Энциклопедия по машиностроению xxl. сталь хг

Алан-э-Дейл       07.09.2022 г.

Содержание

Характеристики пружинных сталей

Пружинные стали характеризуются повышенным пределом текучести (δВ) и упругости. Это важнейшая характеристика металла — выдерживать механические нагрузки без изменений своей первоначальной формы. Т.е. металл, подвергающийся растяжению или наоборот сжатию (упругой деформации), после снятия с него действующих сил, должен оставаться в первоначальной форме (без остаточной деформации).

Марки и область применения пружинной стали

По наличию дополнительных свойств пружинная сталь подразделяется на легированную (нержавеющую) и углеродистую. За основу легированной стали берется углеродистая с содержанием С 65-85 % и легируется 4 основными элементами, всеми или выборочно, каждый из которых вносит свои особенности:

  1. хром;
  2. марганец;
  3. кремний;
  4. вольфрам.

Хром — при концентрации более 13 % работает на обеспечение коррозионной стойкости металла. При концентрации хрома около 30 % изделие может работать в агрессивных средах: кислотной (кроме серной кислоты), щелочной, водной. Коррозионная пружинная сталь всегда легируется вторым сопутствующим элементом — вольфрамом и/ или марганцем. Рабочая t до 250 °C.

Вольфрам — тугоплавкое вещество. При попадании его порошка в расплав, образует многочисленные центры кристаллизации, измельчая зерно, что приводит к повышению пластичности без потери прочности. Это привносит свои плюсы: качество такой структуры остается очень высоким при нагреве и интенсивном истирании поверхности. При термической обработке этот элемент сохраняет мелкозернистую структуру, исключает разупрочнение стали при нагреве (в процессе эксплуатации) и дислокацию. Во время закалки увеличивает прокаливаемость, в результате чего структура получает однородность на большую глубину, что в свою очередь увеличивает эксплуатационный срок изделия.

Марганец и кремний — обычно участвуют в легировании обоюдно, причем соотношение всегда увеличивается в пользу марганца, примерно до 1,5 раз. Т. е. если содержание кремния 1 %, то марганец добавляется в количестве 1,1-1,5 %.

Тугоплавкий кремний является не карбидообразующим элементом. При попадании его в расплав одним из первых принимает участие в кристаллизации, выталкивая при этом карбиды углерода к границам зерен, что соответственно приводит к упрочнению металла.

Марганец можно назвать стабилизатором структуры. Одновременно искажая решетку металла и упрочняя его, марганец устраняет излишнюю прочность кремния.

В некоторые марки сталей (при работе изделия в высокотемпературных условиях, при t выше 300 ºC) в сталь присаживают никель. Он исключает образование карбидов хрома по границам зерен, которые приводят к разрушению матрицы.

Ванадий также может являться легирующим элементом, его функция похожа на действие вольфрама.

В пружинных марках оговаривается такой элемент как медь, содержание ее не должно превышать 0,15 %. Т. к. являясь легкоплавким веществом, медь концентрируется на границах зерен, снижая прочность.

К пружинным маркам относят: 50ХГ, 3К-7, 65Г, 65ГА, 50ХГФА, 50ХФА, 51ХФА, 50ХСА, 55С2, 55С2А, 55С2ГФ, 55ХГР, 60Г, 60С2, 60С2А, 605, 70, 70Г ,75, 80, 85, 60С2ХА, 60С2ХФА, 65С2ВА, 68А, 68ГА, 70Г2, 70С2ХА, 70С3А, 70ХГФА, SH, SL, SM, ДМ, ДН, КТ-2.

Марки такой стали используются для изготовления не только пружин и рессор, хотя это основное их назначение, которое характеризует основное свойство. Их применяют везде, где есть необходимость предать изделию упругость, одновременно пластичность и прочность. Все детали, которые изготавливают из этих марок, подвержены: растяжению и сжатию. Многие их них испытывают нагрузки, периодически сменяющие друг друга, причем с огромной циклической частотой. Это:

  • корпуса подшипников, которые испытывают в каждой точке сжатие и растяжение с высокой периодичностью;
  • фрикционные диски, испытывающие динамические нагрузки и сжатие;
  • упорные шайбы, основное время они испытывают нагрузки на сжатие, но к ним можно присовокупить и резкое изменение на растяжение;
  • тормозные ленты, для которых одним из главнейших задач является упругость при многократно повторяющемся растяжении. При такой динамике с усиленным старением и износом более прочная сталь (с меньшей упругостью) подвержена быстрому старению и внезапному разрушению.

Тоже касается и шестерней, фланцев, шайб, цанг и т. д.

Как легирующие элементы влияют на характеристики сплава ХВГ и другого металла.

Добавление легирующих компонентов в состав основы изменяет свойства стали. Характеристика стали будут зависеть от процентного содержания элементов в стали. Кроме того, на свойства нового материала будет влиять порядок взаимодействия дополнительных элементов друг с другом и с основным элементом – железом. Это задается термической обработкой.

