Марочник сталей

Сталь 20Х

Сталь 20Х - легированная конструкционная хромистая цементуемая сталь по ГОСТ 4543-2016. По своей сути это низкоуглеродистая сталь (C 0,17-0,23 %), дополнительно легированная хромом (Cr 0,70-1,00 %). Низкое содержание углерода обеспечивает вязкую и пластичную сердцевину, а хром повышает прокаливаемость и прочность по сравнению со сталью 20. Марка ориентирована на детали, которые упрочняются химико-термической обработкой поверхности.

Основная технология упрочнения 20Х - цементация с последующей закалкой и низким отпуском. В процессе цементации поверхностный слой насыщается углеродом, после чего закалка формирует твёрдую износостойкую поверхность, тогда как малоуглеродистая сердцевина остаётся вязкой и хорошо воспринимает ударные и переменные нагрузки. После закалки и отпуска сталь обеспечивает временное сопротивление σв ≥780 МПа и предел текучести σт ≥635 МПа при относительном удлинении δ5 ≥11 % и относительном сужении ψ ≥40 %. Ударная вязкость составляет KCU ≥59 Дж/см², что подтверждает достаточную пластичность сердцевины.

Счёт за 15 минут

Договор поставки с ответственностью

Сертификат и паспорт качества к партии

Возврат при несоответствии ГОСТу

Поэтапная оплата для крупных

Реквизиты и ЕГРЮЛ открыто

01О стали 20Х

С точки зрения технологичности 20Х хорошо обрабатывается резанием, что важно для деталей сложной геометрии и зубчатых профилей. Свариваемость стали не ограничена: она сваривается без предварительного подогрева. Для ответственных цементуемых деталей сварку обычно выполняют до цементации и закалки, поскольку последующая термообработка меняет структуру металла шва и зоны термического влияния. Поэтому основным методом упрочнения таких деталей остаётся химико-термическая обработка поверхности, а не сварные соединения в термообработанном состоянии.

Плотность стали 20Х составляет 7,83 г/см³, что используется при расчёте теоретической массы проката и заготовок. Среди отечественных заменителей близкого назначения - стали 15Х, 20ХН, 12ХН2 и 18ХГТ с более комплексным легированием и повышенной прокаливаемостью и прочностью сердцевины. По химическому составу и назначению 20Х имеет и зарубежные аналоги: 5120 по классификации AISI, а также 20Cr4 (номер 1.7027) по европейским стандартам EN. Эти аналоги относятся к тому же классу низкоуглеродистых хромистых цементуемых сталей и применяются для схожих групп деталей машиностроения.

02Расшифровка обозначения 20Х

«20» в начале обозначения - содержание углерода: около 0,20 % (фактически 0,17-0,23 %, в сотых долях процента). «Х» - хром, основной легирующий элемент (фактически 0,70-1,00 %, около 1 %); буква без цифры после неё означает, что элемент введён в количестве примерно до 1-1,5 %. 20Х - низкоуглеродистая хромистая цементуемая сталь: по сравнению с углеродистой сталью 20 легирование хромом повышает прокаливаемость и прочность сердцевины после термообработки, что позволяет применять 20Х для более ответственных и крупных цементуемых деталей.

03Химический состав стали 20Х

Показатель	Значение
C (углерод)	0,17-0,23
Si (кремний)	0,17-0,37
Mn (марганец)	0,50-0,80
Cr (хром)	0,70-1,00
Ni (никель)	≤0,30
Cu (медь)	≤0,30
S (сера)	≤0,035
P (фосфор)	≤0,035

04Механические свойства стали 20Х

Показатель	Значение
σв, МПа	≥780
σт, МПа	≥635
δ5, %	≥11
ψ, %	≥40
KCU, Дж/см²	≥59

05Физические свойства 20Х

Плотность	7,83 г/см³ (7830 кг/м³, 20 °C)
Модуль упругости E	216 ГПа (20 °C); 213 ГПа (100 °C)
Теплопроводность λ	42 Вт/(м·К) (20-100 °C)
ТКЛР α	10,5·10⁻⁶ 1/°C (100 °C); 11,6·10⁻⁶ 1/°C (200 °C)
Удельная теплоёмкость C	496 Дж/(кг·К) (100 °C)

06Термообработка 20Х

Цементация	900-950 °C (по справочным данным); науглероживание поверхностного слоя перед закалкой.
Закалка	800-820 °C, охлаждение в масле (по справочным данным).
Отпуск	Низкий отпуск 180-200 °C после закалки - снимает внутренние напряжения при сохранении твёрдости цементованной поверхности (по справочным данным).

07Технологические свойства

Режимы термообработки, сварки и резания марки 20Х - что важно технологу.

