DIN 20MnCr5 1.7147 5120 केस हार्डनिंग स्टील

उत्पाद अवलोकन

DIN 20MnCr5 और ASTM 5120 उच्च प्रदर्शन वाले कम कार्बन मिश्र धातु कार्बराइज्ड स्टील हैं, जिन्हें बार-बार यांत्रिक तनाव, घर्षण और भारी भार के अधीन घटकों में उत्कृष्टता प्राप्त करने के लिए इंजीनियर किया गया है। एमएन-सीआर मिश्र धातु इस्पात श्रृंखला के मुख्य सदस्यों के रूप में, ये ग्रेड पहनने के लिए प्रतिरोधी कठोर सतह (कार्बराइजेशन के बाद 62 एचआरसी तक) और एक लचीला, प्रभाव प्रतिरोधी कोर का एक अनूठा संयोजन प्रदान करते हैं - जो उच्च-मांग वाले औद्योगिक परिदृश्यों में भंगुर विफलता के जोखिम को खत्म करते हैं।

20MnCr5 1.7147 यूरोपीय EN मानकों का पालन करता है, जबकि ASTM 5120 अमेरिकी समकक्ष है, दोनों 20CrMn से मेल खाते हैं। निर्बाध क्रॉस-क्षेत्रीय सोर्सिंग के लिए चीन के GB/T 3077 ऑटोमोटिव विनिर्माण, भारी मशीनरी, निर्माण उपकरण और एयरोस्पेस सहायक प्रणालियों में व्यापक रूप से अपनाए गए, ये स्टील्स सटीक ट्रांसमिशन भागों, उच्च शक्ति फास्टनरों और लोड-बेयरिंग शाफ्ट के लिए पहली पसंद हैं जहां स्थायित्व और विश्वसनीयता गैर-परक्राम्य है।

0.17-0.22% की सटीक रूप से कैलिब्रेटेड कार्बन सामग्री के साथ, स्टील्स कार्बराइजेशन प्रतिक्रिया को अनुकूलित करते हैं - यह सुनिश्चित करते हुए कि कोर की कठोरता को संरक्षित करते हुए कार्बन प्रसार एक घनी, कठोर सतह परत बनाता है। बहुमुखी आपूर्ति रूप (हॉट-रोल्ड बार, जाली बार, जाली ब्लॉक) और अनुकूलन योग्य फिनिश उन्हें छोटे सटीक घटकों और बड़े औद्योगिक हेवी-ड्यूटी भागों दोनों के लिए अनुकूल बनाते हैं।

इस्पात समतुल्य

देश	यूएसए	यूरोप	चीन
मानक	एएसटीएम ए29	EN10084	जीबी/टी3077
श्रेणी	5120	20MnCr5/1.7147	20CrMn

उत्पाद की विशेषताएँ

रासायनिक संरचना

20MnCr5 1.7147 और ASTM 5120 का प्रदर्शन उनके अनुकूलित मिश्र धातु अनुपात में निहित है, जिसमें सामग्री की अखंडता और प्रसंस्करण स्थिरता को बढ़ाने के लिए सख्त अशुद्धता नियंत्रण होता है। एशियाई बाज़ार संदर्भ के लिए चीनी समकक्ष 20CrMn भी शामिल है:

श्रेणी	सी	सी	एम.एन.	पी	एस	करोड़
5120	0.17-0.22	0.15-0.35	0.70-0.90	0.035मैक्स	0.040मैक्स	0.7-0.9
20MnCr5/1.7147	0.17-0.22	0.40अधिकतम	1.10-1.40	0.025मैक्स	0.035मैक्स	1.0-1.3
20CrMn	0.17-0.23	0.17-0.37	0.90-1.20	0.030मैक्स	0.030मैक्स	0.9-1.2