Для того, чтобы легирующие материалы определенным образом заполнили кристаллическую решетку и задали необходимые свойства, они добавляются в расплав основы. Таким образом определяются следующие характеристики стали:

  • Изменение прочностных характеристик. Для этого необходимо каким либо образом исказить кристаллическую решетку.
  • Если при процессе обработки температурный градиент минимален, то это увеличивает толщину слоя закалки.
  • Снижение степени деформации влияет на укомплектованность кристаллической решетки.
  • Возможность образование трещин. При образовании карбидов на границах зерен, происходят разрывы межкристаллических связей, что приводит к образованию трещин.

Количество углерода, которое содержится в стали, определяет ее прочность. Чем выше процентное соотношение, тем прочнее сталь. Молекулы железа и углерода по размерам примерно равны. Углерод заменяет молекулы железа в кристаллической решетке, образуя при этом карбиды. В зависимости от их формы, размеру и количеству, будут установлены характеристики нового материала.

Хром является основным легирующим элементов в стали ХВГ. Небольшие по размеру атомы хрома размещаются в кристаллической решетке и придают ей стабильность и повышают плотность. Хром при взаимодействии с кислородом образует оксиды, по размерам не намного больше его атомов. Это позволяет применять хром для получения нержавеющей стали. Если содержание хрома не превышает 10,5%, то сталь обладает хорошей прокаливаемостью.

Чтобы уменьшить зерно ХВГ, повысив качество стали и увеличить слой закалки в сплав добавляют вольфрам и молибден. Данные элементы, так же как и углерод обладают способностью образовывать карбиды. Эти компоненты являются точками кристаллизации, уменьшают зерна, что приводит к увеличению пластичности металла, но не к изменению его прочностных характеристик.

Чтобы повысить прочность металла, в него добавлены второстепенные элементы — кремний и марганец. В этой паре кремний – основной легирующий элемент повышающий прочность, а марганец выполняет роль баланса, увеличивая пластичность и вязкость.

Отечественная промышленность выпускает сталь ХВГ по нескольким ГОСТам. Эти стандарты определяют как форму готовых изделий, так и их состав. В зависимости от приобретаемого проката, цена на данный материал может различаться.

Механические характеристики

Сечение, мм t отпуска, °C sТ|s0,2, МПа σB, МПа d5, % d4 d10 d10 y, % кДж/м2, кДж/м2 Твёрдость по Бринеллю, МПа
Лента плющенная средней прочности 0,1-4,0 мм по ГОСТ 10234-77 в состоянии поставки (указано состояние поставки)
780-1270
780-930
930-1080
1080-1230
≤780 ≥10
≤570
Закалка в воду с 840 °С + отпуск при 560-580 °С, охлаждение на воздухе (указано место вырезки образца)
120 470 760
Закалка в воду с 840 °С
540 740 880 17 50 260
Нормализация при 830 °С, охлаждение на воздухе (крупнозернистая структура)
370 760 10 22
Закалка в воду с 840 °С + отпуск при 560-580 °С, охлаждение на воздухе (указано место вырезки образца)
160 470 760
Закалка в воду с 840 °С
580 680 810 18 52 235
Нормализация при 830 °С, охлаждение на воздухе (крупнозернистая структура)
285 740 20 35
Закалка в воду с 840 °С + отпуск при 560-580 °С, охлаждение на воздухе (указано место вырезки образца)
240 450 760
Закалка в воду с 840 °С
620 600 750 22 56 220
Нормализация при 830 °С, охлаждение на воздухе (крупнозернистая структура)
260 590 20 47
Закалка в воду с 840 °С + отпуск при 560-580 °С, охлаждение на воздухе (указано место вырезки образца)
120 510 800
Нормализация при 830 °С, охлаждение на воздухе (крупнозернистая структура)
220 520 37 52
Закалка в воду с 840 °С + отпуск при 560-580 °С, охлаждение на воздухе (указано место вырезки образца)
160 510 800
Отжиг (мелкозернистая структура)
570 810 15 40
Закалка в воду с 840 °С + отпуск при 560-580 °С, охлаждение на воздухе (указано место вырезки образца)
240 490 780
Отжиг (мелкозернистая структура)
460 780 25 52
Лента холоднокатаная 0,1-4,0 мм по ГОСТ 2283-79 в состоянии поставки
0.1-4 740-1180
Закалка в воду с 840 °С + отпуск при 560-580 °С, охлаждение на воздухе (указано место вырезки образца)
120 450 740 16 50
Отжиг (мелкозернистая структура)
375 640 25 55
Лента холоднокатаная 0,1-4,0 мм по ГОСТ 2283-79 в состоянии поставки
0.1-1.5 ≤640 ≥15
Закалка в воду с 840 °С + отпуск при 560-580 °С, охлаждение на воздухе (указано место вырезки образца)
160 430 740 16 45
Отжиг (мелкозернистая структура)
255 450 45 60
Лента холоднокатаная 0,1-4,0 мм по ГОСТ 2283-79 в состоянии поставки
1.5-4 ≤740 ≥10
Закалка в воду с 840 °С + отпуск при 560-580 °С, охлаждение на воздухе (указано место вырезки образца)
240 430 740 16 45
Лента холоднокатаная 0,1-4,0 мм по ГОСТ 2283-79 в состоянии поставки
0.1-1.5 ≤610 ≥15
Закалка в воду с 840 °С + отпуск при 560-580 °С, охлаждение на воздухе (указано место вырезки образца)
30 550 800 18 55
Лента холоднокатаная 0,1-4,0 мм по ГОСТ 2283-79 в состоянии поставки
1.5-4 ≤610 ≥13
Закалка в воду с 840 °С + отпуск при 560-580 °С, охлаждение на воздухе (указано место вырезки образца)
50 490 760 18 55
Пруток. Закалка в воду с 840 °C + Отпуск при 560-580 °C, охлаждение на воздухе
25-30 550 800 18 55 780
Закалка в воду с 840 °С + отпуск при 560-580 °С, охлаждение на воздухе (указано место вырезки образца)
80 470 740 18 50
Пруток. Закалка в воду с 840 °C + Отпуск при 560-580 °C, охлаждение на воздухе
30-50 490 760 18 55 680
50-80 470 740 18 50 590
Пруток. Закалка в масло с 850 °С + Отпуск при 600 °С, охлаждение на воздухе
25 390 650 13