Цементация и ХТО	Основной вид обработки - цементация с закалкой и низким отпуском; формирует твёрдую износостойкую поверхность при вязкой сердцевине.
Прокаливаемость	Повышена за счёт легирования хромом Cr 0,70-1,00 %; выше, чем у углеродистой стали 20.
Свариваемость	Не ограничена; сталь сваривается без предварительного подогрева. Для ответственных цементуемых деталей сварку выполняют до цементации и закалки.
Обрабатываемость резанием	Хорошая; сталь технологична при механической обработке деталей сложной формы.
Назначение и аналоги	Цементуемые детали средних размеров; аналоги 5120 (AISI) и 20Cr4 / 1.7027 (EN).

08Применение стали 20Х

Где применяется сталь 20Х на производстве.

Шестерни и зубчатые колёса

Цементация и закалка дают твёрдый износостойкий зуб при вязкой сердцевине, выдерживающей ударные и переменные нагрузки в зубчатых передачах.

Валы, пальцы, втулки

Повышенная прокаливаемость хромистой стали обеспечивает прочность нагруженных валов, пальцев и втулок при сохранении пластичности сердцевины.

Кулачки и детали с износостойкой поверхностью

Упрочнённый цементацией поверхностный слой хорошо сопротивляется истиранию, что важно для кулачков и других деталей, работающих на трение.

Детали машин

Применяется для широкого круга цементуемых деталей средних размеров в общем, транспортном и сельскохозяйственном машиностроении.

09Зарубежные аналоги

Аналог (EN / DIN / AISI)
5120 (AISI)
20Cr4 / 1.7027 (EN)

10Марка 20Х в нормативных документах

Действующие стандарты, в которых марка упоминается напрямую или через эквивалент. Каждая ссылка - на справочную страницу ГОСТа.

ГОСТ 4543-2016. Металлопродукция из конструкционной легированной сталиТехнические условия на легированную конструкционную сталь: марки 40Х, 30ХГСА, 40ХН, 20Х, химсостав и свойства после термообработки.

11Частые вопросы по стали 20Х

Зачем сталь 20Х подвергают цементации?

Сталь 20Х содержит мало углерода (0,17-0,23 %) и в исходном состоянии не даёт высокой поверхностной твёрдости. Цементация насыщает поверхностный слой углеродом, а последующие закалка и низкий отпуск формируют твёрдую износостойкую поверхность при сохранении вязкой сердцевины. Такое сочетание свойств нужно деталям, работающим на трение и переменные нагрузки, - шестерням, валам, кулачкам.

Чем 20Х отличается от стали 20?

Главное отличие - легирование хромом (Cr 0,70-1,00 %). Хром повышает прокаливаемость и прочность по сравнению с углеродистой сталью 20, благодаря чему 20Х можно применять для деталей большего сечения и более ответственных узлов. При этом оба материала относятся к низкоуглеродистым цементуемым сталям и упрочняются по схожей технологии.

Чем 20Х отличается от других легированных цементуемых сталей?

Сталь 20Х легирована только хромом, тогда как марки 12ХН2 и 18ХГТ дополнительно содержат никель, марганец, титан и другие элементы. Такое комплексное легирование повышает их прокаливаемость и прочность сердцевины, расширяя применение на крупные и тяжелонагруженные детали. 20Х - более простая и экономичная сталь для цементуемых деталей средних размеров.

Как сваривается сталь 20Х?

Свариваемость стали 20Х не ограничена - она сваривается без предварительного подогрева. Для ответственных цементуемых деталей сварку обычно проводят до цементации и закалки, поскольку последующая термообработка меняет структуру металла шва и зоны термического влияния. Поэтому 20Х относят к хорошо сваривающимся конструкционным сталям.

Почему хром повышает прокаливаемость стали 20Х?

Хром растворяется в аустените и при охлаждении замедляет диффузионный распад переохлаждённого аустенита - смещает вправо С-образные кривые превращения. Из-за этого критическая скорость закалки снижается, и мартенситная структура успевает образоваться на большую глубину сечения, чем у углеродистой стали 20. Поэтому 20Х прокаливается на большую глубину и подходит для деталей более крупного сечения.

Почему для цементуемых деталей выбирают сталь с низким содержанием углерода?

Цементация насыщает углеродом только поверхностный слой, а сердцевина детали сохраняет исходный химический состав. Если взять сталь с высоким исходным углеродом, сердцевина после закалки станет твёрдой и хрупкой, склонной к хрупкому разрушению под ударными нагрузками. Низкий стартовый углерод (0,17-0,23 % у стали 20Х) обеспечивает мягкую вязкую сердцевину при твёрдой цементованной поверхности - именно такое сочетание нужно шестерням и валам, работающим на износ и удар.

12Купить прокат из стали 20Х со склада

Калькулятор массы

Расчёт массы по диаметру / толщине загрузится автоматически. Либо откройте калькуляторы веса.

Позиции из стали 20Х в наличии

Весь сортамент из стали 20Х в каталоге - 53 позиц.

Заказать прокат из стали 20Х - счёт за 15 минут

Пришлите чертёж, спецификацию или опишите задачу - менеджер подберёт позицию, посчитает массу и пришлёт счёт за 15 минут. Сертификат и паспорт качества на плавку - к каждой партии.