20HN3A - Stal konstrukcyjna do ulepszania cieplnego przeznaczona do wyrobu części sprzętu szczególnie obciążonego wg PN-72/H-84035.

 

NormaGatunek Stali
Skład chemiczny %
C:Mn:Si:P:S:Cr:Mo:Ni:V:Ti:Cu:W:
PN20HN3A
0.18 - 0.240.30 - 0.600.17 - 0.37<0.03<0.030.6 - 0.9-2.80 - 3.20--<0.20-
GOST20ChN3A - 20KhN3A - 20ХН3А
0.17 - 0.240.30 - 0.600.17 - 0.37<0.025<0.0250.6 - 0.9<0.152.75 - 3.15<0.05<0.03<0.30<0.2
БДС20ChN3A - 20KhN3A - 20ХН3А
0.17 - 0.240.30 - 0.600.17 - 0.37<0.025<0.0250.6 - 0.9<0.152.75 - 3.15<0.05<0.03<0.30<0.2
GB/T20CrNi3 - A42202 - A 42202
0.17 - 0.240.30 - 0.600.17 - 0.37<0.035<0.0350.6 - 0.9<0.152.75 - 3.15--<0.30-
GB/T20CrNi3A - A42203 - A 42203
0.17 - 0.240.30 - 0.600.17 - 0.37<0.025<0.0250.6 - 0.9-2.75 - 3.15--<0.25-
UNSAISI 4320 - 4320
0.17 - 0.220.45 - 0.650.15 - 0.35<0.035<0.040.4 - 0.60.2 - 0.31.65 - 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 ogólneWłasności dla poszczególnych przekrojów
≤ 16mm16 - 40mm40 - 100mm
Wytrzymałość na rozciąganie , Rm (MPa)≥ 930780 - 980690 - 880640 - 830
Granica plastyczności, Re (MPa)≥ 780690 - 780590 - 690540 - 690
Wydłużenie, A (%)≥ 1210 - 1610 - 1611 - 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 cieplnie293 - 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 zmiękczające640 - 680℃
Wyżarzanie normalizujące840 - 879℃
Nawęglanie900 - 920℃
Odpuszczanie po nawęglaniu150 - 180℃
Cyjanowanie840 - 860℃
Odpuszczanie po cyjanowaniu150 - 180℃
Hartowanie805 - 835℃w oleju
Odpuszczanie450 - 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 cieplnaUdarność 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
101989898959088
0.200.570.763.17(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℃
0.2680.3170.3870.4690.5670.6810.8170.9811.1151.1481.1781.2011.2251.246

 

- Moduł sprężystości wzdłużnej E

 

Wartość E ⋅ 10-3 materiału po ulepszaniu cieplnym (MPa)
20℃100℃200℃300℃400℃500℃600℃700℃
202.0197.0191.5184.6175.7166.4175.7141.8

 


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
grubościtemperatury
≥ 15mm150 - 225℃
15 - 25mm175 - 250℃
25 - 50mm200 - 300℃

 


W gatunku 20HN3A, firma zaopatrza w:

 


Spis odpowiednikówi i innych oznaczeń stali 20HN3A:

20ChN3A, 20KhN3A, 20ХН3А, 20CrNi3, A42202, A 42202, AISI 4320