Марки стали по ГОСТу 14959–79

Это стали с высоким содержанием углерода, но с малым легированием. Госстандарт 14959 обозначает – легированный сплав следующих марок:

  • 3К-7 – применяется в выработке проволоки холоднотянутым способом, из которой изготавливают пружины, незакаливаемые;
  • 50ХГ – производят рессоры для автомашин и пружины для жд. составов;
  • 50ХГА – назначение в производстве как у предыдущей марки рессорно пружинной стали;
  • 50ХГФА – выпускают особенные пружины и рессорные детали для машин;
  • 50ХСА – пружины специального назначения и небольшие детали для механизмов часов;
  • 50ХФА – изготавливают детали с повышенной нагрузкой, с требованиями высочайшей устойчивости и прочности, которые действуют при больших температурах – до 300 градусов.
  • 51ХФА – для пружинной проволоки;
  • 55С2 — для производства пружинных механизмов и рессор, используемых в тракторостроении, машиностроении, для подвижных составов на ж/д;
  • 55С2А – производят авторессоры, пружины для поездов;
  • 55С2ГФ – для выработки очень прочных пружин специального направления, авторессор;

  • 55ХГР – производят полосовую сталь пружинную, толщина которой варьируется от 3 до 24 мм;
  • 60Г – для выработки круглых и гладких пружин, колечки и прочие выработки пружинного типа, обладающих высокой стойкостью к изнашиванию и упругостью, например, скобы, втулки, тамбурины для тормозящих систем, применяемые в тяжелом машиностроении;

Cталь 50Г технологические, механические, физические свойства, химический состав. Сталь 50Г круг стальной пруток

Справочная информация

Характеристика материала сталь 50Г

Марка стали сталь 50Г
Заменитель стали сталь 40Г, сталь 50
Классификация стали Сталь конструкционная легированная ГОСТ 4543-71
ГП «Стальмаш» поставляет сталь 50Г в следующих видах металлопроката:круг ст 50Г ГОСТ 2590-2006 (ГОСТ 2590-88) круг (пруток) стальной горячекатаныйкруг ст 50Г ГОСТ 7417-75 круг (пруток) калиброванный
Применение стали 50Г диски трения, валы, шестерни, шлицевые валы, шатуны, распределительные валики, втулки подшипников, кривошипы, шпиндели, ободы маховиков, коленвалы дизелей и газовых двигателей и другие детали, к которым предъявляются требования повышенной прочности и износостойкости.

Химический состав в % материала сталь 50Г

C Si Mn Ni S P Cr Cu
0.48 — 0.56 0.17 — 0.37 0.7 — 1 до   0.3 до   0.035 до   0.035 до   0.3 до   0.3

Температура критических точек материала сталь 50Г

Ac1 = 723 ,      Ac3(Acm) = 760 ,       Ar3(Arcm) = 740 ,       Ar1 = 680 ,       Mn = 320

