • для производства сортового и фасонного проката, цельнокатаных колец различного назначения
  • в машиностроении – для производства крепежа, пружин, осей, червяков, валов, работающих под нагрузками
  • в судо- и авиастроении – для изготовления ходовых винтов, а также в виде листов и труб для ответственных сварных конструкций.

Преимущества стали 20ХГСА

  1. Хорошая обрабатываемость. Правильно проведённая температурная обработка увеличивает прочность стали и сохранение её эксплуатационных характеристик.
  2. Пружинистость. Сталь возвращается в своё положение после прекращения нагрузок, сохраняя характеристики.
  3. Высокая прочность. Изделия из стали 20ХГСА работают под постоянными, циклическими, ударными нагрузками, не поддаваясь деформациям.
  4. Износостойкость. Металлопрокат из этой стали выдерживает интенсивные механические нагрузки и контакт с агрессивными химическими веществами.

Недостатки стали 20ХГСА

  1. Сталь 20ХГСА, как сталь хромансиль, склонна к обратимой отпускной хрупкости и обезуглероживанию при нагреве.
  2. Конструкционные стали, в том числе 20ХГСА, склонны к дендритной ликвации и полосатости в структуре. Это происходит из-за большого процента и числа легирующих компонентов.

Аналоги и заменители стали 20ХГСА

Российские аналоги стали 20ХГСА – стали конструкционные легированные хромокремнемарганцевые 25ХГСА, 30ХГСА. 

Зарубежные аналоги 20ХГСА – сталь 20ChGSA (Болгария), 20HGS (Польша).

Термообработка стали 20ХГСА

Нагрев деталей из хромансиля для закалки часто осуществляется в двух печах: в печах подогрева и в печах окончательного нагрева. Поскольку хромансиль имеет плохую теплопроводимость, закалка происходит при нагреве 880 градусов в масле. Отпуск производится при 500 градусах в воде.