20HN3A -liga de aço
20HN3A - liga de aço estrutural de cromo-níquel para aviação para melhoria térmica, destinada ao fabrico de peças para serviços pesados, de acordo com a norma PN-72/H-84035.
| Normas | Graus de aço | |||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Composição química % | ||||||||||||
| C: | Mn: | Si: | P: | S: | Cr: | Mo: | Ni: | V: | Ti: | Cu: | W: | |
| PN | 20HN3A | |||||||||||
| 0.18 - 0.24 | 0.30 - 0.60 | 0.17 - 0.37 | <0.03 | <0.03 | 0.6 - 0.9 | - | 2.80 - 3.20 | - | - | <0.20 | - | |
| GOST | 20ChN3A - 20KhN3A - 20ХН3А | |||||||||||
| 0.17 - 0.24 | 0.30 - 0.60 | 0.17 - 0.37 | <0.025 | <0.025 | 0.6 - 0.9 | <0.15 | 2.75 - 3.15 | <0.05 | <0.03 | <0.30 | <0.2 | |
| БДС | 20ChN3A - 20KhN3A - 20ХН3А | |||||||||||
| 0.17 - 0.24 | 0.30 - 0.60 | 0.17 - 0.37 | <0.025 | <0.025 | 0.6 - 0.9 | <0.15 | 2.75 - 3.15 | <0.05 | <0.03 | <0.30 | <0.2 | |
| GB/T | 20CrNi3 - A42202 - A 42202 | |||||||||||
| 0.17 - 0.24 | 0.30 - 0.60 | 0.17 - 0.37 | <0.035 | <0.035 | 0.6 - 0.9 | <0.15 | 2.75 - 3.15 | - | - | <0.30 | - | |
| GB/T | 20CrNi3A - A42203 - A 42203 | |||||||||||
| 0.17 - 0.24 | 0.30 - 0.60 | 0.17 - 0.37 | <0.025 | <0.025 | 0.6 - 0.9 | - | 2.75 - 3.15 | - | - | <0.25 | - | |
| UNS | AISI 4320 - 4320 | |||||||||||
| 0.17 - 0.22 | 0.45 - 0.65 | 0.15 - 0.35 | <0.035 | <0.04 | 0.4 - 0.6 | 0.2 - 0.3 | 1.65 - 2.00 | - | - | - | - | |
Aço 20HN3A - especificação e aplicação
O 20HN3A - aço níquel para endurecimento médio, cementação e cianetação, feito para peças de máquinas de tamanho médio com até cerca de 50 mm de secção transversal, com maior ductilidade, que precisam de núcleo dúctil e alta durabilidade.
Usado como aço para a indústria aeronáutica em peças de motores de combustão pesados e motores aviônicos, engrenagens, eixos, parafusos, balancins, parafusos e parafusos pesados. Aço de soldagem dura que precisa de pré-aquecimento, não tem resistência à corrosão, incluindo em ambientes atmosféricos.
Propriedades mecânicas e físicas do aço 20HN3A
| Propriedades mecânicas e físicas | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| Propriedades gerais | Propriedades para dimensões individuais | ||||
| ≤ 16mm | 16 - 40mm | 40 - 100mm | |||
| Resistência à tração, Rm (MPa) | ≥ 930 | 780 - 980 | 690 - 880 | 640 - 830 | |
| Limite de escoamento, Re (MPa) | ≥ 780 | 690 - 780 | 590 - 690 | 540 - 690 | |
| Alongamento, A (%) | ≥ 12 | 10 - 16 | 10 - 16 | 11 - 18 | |
| Resistência ao entalhe, KU2 | ≥ 80 J | ||||
| Contração, Z | ≥ 55 % | ||||
| Dureza após amolecimento | ≤ 229 HB | ||||
| Dureza após trefilagem no estado amolecido | ≤ 229 HB | ||||
| Dureza após trefilagem no estado endurecido | ≤ 277 HB (superfície de 6 mm) | ||||
| Dureza no estado de revenido | 293 - 388 HB (amostra ≤ 25 mm) | ||||
| Fator de expansão linear, α20-100 ℃ | 11,2⋅10⁻⁶ K⁻¹ | ||||
| Capacidade térmica, cp 20-100 ℃ | 492 J ⋅ kg⁻¹ K⁻¹ | ||||
| Condutividade térmica, λ20 ℃ | ~31 W ⋅ m⁻¹ K⁻¹ | ||||
| Densidade ρ | ~7,85 kg/dm³ | ||||
Tratamento térmico do aço 20HN3A
| Tratamento térmico - Temperatura e processo | ||
|---|---|---|
| Recozimento de amaciamento | 640 - 680℃ | |
| Recozimento de normalização | 840 - 879℃ | |
| Carburização | 900 - 920℃ | |
| Revenimento após carburação | 150 - 180℃ | |
| Cianetação | 840 - 860℃ | |
| Revenido após cianetação | 150 - 180℃ | |
| Endurecimento | 805 - 835℃ | em óleo |
| Temperamento | 450 - 550℃ | em óleo ou água |
Aço que pode formar escamas e ficar quebradiço com o temperamento.