Механические свойства при Т=20oС материала сталь 50Г

Сортамент Размер Напр. sT d5 y KCU Термообр.
мм МПа МПа % % кДж / м2
Пруток Ж 30 Ц 800 550 18 55 780 Закалка 840oC, вода, Отпуск 560 — 580oC, воздух,
Пруток Ж 50 Ц 760 490 18 55 680 Закалка 840oC, вода, Отпуск 560 — 580oC, воздух,
Пруток Ж 80 Ц 740 470 18 50 590 Закалка 840oC, вода, Отпуск 560 — 580oC, воздух,
Лента отожжен. до 1.5   650   15      
    Твердость материала сталь 50Г   после отжига ,       HB 10 -1 = 229   МПа

Физические свойства материала сталь 50Г

T E 10- 5 a 10 6 l r C R 10 9
Град МПа 1/Град Вт/(м·град) кг/м3 Дж/(кг·град) Ом·м
20 2.16   43 7810    
100 2.13 11.8 42   487  
200 2.08 12.5 41   500  
300 1.99 13.2 38   517  
400 1.85 13.8 36   533  
500 1.74 14.3 34   559  
600 1.6 14.8 31   584  
700 1.42 15.1 29   609  
800 1.3 12.3 28   676  
T E 10- 5 a 10 6 l r C R 10 9

Технологические свойства материала сталь 50Г

  Свариваемость: трудносвариваемая.
  Флокеночувствительность: чувствительна.
  Склонность к отпускной хрупкости: склонна.

Зарубежные аналоги материала сталь 50ГВнимание!   Указаны как точные, так и ближайшие аналоги

США Япония Англия Болгария Польша
JIS BS BDS PN

Обозначения:

Механические свойства :
— Предел кратковременной прочности ,
sT — Предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации),
d5 — Относительное удлинение при разрыве ,
y — Относительное сужение ,
KCU — Ударная вязкость , [ кДж / м2]
HB — Твердость по Бринеллю ,
Физические свойства :
T — Температура, при которой получены данные свойства ,
E — Модуль упругости первого рода ,
a — Коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20o — T ) , [1/Град]
l — Коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала) , [Вт/(м·град)]
r — Плотность материала , [кг/м3]
C — Удельная теплоемкость материала (диапазон 20o — T ), [Дж/(кг·град)]
R — Удельное электросопротивление,
Свариваемость :
без ограничений — сварка производится без подогрева и без последующей термообработки
ограниченно свариваемая — сварка возможна при подогреве до 100-120 град. и последующей термообработке
трудносвариваемая — для получения качественных сварных соединений требуются дополнительные операции: подогрев до 200-300 град. при сварке, термообработка после сварки — отжиг

Сталь ХВГ характеристики, применение, ГОСТ

Распространенная благодаря характеристикам и хорошей обрабатываемости ковкой и резанием (после отжига), невысокой стоимости, сталь ХВГ применяется во многих агрегатах, конструкциях и промышленности. По структуре относиться она к заэвтектоидным сталям перлитного класса, по назначению к инструментальным легированным.

Применение ХВГ

Само название «инструментальная» определяет использование этой марки. Но какие свойства обеспечивают ей такое назначение? В первую очередь ее стойкость к короблению при закалке, которой она обязательно подвергается, и коррозионная стойкость.

  • Так как сталь ХВГ не деформируется, из нее изготавливают мерительный инструмент высокой точности и любой длины.
  • Устойчивость к образованию окалины позволяет подвергать изделия из этой стали термическим операциям в уже шлифованном виде, что также позволяет изготовить инструмент без припусков на окончательную механическую обработку (т. е. шлифование).
  • Износостойкость поверхности и вязкая середина определяют, как сталь для изготовления деталей, подвергающихся динамическим нагрузкам, например, кольцам пружинных амортизаторов.
  • Коррозионная стойкость ХВГ обеспечена содержанием хрома, актуальна при изготовлении практически любого инструмента и запчасти.
  • Высокая прочность используется для изготовления деталей для прокатных станов, холодного волочения. Это пуансоны, валки, резьбовых калибров и т. д.
  • Износостойкость и прочность — основные используемые характеристики для всех деталей, в том числе и замочных шайб.

Чем не обладает марка стали ХВГ, так это теплостойкостью, способностью сохранять свои свойства, в частности твердость, при высоких температурах. Это условие необходимо для режущего и быстрорежущего инструмента, где температура кромок может достигать 650 ºC. Разупрочнение ХВГ происходит при температуре 200 ºC, поэтому ее используют только для деталей, работающих в диапазоне низких температур. 

Поставляется сталь ХВГ в:

  • прутках калиброванных и шлифованных;
  • серебрянке;
  • листах толстых;
  • полосах;
  • поковках;
  • болванках;
  • слябах. 

