50А сталь – Сталь 50 (50А) характеристики, расшифровка, свойства, аналоги, применение, состав

alexxlab | 11.01.2020 | 0 | Разное

Содержание

Сталь 50 (50А) характеристики, расшифровка, свойства, аналоги, применение, состав

Аналоги, Заменители

Cтали 45, 50Г, 50Г2, 55.

Расшифровка

Цифра 50 в обозначении марки стали означает, что содержание углерода в стали составляет 0,5%.
Если в обозначении стали в конце указана буква А, например сталь 50А, то буква А означает, что сталь высококачественная.

Характеристики

Плотность ρ при 20 °С — 7810 кг/см3
Удельное электросопротивление при 20 °С — 272 нОм*м

Удельная теплоемкость c, Дж/(кг*К), при температуре испытаний, °С
20-10020-20020-30020-40020-50020-600
487500517533559584
Коэффициент линейного расширения α*106, К-1, при температуре испытаний, °С
20-10020-20020-30020-40020-50020-60020-70020-800
11,21212,813,413,914,214,513,4
Коэффициент теплопроводности λ, Вт/(м*К), при температуре испытаний, °С
20100200300400500600700800
484847444138353127
Модуль упругости Е, ГПА, при температуре испытаний, °С
20100200300400500600700800
216213207200180171154136123
Модуль упругости при сдвиге кручением G, ГПА, при температуре испытаний, °С
20100200300400500600700800
888784817167615449
к содержанию ↑

Технологические свойства

Температура ковки, °С:начала 1250, конца 800. Сечения до 400 мм охлаждаются на воздухе.
Свариваемость:трудносвариваемая.
Способы сварки:РДС и КТС. Рекомендуется подогрев и последующая термообработка.
Обрабатываемость резанием:Kν тв.спл. = 1,0 и Kν σ.ст. = 0,7 в горячекатаном состоянии при НВ 196 — 202 и σв = 640 МПа.
Флокеночувствительность:малочувствительна
Склонность к отпускной хрупкости:не склонна
к содержанию ↑

Механические свойства проката

ГОСТ
Состояние поставки
Сечение, ммσвδ5, (δ4), %Ψ, %
не менее
ГОСТ 1050-88Сталь горячекатаная, кованая, калиброванная и серебрянка 2-й категории после нормализации25630140
Сталь калиброванная 5-й категории после нагартовки66060
Сталь калиброванная 5-й категории после отжига или высокого отпуска560120
ГОСТ 1577-93Лист отожженный или высокоотпущенный8058017
ГОСТ 16523-89 (образцы поперречные)Лист горячекатаныйДо 2540-720(12)
 2-3,9 (13)
Лист холоднокатаныйДо 2 540-720(13)
 2-3,9 (14)
к содержанию ↑

Механические свойства поковок (ГОСТ 8479-70)

ТермообработкаСечение, ммКПσ0,2, МПаσв, МПаδ5, %Ψ, %KCU, Дж/см2Твердость HB, не более
не менее
Нормализация100-300275275530173834156-197
До 100315315570173839167-207
к содержанию ↑

Механические свойства в зависимости от температуры отпуска

tотп. °Сσ0,2, МПаσв, МПаδ5, %Ψ, %KCU, Дж/см2Твердость HB
Диаметр заготовки 40 мм. Закалка с 840 °С в воде
400600830145064240
500530760155688215
6004506801764139190
Диаметр заготовки 60 мм. Закалка с 840 °С в воде
400550770144856217
500490710155570200
6004206301963108180

Примечание:

к содержанию ↑

Механические свойства в зависимости от сечения

Сечение, ммσ0,2, МПаσв, МПаδ5, %Ψ, %KCU, Дж/см
2
не менее
Закалка с 850 °С в воде; отпуск при 580-600 °С, охл. на воздухе
50530760155059
120470740134039
160450740134039
200430720133520
Нормализация при 830-860 °С, охл. на воздухе; отпуск при 580-600 °С, охл. на воздухе или с печью
101-200305610163834
201-300305610143329
301-500295590123025
501-800285570122820
к содержанию ↑

Механические свойств при повышенных температурах (ГСССД-83)

tп. °Сσ0,2, МПаσв, МПаδ5, %Ψ, %KCU, Дж/см2
700871153997700
800458145100800
900165043100900
10001136351001000
1100828411001100
1200822491001200

Примечание: Образец диаметром 10 мм, длиной 50 мм, деформированный. Скорость деформирования 8 мм/мин; скорость деформации 0,002 1/с.