यांत्रिक विशेषताएं

सभी यांत्रिक गुणों का परीक्षण EN 10084 (20MnCr5) और ISO 683-11-1987 (सिम्युलेटेड केस-हार्डनिंग) के अनुपालन में किया जाता है, जिसमें व्यावहारिक अनुप्रयोग संदर्भ के लिए घटक व्यास द्वारा कैलिब्रेट की गई तन्य शक्ति होती है:

न्यूनतम तन्यता ताकत (200℃ पर कठोर और टेम्पर्ड)

आकार सीमा	तन्यता ताकत
d≤16	1200 एमपीए न्यूनतम
16＜d≤40	800 एमपीए न्यूनतम
40＜d≤100	600 एमपीए न्यूनतम

व्यापक यांत्रिक मेट्रिक्स

आईएसओ 683-11-1987 के अनुसार सिम्युलेटेड केस-हार्डनिंग स्थिति में संदर्भ परीक्षण बार के लिए यांत्रिक गुण।

आकार सीमा	तन्यता ताकत	नम्य होने की क्षमता	लम्बाई	आरटी/जे पर प्रभाव मूल्य
डी=16	1000-1350 एमपीए	670 एमपीए न्यूनतम	8% न्यूनतम	20 जे मिनट
डी=30	900-1250 एमपीए	610 एमपीए न्यूनतम	9% न्यूनतम	20 जे मिनट
डी=63	780-1130एमपीए	540 एमपीए न्यूनतम	10% न्यूनतम	23 जे मिनट

सतह की कठोरता

उष्मा उपचार	कठोरता
कतरनी क्षमता में सुधार के लिए उपचार किया गया (+एस)	HB255मैक्स
नरम एनील्ड (+ए)	HB217मैक्स
कठोरता सीमा (+TH) तक उपचारित	170-217HBW
फेराइट-पर्लाइट संरचना और कठोरता सीमा (+एफपी) से उपचारित	152-201HBW
सामान्यीकृत(+एन)	140-201HBW

कठोरता प्रदर्शन

20MnCr5 1.7147 विभिन्न घटक प्रसंस्करण आवश्यकताओं से मेल खाने के लिए अनुकूलन योग्य हार्डनेबिलिटी विकल्प (+H: सामान्य, +HL: कम प्रतिबंधित, +HH: उच्च प्रतिबंधित) प्रदान करता है। शमन सिरे से अलग-अलग दूरी पर रॉकवेल सी कठोरता इस प्रकार है (गर्मी उपचार प्रक्रिया डिजाइन के लिए मुख्य):

शमन सिरे से मिमी में दूरी
दूरी		1.5	3	5	7	9	11	13	15	20	25	30	35	40
कठोरता एचआरसी + एच में	अधिकतम	49	49	48	46	43	42	41	39	37	35	34	33	32
	मिन	41	39	36	33	30	28	26	25	23	21	/	/	/
कठोरता एचआरसी + एचएच में	अधिकतम	49	49	48	46	43	42	41	39	37	35	34	33	32
	मिन	44	42	40	37	34	33	31	30	28	26	25	24	23
कठोरता एचआरसी + एचएल में	अधिकतम	46	46	44	42	39	37	36	34	32	30	29	28	27
	मिन	41	39	36	33	30	28	26	25	23	21	/	/	/

अंत में रॉकवेल-सी कठोरता के लिए स्कैटर बैंड कठोरता परीक्षण को बुझाते हैं।

चाबी

परीक्षण टुकड़े के बुझते सिरे से X दूरी, मिमी

वाई कठोरता, एचआरसी

1 ऊपरी सीमा

2 ऊपरी सीमा, +एचएल ग्रेड

3 निचली सीमा, +एचएच ग्रेड

4 निचली सीमा

उष्मा उपचार

20MnCr5 1.7147 और ASTM 5120 दोनों में उत्कृष्ट ताप उपचार लचीलापन है, जो निर्माताओं को विशिष्ट घटक कार्यात्मक आवश्यकताओं के अनुसार सामग्री प्रदर्शन को अनुकूलित करने की अनुमति देता है। सभी प्रक्रियाओं को न्यूनतम विरूपण और अधिकतम प्रदर्शन बनाए रखने के लिए अनुकूलित किया गया है:

• सॉफ्ट एनीलिंग: 650-700℃ तक गर्म करें, भट्ठी को ठंडा करें → कठोरता ≤217HB। सटीक मशीनिंग (उदाहरण के लिए, गियर हॉबिंग, शाफ्ट टर्निंग) के लिए सामग्री की कठोरता को कम करने के लिए आदर्श।

• सामान्यीकरण: 840-870℃ तक ताप, वायु शीतलन → समान फेराइट-पर्लाइट संरचना (140-201एचबी)। फोर्जिंग/रोलिंग, बाद के कार्बराइजेशन के लिए तैयारी से आंतरिक तनाव को समाप्त करता है।

• कार्बराइजेशन: 20MnCr5 1.7147 को 880-980℃ तक गर्म किया जाता है (केस की गहराई के लिए समय समायोज्य) → सतह की कठोरता 58-62HRC। अनुकूलन योग्य केस गहराई (0.5-2.0 मिमी) के साथ घिसाव-ग्रस्त भागों (गियर दांत, स्प्रोकेट सतहों) के लिए बिल्कुल सही।

• शमन और तड़का: 830-840 ℃ तक गरम करें, तेल शमन (न्यूनतम विरूपण) + 150-200 ℃ तड़का → सतह की कठोरता को संरक्षित करते हुए अवशिष्ट तनाव से राहत देता है, घटक के जीवनकाल को 30-50% तक बढ़ाता है।

• इष्टतम गियर प्रक्रिया: कार्बराइजेशन (920-950 ℃, 4-8 घंटे) → तेल शमन → 180-200 ℃ टेम्परिंग (2 घंटे) → गियर दांतों के लिए पहनने के प्रतिरोध और प्रभाव कठोरता को संतुलित करता है।

आपूर्ति विशिष्टताएँ एवं समापन

हुनान क़िलु स्टील 20MnCr5 1.7147 और ASTM 5120 की पूर्ण-श्रेणी की आपूर्ति प्रदान करता है, जिसमें 10,000+ टन मासिक स्टॉक और विविध उत्पादन वर्कफ़्लो से मेल खाने के लिए अनुकूलन योग्य आकार/फ़िनिश शामिल हैं। सख्त सहनशीलता नियंत्रण खुरदरे और बारीक प्रसंस्करण दोनों के लिए सटीकता सुनिश्चित करता है।

आपूर्ति आकार

उत्पाद का प्रकार	आकार सीमा	लंबाई
हॉट रोल्ड बार	Φ14-Φ280मिमी	6000-9000 मिमी
गरम जालीदार पट्टी	Φ140-Φ1200मिमी	3000-5800 मिमी
गर्म जालीदार ब्लॉक	टी: 80-800 मिमी; डब्ल्यू: 100-2500 मिमी	2000-5800मिमी

स्टॉक हॉट-रोल्ड बार व्यास (सामान्य आकार)

14, 16, 18, 20, 22, 25, 28, 30, 32, 35, 38, 40, 42, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 100, 105, 110, 115, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180, 190, 200, 210, 220, 230, 240, 250, 260, 270, 280 मिमी

सतही फ़िनिश और परिशुद्धता

सतही समापन	बदल गया	मिल्ड	पीसना(सर्वोत्तम)	पॉलिश (सर्वोत्तम)	छिला हुआ (सर्वोत्तम)	काला जाली	ब्लैक रोल्ड
सहनशीलता	+0/+3मिमी	+0/+3मिमी	+0/+0.05मिमी	+0/+0.05मिमी	+0/+0.1मिमी	+0/+5मिमी	+0/+1मिमी
सीधापन	अधिकतम 1मिमी/1000मिमी.					अधिकतम 3मिमी/1000मिमी.