Состав стали

Если сталь применяется для изготовления настолько прочных инструментов, то, следовательно, она сама обладает если не выдающимися, то весьма показательными характеристиками. Стали ХВГ подобные свойства достались благодаря насыщенному составу, в котором каждый отдельный элемент придает сплаву определенные свойства. Вот полный список этих самых легирующих элементов и их процентное отношение:

  1. Железо — около 94 %. Элемент, являющий собой основную массу стального сплава, а также связующий элемент для всех остальных легирующих добавок.
  2. Углерод — 1,25 %. Наиболее важная добавка, так как именно углерод придает мягкому по своей природе железу прочность и твердость. Его содержание в составе более — 1 %, что автоматически причисляет сталь к разряду высокоуглеродистых.
  3. Марганец — 0,95 %. Увеличивает износостойкость сплава, устойчивость к нагрузкам, прочность, прокаливаемость и уменьшает риск деформации при закалке.
  4. Хром — 1,5 %. Как ни странно, и этот легирующий элемент призван улучшить прочностные характеристики стали ХВГ, а также ее прокаливаемость и снизить рост зерен карбидов после термообработки.
  5. Вольфрам — 1,4 %. Увеличивает прочностные характеристики металла, значительно повышает жаростойкость.
  6. Кремний — 0,25 %. Добавляет готовому изделию пластичности, однако незначительно нивелирует твердость.
  7. Медь, никель, молибден, сера и фосфор — в районе 0,3 % от общей массы сплава. При таком незначительном содержании ярко выраженных положительных или отрицательных свойств сплаву не прибавляют.

механические свойства, химический состав. Где применяется сталь 50.

Сталь 50-й марки отличается повышенным содержанием марганца, который наделяет сплав износостойкостью, а готовому изделию помогает противостоять силам трения. В промышленности это пружины, зубчатые колёса, малонагруженные рессоры, бандажи, а также роторы электрических машин. Еще один популярный «полуфабрикат», выполненный из стали 50, это ремизная луженая термообработанная проволока.

Процентное содержание химических элементов

Как и в любой углеродистой стали, помимо 97-процентной доли железа (Fe), особого внимания заслуживает количество углерода (С). Как становится понятно из названия, в данном сплаве средняя величина углерода в сотых долях процента равна 0,5. Таким образом, химический состав этого конструкционного материала будет выглядеть так:

  • Fe – ~97%
  • Mn – 0,5 – 0,8%
  • C – 0,47 – 0,55%
  • Si – 0,17 – 0,37%
  • S – не более 0,04%
  • P – не более 0,035%
  • Cr – не более 0,25%
  • Ni – не более 0,25%
  • Cu – не более 0,25%
  • As – не более 0,08%

Применение стали 50 и ГОСТы

Кроме вышеперечисленных изделий данный сплав идет на выпуск кузнечных топоров. Твердость данного материала составляет HB 10-1 = 207 МПа, при этом твердость в Rc может варьироваться в зависимости от способа обработки стали 50. При изготовлении топоров или гаечных ключей заготовки закаливаются в воде, после чего отпускаются при t=350-400° (45-60 мин.). В данном случае удается добиться твёрдости Rc = 40-45. Если же сплав применяется для получения рабочих частей кулачковых молотков, кирок или мотыг, то после закалки отпуск производят при t=240-300° (20-40 мин). Это позволяет получить твёрдость Rc = 51.

Среди прочих изделий, получаемых из 50-й стали – практически полный ассортимент элементов и узлов промышленного оборудования, работающих на трение. Зубчатое колесо, шток, прокатный вал, ось, бандаж, лемехи, палец звенья гусеницы, муфта сцепления, корпус форсунки – всё это обычно производят из стали 50.

В производство этот конструкционный углеродистый сплав может поступать в виде фасонного сортового проката:

  • тонкие листы (по ГОСТ 16523-97)
  • толстые листы (по ГОСТ 1577-93 и 19903-74)
  • ленты (по ГОСТ 1530-78, 21996-76, 2284-79 и 10234-77)
  • валки (по ОСТ 24.013.21-85, 24.013.04-83 и 5399-97)
  • полосы (по ГОСТ 1577-93, 103-2006 и 82-70,)
  • проволока (по ГОСТ 17305-91)
  • калиброванные прутки (по ГОСТ 8559-75, 7417-75, 8560-78 и 10702-78)
  • шлифованные прутки (по ГОСТ 14955-77 и 10702-78)

Маркировка

Пружинно-рессорные стали можно сгруппировать по позициям:

  • нелегированные с содержанием углерода 65-85 % — недорогая сталь общего назначения;
  • марганцево-кремниевые — наиболее дешевая с высокими физико-химическими показателями;
  • хромо-марганцевые — нержавеющая сталь, работает в агрессивных средах при t -250 +250 C;
  • дополнительно легированные и/или вольфрамом, ванадием, бором — представляют собой стали с повышенным ресурсом работы благодаря однородной структуре, отличным соотношением прочности и пластичности благодаря измельченному зерну и выдерживает высокие механические нагрузки. Используются на таких объектах как ЖД транспорт.