Outras propriedades do 20HN3A
- Propriedades mecânicas de uma amostra de 25 mm em temperaturas elevadas e reduzidas
| Composição química (%) | Tratamento térmico | Resistência ao impacto KM, J/cm3 (kG ⋅ m/cm2) à temperatura | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| +50℃ | +20℃ | 0℃ | -20℃ | -40℃ | -60℃ | -70℃ | |||||
| C: | Mn: | Cr: | Ni: | Endurecimento em óleo a 820 ℃ Revenido em óleo a 500 ℃ | 101 | 98 | 98 | 98 | 95 | 90 | 88 |
| 0.20 | 0.57 | 0.76 | 3.17 | (10.3) | (10,0) | (10,0) | (10,0) | (9,7) | (9,2) | (9,0) | |
- Resistividade do 20HN3A
| Resistividade ρ e temperaturas (unidade μ ⋅ Ω ⋅ m) do material após o tratamento térmico. | |||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 20℃ | 100℃ | 200℃ | 300℃ | 400℃ | 500℃ | 600℃ | 700℃ | 800℃ | 900℃ | 1000℃ | 1100℃ | 1200℃ | 1300℃ |
| 0.268 | 0.317 | 0.387 | 0.469 | 0.567 | 0.681 | 0.817 | 0.981 | 1.115 | 1.148 | 1.178 | 1.201 | 1.225 | 1.246 |
- Módulo de elasticidade longitudinal E
| Valor E ⋅ 10-3 do material após o tratamento térmico (MPa) | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 20℃ | 100℃ | 200℃ | 300℃ | 400℃ | 500℃ | 600℃ | 700℃ |
| 202.0 | 197.0 | 191.5 | 184.6 | 175.7 | 166.4 | 175.7 | 141.8 |
Soldagem, goivagem e corte - 20HN3A
O aço 20HN3A pode ser combinado usando soldagem por fricção, soldagem elétrica e soldagem por resistência. É melhor fazer o tratamento em material amolecido. A goivagem a arco-ar pode ser feita no aço 20HN3A depois de pré-aquecer:
- produto com dimensões até 15 mm - temp.: 150 - 225 ℃
- produto com dimensões de 15-25 mm - temperatura: 175 - 250 ℃
- produto com dimensões de 25-50 mm - temperatura: 200 - 300 ℃
O corte térmico não representa nenhum obstáculo para o utilizador, mas antes do procedimento o produto também deve ser aquecido a uma temperatura de 200-275 ℃.
Os materiais podem ser cortados com chama de propano-butano-oxigénio, chama de acetileno-oxigénio ou arco de plasma. Após o tratamento, o produto deve ser arrefecido lentamente ao ar.
Soldadura do aço 20HN3A
O aço
20HN3A é difícil de soldar. Ao utilizar produtos da classe 20HN3A, a soldadura deve ser evitada e utilizada apenas em circunstâncias excecionais. Para soldagem a arco de 20HN3A, devem ser usados eletrodos revestidos EB1.55, EB.160, EB1.70, ES18-8-6 ou agentes aglutinantes de CO2 SpA3S1, SpG4S1. O aço deve ser aquecido à temperatura correta antes da soldagem.
A condição do produto deve ser amolecida e recomenda-se o uso de recozimento de relaxamento antes do tratamento. O produto após a soldagem deve ser melhorado termicamente ou ser submetido a um recozimento de amolecimento, pois nos locais soldados a influência da temperatura altera o estado do material.
Na ausência de tratamento térmico, o material pode ser resfriado gradualmente em esteiras de amianto, juntamente com o forno ou em areia quente. A tabela abaixo mostra as faixas de temperatura às quais o material deve ser aquecido antes da soldagem.
| Temperature of heating of 20HN3A products | |
|---|---|
| Espessura | Temperaturas |
| ≥ 15mm | 150 - 225℃ |
| 15 - 25mm | 175 - 250℃ |
| 25 - 50mm | 200 - 300℃ |
No grau 20HN3A, a empresa fornece:
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