औद्योगिक अनुप्रयोग

20MnCr5 1.7147 और ASTM 5120 का अद्वितीय प्रदर्शन उन्हें उच्च-तनाव, उच्च-घिसाव वाले औद्योगिक परिदृश्यों में अपरिहार्य बनाता है। घटक आकार, भार और सुरक्षा आवश्यकताओं के आधार पर विभिन्न ग्रेड का चयन किया जाता है:

1. ऑटोमोटिव ड्राइवट्रेन सिस्टम

• ट्रांसमिशन गियर्स: 58-62HRC सतह कठोरता और ≥20J प्रभाव मूल्य के साथ 100,000+ किमी ड्राइविंग के बाद दांतों के घिसाव को रोकता है।

• ड्राइव शाफ्ट: आधे-शाफ्ट/प्रोपेलर शाफ्ट मरोड़ बलों का सामना करने के लिए ≥800MPa तन्य शक्ति (d≤40mm) का लाभ उठाते हैं।

• क्लच घटक: प्रेशर प्लेट/फ्लाईव्हील बिना किसी विकृति के बार-बार जुड़ाव को संभालने के लिए ≥8% बढ़ाव का उपयोग करते हैं।

2. भारी औद्योगिक मशीनरी

• स्प्रोकेट और पुली: 170-217HBW कठोरता (+TH ग्रेड) चेन/बेल्ट से घर्षण को रोकती है, जिससे रखरखाव डाउनटाइम कम हो जाता है।

• उच्च शक्ति वाले फास्टनर: टर्बाइन/कंप्रेसर के लिए बोल्ट/नट कंपन के तहत सुरक्षित रहने के लिए ≥540MPa उपज शक्ति (डी = 63 मिमी) का उपयोग करते हैं।

• वर्म गियर्स/स्लीव्स: मध्यम-लोड स्लाइडिंग घर्षण आवश्यकताओं को पूरा करते हुए लागत बचत के लिए 20CrNi स्टील की जगह लेता है।

3. निर्माण उपकरण

• खुदाई करने वाले गियर: ≥23J प्रभाव मान (d=63mm) के साथ स्विंग/ट्रैवल गियर चट्टान/मलबे के टकराव का सामना करते हैं; उत्कृष्ट कठोरता मोटे वर्गों में समान प्रदर्शन सुनिश्चित करती है।

• लोडर हाइड्रोलिक शाफ्ट: कठोर धूल भरे निर्माण वातावरण के अनुकूल, झुकने/टूटने के बिना अचानक 10+ टन भार परिवर्तन को संभालता है।

4. एयरोस्पेस सहायक प्रणालियाँ

• एपीयू ट्रांसमिशन पार्ट्स: उच्च तापमान स्थिरता (200 ℃ तक टेम्पर्ड) इंजन बे में विश्वसनीय संचालन सुनिश्चित करता है।

• लैंडिंग गियर लिंकेज: ग्राउंड फिनिश (+0/+0.05 मिमी सहनशीलता) सुचारू लैंडिंग संचालन के लिए सटीकता और ताकत प्रदान करता है (प्राथमिक उड़ान संरचनाओं के लिए नहीं)।

ग्रेड तुलना एवं चयन मार्गदर्शिका

1. DIN 20MnCr5 1.7147 बनाम ASTM 5120

पहलू	डीआईएन 20MnCr5 1.7147	एएसटीएम 5120
कड़ा करना	उच्च (1.10-1.40% एमएन) → गहरी कठोरता पैठ	मध्यम (0.70-0.90% एमएन) → छोटे भागों के लिए तीव्र शीतलन
अशुद्धता नियंत्रण	सख्त (P≤0.025%, S≤0.035%)	मानक (P≤0.035%, S≤0.040%)
आदर्श घटक	मोटे हिस्से (d>40 मिमी), सुरक्षा-महत्वपूर्ण हिस्से (ब्रेक, भारी शाफ्ट)	छोटे हिस्से (d≤16mm), गैर-महत्वपूर्ण घटक (ब्रैकेट, छोटे गियर)
लागत एवं मूल्य	थोड़ी अधिक लागत, बेहतर विश्वसनीयता	सामान्य उपयोग के लिए लागत प्रभावी, संतुलित प्रदर्शन