Маркировка пружинных сталей проводиться следующим образом. Разберем на примере 60С2ХФА:

  • 60 — процентное содержание углерода в десятых долях (углерод не указывается в буквенном значении);
  • С2 — буквенное обозначение кремния с индексом 2, обозначает увеличенное стандартное содержание (1-1,5 %) в 2 раза;
  • Х — наличие хрома до 0,9-1 %;
  • Ф — содержание вольфрама до 1 %;
  • А — добавленный буквенный индекс А в конце маркировки обозначает минимальное содержание вредных примесей фосфора и серы, не более 0,015 %.

Химический состав 13ХФА

Массовая доля элементов стали 13ХФА по

ГОСТ 4543-2016

C
(Углерод)
Si
(Кремний)
Mn
(Марганец)
P
(Фосфор)
S
(Сера)
Cr
(Хром)
Mo
(Молибден)
Ni
(Никель)
V
(Ванадий)
Ti
(Титан)
Al
(Алюминий)
Cu
(Медь)
N
(Азот)
W
(Вольфрам)
Fe
(Железо)
0,11 — 0,17 0,17 — 0,37 0,4 — 0,65 0,5 — 0,7 0,04 — 0,09 0,02 — 0,06 остальное

Химический состав может быть изменён по договорённости с поставщиком: содержание кальция в составе не должно превышать 0,003. Эм = 0,3Cr + 0,5Ni + 0,7Cu.

Массовая доля элементов стали 13ХФА по

ТУ 14-1-5598-2011

C
(Углерод)
Si
(Кремний)
Mn
(Марганец)
P
(Фосфор)
S
(Сера)
Cr
(Хром)
Ni
(Никель)
V
(Ванадий)
Al
(Алюминий)
Cu
(Медь)
N
(Азот)
Fe
(Железо)
0,08 — 0,17 > 0,17 0,5 — 0,7 0,04 — 0,09 0,02 — 0,05 остальное

Массовая доля элементов стали 13ХФА по

ТУ 1303-006.3-593377520-2003

C
(Углерод)
Si
(Кремний)
Mn
(Марганец)
P
(Фосфор)
S
(Сера)
Cr
(Хром)
Ni
(Никель)
V
(Ванадий)
Nb
(Ниобий)
Ti
(Титан)
Al
(Алюминий)
Cu
(Медь)
N
(Азот)
Fe
(Железо)
0,17 — 0,37 0,5 — 0,7 0,04 — 0,09 0,02 — 0,05 остальное

Массовая доля элементов стали 13ХФА по

ТУ 1308-245-0147016-2002

C
(Углерод)
Si
(Кремний)
Mn
(Марганец)
P
(Фосфор)
S
(Сера)
Cr
(Хром)
Ni
(Никель)
V
(Ванадий)
Al
(Алюминий)
Cu
(Медь)
N
(Азот)
Fe
(Железо)
0,13 — 0,17 0,17 — 0,37 0,45 — 0,65 0,5 — 0,7 0,4 — 0,9 0,02 — 0,05 остальное

Массовая доля элементов стали 13ХФА по

ТУ 1317-006.1-593377520-2003

C
(Углерод)
Si
(Кремний)
Mn
(Марганец)
P
(Фосфор)
S
(Сера)
Cr
(Хром)
Ni
(Никель)
V
(Ванадий)
Nb
(Ниобий)
Ti
(Титан)
Al
(Алюминий)
Cu
(Медь)
N
(Азот)
Ce
(Церий)
Fe
(Железо)
Ca
(Кальций)
0,11 — 0,17 0,17 — 0,37 0,4 — 0,65 0,5 — 0,7 0,04 — 0,09 0,02 — 0,05 остальное

Массовая доля элементов стали 13ХФА по

ТУ 1317-233-0147016-2002

C
(Углерод)
Si
(Кремний)
Mn
(Марганец)
P
(Фосфор)
S
(Сера)
Cr
(Хром)
Ni
(Никель)
V
(Ванадий)
Al
(Алюминий)
Cu
(Медь)
N
(Азот)
Fe
(Железо)
0,13 — 0,17 0,17 — 0,37 0,45 — 0,65 0,5 — 0,7 0,04 — 0,09 0,2 — 0,05 остальное

Массовая доля элементов стали 13ХФА по

ТУ 1469-011-593377520-2005

C
(Углерод)
Si
(Кремний)
Mn
(Марганец)
P
(Фосфор)
S
(Сера)
Cr
(Хром)
Ni
(Никель)
V
(Ванадий)
Nb
(Ниобий)
Ti
(Титан)
Al
(Алюминий)
Cu
(Медь)
N
(Азот)
Fe
(Железо)
0,17 — 0,37 0,5 — 0,7 0,04 — 0,09 0,02 — 0,05 остальное

Массовая доля элементов стали 13ХФА по

ТУ 3600-010-88626180-2012

Преимущества и недостатки

Самым большим преимуществом марки 50 перед высококачественными нержавеющими сталями является её сравнительно невысокая стоимость. Поэтому там, где возможно, она заменяет их.

