Поковка диска с отверстием из стали ст.20Х

Марка 20Х: характеристики и применение

Сталь 20Х относится к конструкционным легированным хромистым сталям. По приведённому в описании химическому составу это низкоуглеродистая марка (C 0.17-0.23 %) с легированием хромом (Cr 0.7-1 %) при умеренном содержании марганца (Mn 0.5-0.8 %) и кремния (Si 0.17-0.37 %); никель и медь ограничены значением до 0.3 %, сера и фосфор: до 0.035 % каждого. Малое содержание углерода в сочетании с хромом определяет основное назначение марки: цементуемая сталь, у которой после химико-термической обработки формируется твёрдый износостойкий поверхностный слой при сохранении вязкой, неперегруженной сердцевины. В отожжённом состоянии сталь мягкая и хорошо поддаётся механической обработке: в описании приведена твёрдость после отжига HB 179 МПа и для горячекатаного прутка HB 163 МПа (ГОСТ 10702-78), что подтверждает её технологичность в исходном состоянии.

Для поковки типа «диск с отверстием» из стали 20Х марка подходит там, где готовая деталь подвергается цементации с последующей закалкой и низким отпуском, а рабочая поверхность работает в условиях трения и износа. Согласно данным по марке, 20Х применяют для втулок, шестерён, обойм, гильз, дисков, плунжеров, рычагов и других цементуемых деталей, к которым предъявляются требования высокой поверхностной твёрдости при невысокой прочности сердцевины. Дисковая заготовка с центральным отверстием закономерна для зубчатых венцов, фланцевых втулок и опорных колец, где после нарезания зубьев или расточки отверстия упрочняется именно рабочий контур. При недоступности 20Х в описании указаны взаимозаменяемые марки: 15Х, 20ХН, 12ХН2, 18ХГТ, что следует учитывать при согласовании материала заготовки.

При изготовлении поковки диска с отверстием следует учитывать, что прочностные свойства детали из 20Х формируются преимущественно химико-термической обработкой, а не самой ковкой, поэтому в заготовке закладывается припуск под цементацию, последующую закалку и финишную обработку отверстия и торцов. После ковки деталь обычно отжигают для снятия наклёпа и улучшения обрабатываемости: для сравнения, нагартованное состояние по описанию имеет повышенную твёрдость HB 229 МПа (ГОСТ 4543-71) против HB 179 МПа после отжига. Черновую токарную и расточную обработку отверстия рационально выполнять до цементации, по мягкому металлу, оставляя минимальный припуск на шлифование упрочнённого слоя. Из физических свойств, приведённых в описании, для расчёта массы и нагрева заготовки используется плотность 7830 кг/м³ и теплопроводность 42 Вт/(м·град) при 20 °C; модуль упругости при той же температуре составляет 2.16·10⁵ МПа.