2. 20MnCr5 1.7147 बनाम 20CrMnTi

20CrMnTi एक व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला कार्बराइज्ड स्टील है; नीचे दी गई तुलना लक्षित चयन में मदद करती है:

पहलू	20MnCr5 1.7147	20CrMnTi
मिश्र धातु तत्व	एमएन-सीआर आधारित, कोई टीआई नहीं	Mn-Cr-Ti आधारित, Ti अनाज को परिष्कृत करता है
कड़ा करना	उच्चतर, मोटे वर्गों के लिए बेहतर	मध्यम, मध्यम/छोटे भागों के लिए उपयुक्त
मशीन की	उत्कृष्ट (कम अशुद्धता)	अच्छा है, लेकिन Ti काटने के प्रतिरोध को बढ़ाता है
प्रतिरोध पहन	सुपीरियर (घने सीआर कार्बाइड)	अच्छा (अनाज शोधन के लिए टीआई कार्बाइड)
लागत	मध्यम	हल्का सा कम
आवेदन	हेवी-ड्यूटी ट्रांसमिशन पार्ट्स, बड़े शाफ्ट	ऑटोमोटिव छोटे गियर, सटीक फास्टनरों

3. 20MnCr5 1.7147 बनाम 20Cr

20MnCr5 1.7147 सभी मुख्य पहलुओं में 20Cr से बेहतर प्रदर्शन करता है, जिससे यह उच्च-मांग वाले अनुप्रयोगों के लिए अपग्रेड विकल्प बन जाता है:

• कठोरता: 20MnCr5 में 20Cr की तुलना में 2-3 गुना अधिक गहरी कठोरता होती है, जो मोटे भागों में कोर की कोमलता को समाप्त कर देती है।

• यांत्रिक गुण: गर्मी उपचार के बाद 30% अधिक तन्यता ताकत और 50% अधिक प्रभाव मूल्य।

• पहनने का प्रतिरोध: कार्बराइज्ड सतह कठोरता 58-62HRC (20Cr: 50-55HRC), लंबे समय तक सेवा जीवन के साथ।

• आवेदन: कम लोड वाले हिस्सों के लिए 20 करोड़; उच्च तनाव, उच्च घिसाव वाले घटकों के लिए 20MnCr5।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

Q1: अपने प्रोजेक्ट के लिए 20MnCr5 1.7147 और ASTM 5120 के बीच चयन कैसे करें?

ए1: व्यास>40 मिमी, सुरक्षा-महत्वपूर्ण भागों (उदाहरण के लिए, ऑटोमोटिव ब्रेक), या कठोर कामकाजी परिस्थितियों (उच्च कंपन/प्रभाव) वाले घटकों के लिए 20MnCr5 1.7147 का चयन करें। छोटे भागों (d≤16mm), गैर-महत्वपूर्ण घटकों, या लागत-संवेदनशील परियोजनाओं के लिए ASTM 5120 चुनें- इसका प्रदर्शन पूरी तरह से सामान्य औद्योगिक आवश्यकताओं को पूरा करता है।

Q2: क्या 20MnCr5 1.7147 चीन के 20CrMn के साथ विनिमेय है?

A2: हां, 20CrMn (GB/T 3077) लगभग समान रासायनिक संरचना और यांत्रिक गुणों के साथ प्रत्यक्ष चीनी समकक्ष है। तत्व श्रेणियों में मामूली अंतर का व्यावहारिक अनुप्रयोग पर कोई प्रभाव नहीं पड़ता है, जिससे उत्पादन में निर्बाध प्रतिस्थापन संभव हो जाता है।

Q3: क्या मैं 20MnCr5 1.7147/ASTM 5120 वेल्ड कर सकता हूँ? प्रमुख कदम क्या हैं?