Детали из стали 50 долговечны благодаря высокой износостойкости при трении.

Для марки 50 характерно отсутствие флокенов. Это дефект в сталях в виде внутренних транскристаллитных трещин. Отсюда высокая надёжность конструкций из стали 50.

Сталь 50 не подвержена отпускной хрупкости. Во многих сталях после температурного отпуска наблюдается снижение ударной вязкости. У марки 50 нет такого недостатка, поэтому детали не боятся ударных нагрузок.

Среди недостатков стали 50 отмечаются такие, как недостаточно хорошая свариваемость при нормальной температуре, невысокая прокаливаемость, склонность к растрескиванию при закалке в воде.

Стандарты

Название Код Стандарты
Листы и полосы В23 ГОСТ 103-2006
Сортовой и фасонный прокат В22 ГОСТ 1133-71, ГОСТ 2590-2006, ГОСТ 2591-2006, ГОСТ 2879-2006
Ленты В34 ГОСТ 2283-79, TУ 14-1-2992-80, TУ 14-4-357-73, TУ 14-4-469-73, TУ 14-4-580-74, TУ 14-4-400-73
Проволока стальная средне- и высокоуглеродистая В72 ГОСТ 26366-84
Листы и полосы В33 ГОСТ 4405-75, TУ 14-1-3196-81, TУ 14-1-3396-82
Сортовой и фасонный прокат В32 ГОСТ 7417-75, ГОСТ 7419-90, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78, ГОСТ 14955-77, ГОСТ 14959-79, TУ 14-1-2118-77, TУ 14-1-2462-78, TУ 14-1-575-73, TУ 14-1-658-73, TУ 14-1-950-74, TУ 14-11-245-88, TУ 14-1-1271-75, TУ 14-136-367-2008
Обработка металлов давлением. Поковки В03 ГОСТ 8479-70, СТ ЦКБА 010-2004
Болванки. Заготовки. Слябы В31 TУ 14-1-1213-75, TУ 1-92-156-90
Трубы стальные и соединительные части к ним В62 TУ 14-3-356-75
Проволока стальная легированная В73 TУ 14-4-70-72

Аналоги стали 50

При отсутствии стали 50 её можно заменить российскими аналогами. К ним относятся стали 45, 50Г, 50Г2, 55. За рубежом также широко распространены стали такого класса.

Вот их краткий перечень с указанием марок:

  • США–1050;
  • Германия, Италия, Евросоюз–С50;
  • Япония–S50С;
  • Китай, Болгария–50;
  • Франция–С50; Англия, Испания, Венгрия–С50Е;
  • Бельгия–С53;
  • Польша–55, Румыния–LC50AT;
  • Швеция–1655.

Заключение

Порядка 80% из всего объёма производимой стали приходится на долю углеродистых сталей. Среди них марка 50 занимает далеко не последнее место. Из всех описанных положительных качеств, пожалуй, самым примечательным является её феноменальная стойкость к трению. Благодаря только одному этому параметру сталь 50 будет применяться ещё очень долго.

Рейтинг: 5/5 — 1
голосов

Сталь ХВГ — характеристика, химический состав, свойства, твердость

Заменитель
стали: 9ХС, ХГ, 9ХВГ, ХВСГ, ШХ15СГ.
Вид поставки
Сортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 5950-73, ГОСТ 2590-71, ГОСТ 2591-71. Калиброванный пруток ГОСТ 5950-73, ГОСТ 7417-75, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78. Шлифованный пруток и серебрянка ГОСТ 5950-73, ГОСТ 14955-77. Полоса ГОСТ 4405-75. Поковки и кованые заготовки ГОСТ 5950-74, ГОСТ 1133-71, ГОСТ 7831-78.
Назначение
измерительный и режущий инструмент, для которого повышенное коробление при закалке недопустимо, резьбовые калибры, протяжки, длинные метчики, длинные развертки и другой вид специального инструмента, холодновысадочные матрицы и пуансоны, технологическая оснастка.

Химический состав

Химический элемент %
Вольфрам (W) 1.20-1.60
Кремний (Si) 0.10-0.40
Медь (Cu), не более 0.30
Молибден (Mo), не более 0.30
Марганец (Mn) 0.80-1.10
Никель (Ni), не более 0.35
Фосфор (P), не более 0.030
Хром (Cr) 0.90-1.20
Сера (S), не более 0.030

Технологические свойства

Температура ковки
Начала 1070, конца 860. Охлаждение замедленное.
Свариваемость
не применяется для сварных конструкций.
Обрабатываемость резанием
В горячекатаном состоянии при НВ 235 и sB = 760 МПа Ku тв.спл. = 0,75, Ku б.ст. = 0.35.
Склонность к отпускной способности
малосклонна
Флокеночувствительность
чувствительна
Шлифуемость
при твердости HRCэ 59-61 пониженная; при HRCэ 55-57 — удовлетворительная

