Staal 20xn3a en zijn kenmerken

2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2023-12-17 10:36

Dit artikel gaat over een van de meest voorkomende en meest gebruikte staalsoorten. We zullen kort beschrijven waarvoor het wordt gebruikt, praten over een uiterst merkwaardige thermische procedure, u zelfs adviseren om vertrouwd te raken met verschillende documenten, zoals GOST 8479-70, en ook vertellen over de chemische samenstelling van staal en u vertellen hoe het van invloed is zijn kenmerken.

Toepassing

Dus, laten we beginnen met de meest, naar onze mening, voor de hand liggende, maar niet minder belangrijke vraag, namelijk waar 20xn3a staal voor wordt gebruikt. Meestal worden onderdelen gemaakt van deze staalsoort, die vervolgens worden onderworpen aan het carboneringsproces. Dit betekent dat dit soort onderdelen in de toekomst oppervlaktehardheid en interne plasticiteit moeten combineren.

Dergelijke eisen worden meestal gesteld aan producten die tijdens hun werking op de een of andere manier onderhevig zullen zijn aan belastingen, waaronder schokken. In dit geval zal de harde oppervlaktelaagvoorkomen vervorming van het onderdeel, en de binnenste zachte laag zal alle fysieke gevolgen van de impact op zich nemen en absorberen zonder schade aan het onderdeel. Deze categorie omvat assen, tapeinden, bouten, tandwielen en bussen, en nog veel meer.

Carburerend staal

En aangezien we het hebben gehad over het cementeren van staal 20xn3a, is het de moeite waard om u, zij het kort, te vertellen wat dit proces is. De essentie van het proces is om duidelijk koolstofarm (meestal tot 0,2% C) staal te verzadigen met deze koolstof, waardoor het hard wordt. Het moet echter duidelijk zijn dat een dergelijk proces alleen de oppervlaktelaag van het metalen product zal carboniseren in het bereik van 0,5 tot 2 millimeter, waardoor het midden zacht en buigzaam blijft.

Het carboneerproces zelf, dat 20khn3a-staalkenmerken van verhoogde sterkte geeft, verloopt bij verhoogde temperaturen (850-950 °C) in een koolstofhoudende omgeving. Fabrieken gebruiken meestal gascarburatie met methaan of koolmonoxide, maar een vergelijkbare procedure kan ook worden uitgevoerd met houtskool of natriumcarbonaatoplossing.

Bij verhitting tot de bovenstaande temperatuur komt staal in de actieve fase en adsorbeert koolstof uit de omgeving. Dit proces is echter nogal traag. Het duurt 4 tot 10 uur om een laag van één millimeter te carboneren, afhankelijk van de carboneringsmethode.

Chemische samenstelling

Zoals u weet, hangen de kenmerken van absoluut alle staalsoorten in de eerste plaats afdraai van de legeringselementen in zijn uiteindelijke samenstelling. Het zijn de toevoegingen van chemische elementen die het staal uiteindelijk de nodige eigenschappen geven, of het nu gaat om hardheid of, omgekeerd, ductiliteit, weerstand tegen corrosie of schokbelastingen. Daarom is het soms zo belangrijk om de samenstelling van staal te bestuderen. De eenvoudigste manier om dit te doen, is door naar de bijbehorende GOST te kijken. Staal 20khn3a wordt in veel GOST's genoemd, daarom zullen we, om het zoeken voor u gemakkelijker te maken, alle elementen en de waarden van hun massafractie in de samenstelling van staal in dit artikel vermelden.

Het ziet er zo uit:

• Koolstof – 0.2%.
• Chrome - 0,75%.
• Nikkel - 2,95%.
• Mangaan - 0,45%.
• Silicium – 0.27%.
• Koper – 0,3%.
• Zwavel en fosfor - 0,025%.

Kenmerken

Alle belangrijke eigenschappen van elk van de staalsoorten worden onvermijdelijk onderzocht, gecontroleerd en uiteindelijk vastgelegd in een regelgevend en technisch document, dat wil zeggen GOST. Om bijvoorbeeld het onderwerp van het artikel en het onderwerp metallurgie in het algemeen beter te begrijpen, raden we u aan aandacht te besteden aan GOST 8479-70, evenals aan GOST 4543-71, 7417-75 en 103-2006. Wanneer u deze documenten bestudeert, zult u hoogstwaarschijnlijk onbegrijpelijke termen en benamingen tegenkomen, die u ook goed zou leren kennen, zodat het bestuderen van dergelijke documenten niet zo moeilijk is.

We dwalen echter een beetje af van het onderwerp. Omdat we ons al vertrouwd hebben gemaakt met de chemische samenstelling van staal 20khn3a, kunnen we de belangrijkste ervan vrij nauwkeurig bepaleneigendommen. Dit staal is vanwege onzuiverheden van nikkel, chroom en koper begiftigd met een goede weerstand tegen corrosie, wat erg belangrijk is voor veel onderdelen die van deze staalsoort zijn gemaakt. Bovendien verhoogt een hoger nikkelgeh alte de hardbaarheid, wat ongetwijfeld het carboneringsproces zal vergemakkelijken.

Allereerst is koolstof verantwoordelijk voor de hardheid, die natuurlijk extreem klein is om de initiële hardheid van staal 20xn3a te garanderen. Silicium en chroom verbeteren de situatie enigszins, maar hun effect op de sterkte en hardheid van staal is uiterst onbeduidend.