ए3: एमएन/सीआर सामग्री के कारण दोनों स्टील्स में सीमित वेल्डेबिलिटी है, लेकिन सफल वेल्डिंग सख्त प्रक्रिया नियंत्रण के साथ प्राप्त की जा सकती है:

• HAZ (हीट-प्रभावित क्षेत्र) क्रैकिंग को कम करने के लिए स्टील को 150-250℃ तक पहले से गरम करें (Cr HAZ में कठोर माइक्रोस्ट्रक्चर बनाता है)।

• हाइड्रोजन-प्रेरित क्रैकिंग को कम करने के लिए कम-हाइड्रोजन इलेक्ट्रोड (उदाहरण के लिए, E7018) का उपयोग करें।

• अवशिष्ट तनाव को दूर करने और कठोरता को बहाल करने के लिए 150-200 ℃ पर पोस्ट-वेल्ड तापमान।

ध्यान दें: कभी भी कार्बराइज्ड भागों को वेल्ड न करें - गर्मी कठोर सतह परत को नरम कर देगी; वेल्ड केवल एनील्ड/सामान्यीकृत अवस्था में।

Q4: 20MnCr5 1.7147 की कार्बराइजेशन विफलता का क्या कारण है और इससे कैसे बचा जाए?

ए4: सामान्य विफलताएँ: असमान केस गहराई, कम सतह कठोरता, कोर भंगुरता। रोकथाम के उपाय:

• कार्बराइजेशन तापमान (880-980℃) और समय (आवश्यक केस गहराई के आधार पर, 0.5-2.0 मिमी) को नियंत्रित करें।

• स्थानीय ओवरकार्बराइजेशन/अंडरकार्बराइजेशन से बचने के लिए एक समान भट्टी तापमान (तापमान अंतर ≤±5℃) सुनिश्चित करें।

• सतह के अशुद्धता संदूषण को रोकने के लिए उच्च शुद्धता वाले कार्बराइजिंग एजेंट का उपयोग करें।

• कोर की भंगुरता से बचने के लिए कार्बराइजेशन के बाद धीरे-धीरे ठंडा करें, फिर तेल शमन/तड़का लगाएं।

Q5: 20MnCr5 1.7147 की मशीनिंग दक्षता में सुधार कैसे करें?

A5: कठोरता को ≤217HB तक कम करने के लिए पहले सॉफ्ट एनीलिंग (650-700℃ फर्नेस कूलिंग) करें, जिससे काटने की दक्षता में काफी सुधार होगा। उच्च परिशुद्धता वाली मशीनिंग (उदाहरण के लिए, गियर कटिंग) के लिए, उपकरण की टूट-फूट को कम करने के लिए छिली हुई/जमीन वाली फिनिश का उपयोग करें।

Q6: सामान्य केस हार्डनिंग मिश्रधातुओं के स्थान पर 20MnCr5 1.7147/ASTM 5120 क्यों चुनें?

A6: ये ग्रेड तीन मुख्य पहलुओं में सामान्य मिश्र धातुओं से बेहतर प्रदर्शन करते हैं:

• वैश्विक मानक अनुपालन: EN 10084/ASTM A29/GB/T 3077 प्रमाणन अंतरराष्ट्रीय बिक्री बाधाओं को दूर करता है।

• लगातार प्रदर्शन: सख्त सहनशीलता (C±0.02%, तन्यता ताकत±50MPa) बैच-टू-बैच एकरूपता सुनिश्चित करती है, जिससे उत्पादन दोष कम हो जाते हैं।

• कुल लागत बचत: हालांकि जेनेरिक स्टील्स की तुलना में अग्रिम लागत 10-15% अधिक है, उनके 2-3 गुना लंबे जीवनकाल और कम रखरखाव आवश्यकताओं ने 5 वर्षों में कुल स्वामित्व लागत में 20-25% की कटौती की है।

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