Марочник сталей

Сталь 20ХГНР

Сталь 20ХГНР - легированная конструкционная цементуемая сталь, поставляемая по ГОСТ 4543-2016. Это комплексно-легированная марка повышенной прокаливаемости, главная особенность которой - микролегирование бором. После цементации с последующей закалкой и низким отпуском сталь получает твёрдую износостойкую поверхность при сохранении прочной и вязкой сердцевины, что определяет её применение в тяжелонагруженных деталях трансмиссий и приводов.

Ключевую роль в марке играет бор, вводимый в очень малых количествах - всего 0,001-0,005%. Даже такие микродобавки резко повышают прокаливаемость стали, обеспечивая сквозную закалку сечения и высокую прочность сердцевины. Экономический смысл бора в том, что он позволяет достигать нужного уровня прокаливаемости заметно дешевле, чем за счёт увеличения содержания дорогого никеля. Благодаря этому 20ХГНР сочетает высокие механические характеристики с рациональным расходом легирующих элементов.

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 20ХГНР

Остальные легирующие элементы дополняют действие бора и формируют сбалансированный комплекс свойств. Хром (0,70-1,10%) и марганец (0,70-1,00%) увеличивают прокаливаемость и прочность, никель (0,80-1,10%) повышает вязкость и сопротивление хрупкому разрушению, а титан (до 0,06%) связывает азот, защищая бор и сохраняя его эффективность. Совместное действие Cr-Mn-Ni-Ti с микролегированием бором обеспечивает устойчивый результат термической обработки по всему сечению детали.

Основной режим обработки - цементация поверхностного слоя с насыщением углеродом, после чего следуют закалка и низкий отпуск. В таком состоянии сердцевина показывает временное сопротивление σв ≥1270 МПа, предел текучести σт ≥1080 МПа, относительное удлинение δ5 ≥9%, относительное сужение ψ ≥50% и ударную вязкость KCU ≥59 Дж/см². Поверхность при этом приобретает высокую твёрдость и износостойкость, а вязкая сердцевина воспринимает ударные и изгибающие нагрузки.

Свариваемость стали 20ХГНР ограниченная: повышенное легирование и склонность к подкалке требуют подогрева до 100-120 °C и последующей термообработки, поэтому сварные соединения для ответственных деталей применяют с осторожностью. Сталь также флокеночувствительна и склонна к отпускной хрупкости, что учитывают при охлаждении после прокатки или ковки и при выборе режима отпуска. Плотность стали составляет 7,85 г/см³, что используется при расчёте теоретической массы заготовок и проката.

Отечественными заменителями 20ХГНР по уровню прокаливаемости и характеру термообработки выступают стали 20ХН3А, 12ХН2 и 12ХН3А. Точного зарубежного аналога марка не имеет, поэтому при замене на любую из перечисленных марок или на импортную цементуемую сталь требуется проверка фактического химического состава и подтверждение режима термообработки под конкретную деталь.

02Расшифровка обозначения 20ХГНР

«20» в начале обозначения - содержание углерода: около 0,20% (фактически 0,16-0,23%, в сотых долях процента). «Х» - хром (фактически 0,70-1,10%). «Г» - марганец (фактически 0,70-1,00%). «Н» - никель (фактически 0,80-1,10%), повышающий вязкость и сопротивление хрупкому разрушению. «Р» в конце обозначения - особый случай: эта буква указывает на легирование бором (фактически 0,001-0,005%), а не на элемент, который она обычно обозначает. Марка дополнительно микролегирована титаном (до 0,06%), связывающим азот и защищающим бор от потери эффективности. Именно бор, введённый в сотых и тысячных долях процента, резко повышает прокаливаемость стали за счёт торможения зарождения феррита на границах зёрен, поэтому 20ХГНР относится к сталям повышенной прокаливаемости при экономичном легировании.

03Химический состав стали 20ХГНР

Показатель	Значение
C (углерод)	0,16-0,23
Si (кремний)	0,17-0,37
Mn (марганец)	0,70-1,00
Cr (хром)	0,70-1,10
Ni (никель)	0,80-1,10
Ti (титан)	≤0,06
Cu (медь)	≤0,30
B (бор)	0,001-0,005
S (сера)	≤0,035
P (фосфор)	≤0,035

04Механические свойства стали 20ХГНР

Показатель	Значение
σв, МПа	≥1270
σт, МПа	≥1080
δ5, %	≥9
ψ, %	≥50
KCU, Дж/см²	≥59

05Физические свойства 20ХГНР

Плотность	7,85 г/см³ (20 °C, справочно)

06Термообработка 20ХГНР

Термообработка	Цементуемая сталь. Типовой цикл по справочным данным: нормализация 930 °C (воздух) → цементация 900-950 °C → закалка 840 °C (масло) → низкий отпуск 180-200 °C.

