книги / Стали и сплавы

Легированные конструкционные стали

Легированные конструкционные стали применяются для наиболее ответственных и тяжелонагруженных деталей машин. Практически всегда эти детали подвергаются окончательной термической обработке — закалке с последующим высоким отпуском в районе 550—680 °С (улучшение), что обеспечивает наиболее высокую конструктивную прочность, т.е. высокую прочность в сочетании с высокой пластичностью, вязкостью и малой склон­ ностью к хрупким разрушениям. Ведущая роль легирующих элементов в этих сталях заключается в существенном повышении их прокаливаемости. Основными легирующими элементами для этой группы сталей являются хром, марганец, никель, молибден, ванадий и бор; содержание углерода находится в пределах 0,25—0,50 %.

Легированным конструкционным сталям свойственна повышенная анизотропия свойств, т.е. различие свойств в зависимости от направления деформации при ковке или прокатке. Уменьшение анизотропии свойств достигается металлургическими способами (уменьшением в стали сульфи­ дов и других неметаллических включений, изменением условий горячей пластической деформации и др.). Эти стали чувствительны также к образо­ ванию флокенов, что требует проведения после ковки специальной терми­ ческой обработки.

Хромистые стали (20Х, ЗОХ, 40Х, 45Х, 50Х и др.) являются наименее легированными и увеличивают прокаливаемость в масле до 25 мм. Однако эти стали склонны к отпускной хрупкости, поэтому после высокого отпус­ ка их следует охлаждать ускоренно (в масле или воде).

Марганцовистые стали (30Г, 35Г, 40Г, 50Г) имеют ббльшую прока­ ливаемость, однако марганец усиливает склонность к росту зерна, поэтому они чувствительны к перегреву и могут иметь пониженную ударную вяз­ кость, особенно при отрицательных температурах. Чаще всего эти стали применяют для изделий, несущих наибольшие ударные нагрузки.

Хромомарганцевые стали (25ХГТ, ЗОХГТ и др.) обладают повышен­ ной устойчивостью переохлажденного аустенита и, соответственно, прокаливаемостью (до 40 мм). Небольшие добавки титана или ванадия вводят для получения мелкозернистой структуры и некоторого повышения тепло­ стойкости.

Хромокремнистые или хромокремнемарганцовистые стали (ЗЗХС, 30ХГС, 35ХГСА и др.) обладают высокой прочностью и умеренной вязко­ стью. Основной недостаток этих сталей — невысокая прокаливаемость (25— 40 мм) и сильная склонность к отпускной хрупкости I и II рода.

Хромомолибденовые стали (35ХМ, 38ХМА и др.) обладают хорошей прокаливаемостью, имеют высокий комплекс механических свойств и мало склонны к отпускной хрупкости. Особенность этих сталей — способность сохранять высокие механические свойства при повышенных температурах.

Хромоникелевые и хромоникельмолибденовые (вольфрамовые) ста­ ли (20ХНЗА, 40ХН, 30ХН2МА, 38Х2Н2М и др.) являются наиболее каче­ ственными, их применяют для изготовления самых ответственных и круп­ ных изделий (сечением 100—1000 мм). Уникальные свойства этих сталей

П р и м е ч а н и е . При стп = 330—430 МПа предел выносливости ст_, = 175—205 [162].

Технологические свойства [81]

Температура ковки, °С: начала 1300, конца 750. Охлаждение на воздухе. Свариваемость — сваривается без ограничения; способы сварки: РДС, АДС под

флю сом и газовой защ итой, ЭШ С , КТС. Для толщины более 36 мм рекомендуется подогрев и последующ ая термообработка.

Обрабатываемость резанием — Kv б ст = 1,6 в горячекатаном состоянии при

Н В 137 JT пя = 2,0.

Флокеночувствительностъ — не чувствительна. Склонность к отпускной хрупкости — не склонна.

Сталь ВСт2сп

Назначение — неответственные детали, требую щ ие повы ш енной пластичности или глубокой вытяжки,' малонагруженные элементы сварных конструкций, рабо­

тающ ие при постоянны х нагрузках и положительных температурах.

