Сталь 20ХН3А

Детали из 20ХН3А подвергают цементации с последующей закалкой и низким отпуском. В результате науглероженный поверхностный слой приобретает высокую твёрдость и износостойкость, а сердцевина, благодаря умеренному углероду и высокому никелю, остаётся прочной и вязкой. Такое сочетание свойств обеспечивает контактную выносливость рабочих поверхностей зубьев и шеек при одновременной способности сердцевины воспринимать ударные и изгибающие нагрузки без разрушения.

По составу и назначению 20ХН3А близка к стали 12ХН3А, но содержит больше углерода (0,17-0,24 % против примерно 0,09-0,16 %). Повышенный углерод даёт более высокую прочность сердцевины после термообработки при сохранении очень высокой вязкости, обеспечиваемой никелем. После закалки и отпуска сердцевина имеет временное сопротивление не менее 950 МПа, предел текучести не менее 735 МПа при относительном удлинении не менее 12 %, сужении не менее 55 % и ударной вязкости не менее 108 Дж/см². Это делает марку предпочтительной там, где от сердцевины требуется большая несущая способность. Заменителем 20ХН3А по ГОСТ выступает сталь 20ХГНР, где часть никеля замещена марганцем и бором, а при необходимости ещё большей прокаливаемости и вязкости применяют более легированную 20Х2Н4А с повышенным содержанием никеля.

Свариваемость стали ограниченная, что обусловлено высоким содержанием никеля и склонностью к образованию закалочных структур; сварка требует подогрева до 100-120 °C и последующей термообработки. Сталь также флокеночувствительна и склонна к отпускной хрупкости, что учитывают при термообработке крупных поковок. Плотность стали составляет 7,85 г/см³, что учитывается при расчёте массы деталей и заготовок. Среди зарубежных стандартов к 20ХН3А по составу близки французская сталь 20NC11 (AFNOR) и шведская 2515 (SS), однако соответствие приблизительное - при подборе замены его нужно проверять по химическому составу и механическим свойствам.