07Технологические свойства

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

Бор и прокаливаемость	Микролегирование бором 0,001-0,005% резко повышает прокаливаемость, обеспечивая сквозную закалку сечения экономнее, чем за счёт никеля.
Цементация и сердцевина	После цементации, закалки и низкого отпуска сердцевина даёт σв ≥1270 МПа, σт ≥1080 МПа, KCU ≥59 Дж/см² при твёрдой износостойкой поверхности.
Комплексное легирование	Сбалансированный комплекс Cr 0,70-1,10%, Mn 0,70-1,00%, Ni 0,80-1,10%, Ti ≤0,06% усиливает действие бора и стабилизирует свойства.
Свариваемость	Ограниченная: требуется подогрев 100-120 °C и последующая термообработка из-за повышенного легирования и склонности к подкалке.
Флокеночувствительность и отпускная хрупкость	Сталь флокеночувствительна и склонна к отпускной хрупкости, что учитывают при охлаждении после прокатки или ковки и при выборе режима отпуска.
Назначение	Цементуемая сталь для тяжелонагруженных шестерён, валов и ответственных деталей трансмиссий и приводов, ГОСТ 4543-2016.

08Применение стали 20ХГНР

Где применяется сталь 20ХГНР на производстве.

Шестерни и зубчатые колёса трансмиссий

Тяжелонагруженные шестерни и зубчатые колёса, где после цементации нужна твёрдая поверхность и прочная вязкая сердцевина для контактной выносливости и сопротивления ударам.

Валы и оси

Ответственные валы и оси приводов, воспринимающие крутящие и изгибающие нагрузки, с упрочнённой цементацией поверхностью при вязкой сердцевине.

Нагруженные цементуемые детали

Детали повышенной прокаливаемости, где требуется сквозная закалка сечения и высокая прочность сердцевины при экономичном легировании за счёт бора.

Детали автотракторной техники

Зубчатые и валовые детали трансмиссий и ходовой части автотракторного и тяжёлого машиностроения, работающие в условиях ударных и контактных нагрузок.

09Марка 20ХГНР 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.

10Частые вопросы по стали 20ХГНР

Зачем в сталь 20ХГНР добавляют бор и что он даёт?

Бор вводится в очень малых количествах - 0,001-0,005%, но даже такие микродобавки резко повышают прокаливаемость стали. Это позволяет получать высокую прочность сердцевины по всему сечению детали и при этом экономить на более дорогом никеле. Для защиты бора в марку добавлен титан, связывающий азот.

Что даёт цементация деталей из 20ХГНР?

Цементация насыщает поверхностный слой углеродом, после чего закалка и низкий отпуск формируют твёрдую износостойкую поверхность. Сердцевина при этом остаётся прочной и вязкой: σв ≥1270 МПа, σт ≥1080 МПа, KCU ≥59 Дж/см². Такое сочетание обеспечивает контактную выносливость и сопротивление ударным нагрузкам.

Чем 20ХГНР отличается от 18ХГТ и 20ХН3А?

Главное отличие - микролегирование бором, которое повышает прокаливаемость экономичнее, чем рост содержания никеля. По сравнению с 20ХН3А, где высокую прокаливаемость обеспечивает дорогой никель, 20ХГНР достигает близкого результата комплексом Cr-Mn-Ni-Ti плюс бор. Относительно 18ХГТ марка дополнительно легирована никелем и бором для большей прочности сердцевины.

Как варится сталь 20ХГНР?

Свариваемость ограниченная. Повышенное легирование и склонность к подкалке требуют предварительного подогрева до 100-120 °C и последующей термической обработки. Для ответственных нагруженных деталей сварку применяют ограниченно и с контролем режимов, поэтому марку чаще используют для деталей, формируемых механической обработкой и цементацией.

Почему бор в сотых долях процента так сильно повышает прокаливаемость 20ХГНР?

Дело в механизме действия: атомы бора сегрегируют, то есть собираются, на границах зёрен аустенита и тормозят зарождение феррита при охлаждении. Раз зарождение новой фазы на границах зёрен подавлено, сталь легче проходит сквозную закалку по всему сечению даже при том, что бора в составе - тысячные и сотые доли процента.

Почему бор в 20ХГНР используют вместе с титаном?

Бор активно реагирует со свободным азотом в стали, образуя нитрид бора, в таком виде он теряет способность повышать прокаливаемость. Титан (до 0,06%) связывает азот раньше и образует собственные нитриды, тем самым защищая бор для его основной работы на границах зёрен, а заодно измельчает зерно аустенита.

11Купить прокат из стали 20ХГНР со склада

Калькулятор массы

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

Позиции из стали 20ХГНР в наличии

Круг 20ХГНР 32 157 500 ₽/т в наличии · ближайший склад: Челябинск, доставка

Заказать прокат из стали 20ХГНР - 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.