Температура критических точек, °С [104]

Химический состав, % (ГОСТ 380-94)

Твердость после различных видов термообработки [104]

Твердость

Ударная вязкость KCU [81]

Механические свойства проката при повышенных температурах [84]

П р и м е ч а н и е . При ств = 335-430 МПа предел выносливости ст_, = 176—206 МПа [162J.

Технологические свойства [81]

Температура ковки, °С: начала 1300, конца 750. Охлаждение на воздухе. Свариваемость — сваривается без ограничений; способы сварки: РДС, АДС под

флю сом и газовой защ итой, ЭШ С и КТС. Для толщины более 36 мм рекомендуется подогрев и последующая термическая обработка.

Обрабатываемость резанием — Kvncm i = 2,0 и Kv бст = 1,6 в горячекатаном состоянии при Н В 137

Флокеночувствительность — не чувствительна. Склонность к отпускной хрупкости — не склонна.

Технологические свойства [81]

Температура ковки, °С: начала 1300, конца 750. Охлаждение на воздухе. Свариваемость — сваривается без ограничений; способы сварки: РДС, АД С под

флю сом и газовой защ итой, ЭШ С и КТС. Для толщины свыше 36 мм рекомендует­ ся подогрев и обязательная последующая термообработка.

Обрабатываемость резанием — ^ твспл = 1,8 и Kv6 cT = 1,6 в горячекатаном состоянии при Н В 124 и ств = 400 МПа.

Флокеночувствительность — не чувствительна. Склонность к отпускной хрупкости — не склонна.

Сталь ВСтЗпс

Заменитель — сталь ВСтЗсп.

Вид поставки — сортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 2590—88,

ГОСТ 8 2 -7 0 , ГОСТ 103-76. Трубы ГОСТ 10706-76, ГОСТ 8734 -75, ГОСТ 10705-80. Н азначение — несущ ие и ненесущ ие элементы сварных и несварных конструк­ ций и деталей, работающих при положительных температурах. Ф асонный и листовой

прокат (5-й категории) толщиной до 10 мм для несущих элементов сварных конст­

рукций, работающих при переменных нагрузках в интервале от - 4 0 до +425 °С. П ро­ кат от 10 до 25 мм — для несущих элементов сварных конструкций, работающих при температуре от - 4 0 до +425 °С при условии поставки с гарантируемой сварива­ емостью .

Температура критических точек, °С [84]

Ударная вязкость KCU (ГОСТ 380-94)

Технологические свойства [81]

Температура ковки, °С: начала 1300, конца 750. Охлаждение на воздухе. Свариваемость — свариваются без ограничений; способы сварки: РДС, АДС

под флю сом и газовой защ итой, ЭШ С и КТС. Для толщины свыше 36 мм реком ен ­

дуется подогрев и последующая термообработка.

Обрабатываемость резанием — /ГУТВСПЛ = 1,8 и Kv бст = 1,6 в горячекатаном состоянии при Н В 124 и а в = 400 М Па.

Ф локеночувствительность — не чувствительна. Склонность к отпускной хрупкости — не склонна.

Сталь ВСтЗсп

ГОСТ 8 5 0 9 -9 3 , ГОСТ 8 5 1 0 -8 6 , ГОСТ 82 3 9 -8 9 . Лист толстый ГОСТ 19903 -74 . Лист тонкий ГОСТ 19903-74. Лента ГОСТ 5 0 3 -8 1 , ГОСТ 60 0 9 -7 4 . П олоса ГОСТ 103 -76,

ГОСТ 8 2 -7 0 , ГОСТ 5 3 5 -8 8 . Поковки и кованые заготовки ГОСТ 8 4 7 9 -7 0 . Трубы ГОСТ 8 7 3 4 -7 5 , ГОСТ 10706 -76, ГОСТ 10705 -80 .

Н азначение — несущ ие элементы сварных и несварных конструкций и деталей, работающих при положительных температурах. Ф асонны й и листовой прокат (5-й категории) — для несущ их элементов сварных конструкций, работающ их при п е­

ременных нагрузках: при толщ ине проката до 25 мм в интервале температур от - 4 0