Ударная вязкость

Ударная вязкость, KCU, Дж/см2

Состояние поставки, термообработка KCU HRCэ
Сечение 15 мм, место вырезки образца 1/2R. Закалка на мелкое зерно. Отпуск 150-160 С. 40 64
Сечение 25 мм, место вырезки образца 1/2R. Закалка на мелкое зерно. Отпуск 150-160 С. 30 64
Сечение 50 мм, место вырезки образца 1/2R. Закалка на мелкое зерно. Отпуск 150-160 С. 20 63
Сечение 100 мм, место вырезки образца 1/2R. Закалка на мелкое зерно. Отпуск 150-160 С. 15 61

Твердость

Состояние поставки, режим термообработки HRCэ поверхности НВ
Прутки и полосы отожженные или высокоотпущенные   255
Образцы. Закалка 830 С, масло. Отпуск 180 С   61
Изотермический отжиг 780-800 С, охлаждение со скоростью 50 град/ч до 670-720 С, выдержка 2-3 ч, охлаждение со скоростью 50 град/ч до 550 С, воздух.   255
Подогрев 650-700 С. Закалка 830-850 С, масло. Отпуск 150-200 С, воздух (режим окончательной термобработки)   63-64
Подогрев 650-700 С. Закалка 830-850 С. Отпуск 200-300 С, воздух (режим окончательной термообработки)   59-63
Заготовки сечением до 50-60 мм. (Заготовки сечением до 50 мм закаливаются с охлаждением в масле, св. 50 мм — в расплаве солей с водой). Закалка 840 С, масло или расплав солей с водой при 200 С. Отпуск 180-220 С.   59-63
Заготовки сечением до 50-60 мм. (Заготовки сечением до 50 мм закаливаются с охлаждением в масле, св. 50 мм — в расплаве солей с водой). Закалка 840 С, масло или расплав солей с водой при 200 С. Отпуск 230-280 С.   57-61
Заготовки сечением до 50-60 мм. (Заготовки сечением до 50 мм закаливаются с охлаждением в масле, св. 50 мм — в расплаве солей с водой). Закалка 840 С, масло или расплав солей с водой при 200 С. Отпуск 280-340 С.   55-57
Закалка 820 С, масло. Отпуск 100 С.   66
Закалка 820 С, масло. Отпуск 200 С.   64
Закалка 820 С, масло. Отпуск 300 С.   61
Закалка 820 С, масло. Отпуск 400 С.   57
Закалка 830-850 С, масло . Отпуск 170-200 С.   63-64
Закалка 830-850 С, масло . Отпуск 200-300 С.   59-63
Закалка 830-850 С, масло . Отпуск 300-400 С.   53-59
Закалка 830-850 С, масло . Отпуск 400-500 С.   48-53
Закалка 830-850 С, масло . Отпуск 500-600 С.   39-48

Прокаливаемость

Расстояние от торца, мм / HRC э
 2.5  5  7.5  10  15  20  25  30  35  45
 65-67  62,5-66,5  57-66  49,5-65,5  41,5-63  38,5-60  37,5-55,5  38-51,5  36-47,5  35-43,5
Термообработка Крит.диам. в масле, мм Крит. твердость, HRCэ
Закалка  15-70  61 

Физические свойства

Температура испытания, °С 20  100  200  300  400  500  600  700  800  900 
Плотность, pn, кг/см3 7850  7830  7760  7660 
Температура испытания, °С 20- 100  20- 200  20- 300  20- 400  20- 500  20- 600  20- 700  20- 800  20- 900  20- 1000 
Коэффициент линейного расширения (a, 10-6 1/°С) 11.0  12.0  13.0  13.5  14.0  14.5 
Уд. электросопротивление (p, НОм · м) 11.0  12.0  13.0  13.5  14.0  14.5 

ГОСТ

Чтобы более подробно узнать о том, что же собой представляет интересующая нас сталь, обратимся к нормативным документам, в которых помечается марка ХВГ как сталь инструментальная легированная. Даже эта, казалось бы, весьма короткая формулировка дает нам кое-какую информацию. Дело в том, что инструментальной называется та сталь, содержание углерода в которой превышает 0,7 %. Легированной сталью же называется сплав железа, углерода и еще некоторых добавок, призванных улучшить структуру стали.

Как ни странно, но мы можем узнать немного и о легирующих элементах, присутствующих в составе ХВГ. Для этого стоит обратиться к системе ГОСТов, где указано, что каждому такому элементу присвоена определенная, обозначающая его буква. Таким образом, нам становится известно, что в состав стали ХВГ входят:

  • Х – хром;
  • В – вольфрам;
  • Г – марганец.
Гость форума
От: admin

Эта тема закрыта для публикации ответов.