к содержанию ↑

Ударная вязкость

ТермообработкаKCU, Дж/см2, при температуре, °С
+20-20-50-60
Закалка с 850 °С в воде; отпуск 600 °С78665137
Закалка с 850 °С в воде; отпуск 450 °С49

Предел выносливости

Термообработкаσ-1, МПаτ-1, МПа
Закалка с 785 °С в масле; отпуск 425 °С, σв = 840 МПа421 при n = 106
Нормализация при 850 °С; отпуск при 630 °С279167
Закалка с 785 °С в масле; отпуск 315 °С, σ0,2 = 560 МПа, σв = 870 МПа468

Применение

После нормализации с отпуском и закалки с отпуском — зубчатые колеса, прокатные валки, штоки, тяжелонагруженные валы, оси, бандажи, малонагруженные пружины и рессоры, лемехи, пальцы звеньев гусениц, муфты сцепления коробок передач, корпуса

форсунок и другие детали, работающие на трение.

Вид поставки — сортовой прокат, в том числе фасонный:

ГОСТ 1050-88, ГОСТ 2590-88, ГОСТ 2591-88, ГОСТ 2879-88, ГОСТ 8509-93, ГОСТ 8510-86, ГОСТ 8239—89, ГОСТ 8240—89, ГОСТ 10702—78.
Калиброванный пруток ГОСТ 10702-78, ГОСТ 7417-75, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78.
Шлифованный пруток и серебрянка ГОСТ 14955-77, ГОСТ 10702—78.
Лист толстый ГОСТ 1577—93, ГОСТ 19903-74.
Лист тонкий ГОСТ 16523-89.
Лента ГОСТ 10234-77, ГОСТ 2284-79, ГОСТ 21996-76.
Полоса ГОСТ 1577-81, ГОСТ 103-76, ГОСТ 82-70.
Проволока ГОСТ 17305—91.
Поковки и кованые заготовки ГОСТ 8479—70, ГОСТ 1133—71.
Валки ОСТ 24.013.21-85, ГОСТ 5399-69, ОСТ 24.013.04-83.

к содержанию ↑

Химический состав, % (ГОСТ 1050-88)

CSiMnCrSPCuNiAs
не более
0,47-0,550,17-0,370,5-0,8 0,250,040,0350,250,250,08

Температура критических точек, °С

Ас1Ас3Аr3Аr1Mн
725760750690300

Критический диаметр d после закалки в различных средах

ТермообработкаКритическая твердость HRC3d мм, после закалки
в водев масле
Закалка:
850 °С46-5110
840 °С38-5820

enginiger.ru

Сталь 50 – расшифровка марки стали, ГОСТ, характеристика материала


Марка стали – 50

Стандарт – ГОСТ 1050

Заменитель – 45, 50Г, 50Г2, 55

Сталь 50 содержит в среднем 0,5% углерода. Степень раскисления стали – спокойная (обозначают без индекса).

Из нелегированной специальной стали 50 изготовляют зубчатые колеса, прокатные валки, штоки, тяжелонагруженные валы, оси, венцы, бандажи, шпиндели, малонагруженные пружины и рессоры, пальцы звеньев гусениц, муфты сцепления коробок передач, корпуса форсунок, молотки и др.

Сталь склонна к трещинам при закалке в воде.

Массовая доля основных химических элементов, %
C – углеродаSi – кремнияMn – марганца
0,47-0,550,17-0,370,50-0,80
Температура критических точек, °С
Ac1Ac3Ar1Ar3
725760690750
Технологические свойства
КовкаТемпература ковки, °С: начала 1250, конца 800. Заготовки до 400 мм охлаждаются на воздухе.
СвариваемостьТрудносвариваемая.
Способы сварки: ручная дуговая сварка и контактная сварка. Рекомендуется подогрев и последующая термообработка.
Обрабатываемость резаниемВ горячекатаном состоянии при HB 196-202 и σв = 640 МПа:
Kv твердый сплав = 1
Kv быстрорежущая сталь = 0,7
Флокеночувств.Малочувствительна
Склонность к отпускной хрупкостиНе склонна
Физические свойстваТемпература испытаний, °С
20100200300400500600700800900
Модуль нормальной упругости E, ГПа216213207200180171154136123
Модуль упругости при сдвиге кручением G, ГПа888784817167615449
Плотность ρn, кг/м37810
Коэффициент теплопроводности λ, Вт/(м*К)484847444138353127
Удельное электросопротивление ρ, нОм*м272
20-10020-20020-30020-40020-50020-60020-70020-80020-90020-1000
Коэффициент линейного расширения α*106, K-111,212,012,813,413,914,214,513,4
Удельная теплоемкость c, Дж/(кг*К)487500517533559584

tekhnar.ru

Cталь 50 – ГП Стальмаш

Справочная информация

Характеристика материала сталь 50


Марка стали 50
Заменитель стали 50 сталь 45, сталь 50Г, сталь 50Г2, сталь 55
Классификация ст 50 Сталь конструкционная углеродистая качественная ГОСТ 1050-88
Применение: зубчатые колеса, прокатные валки, штоки, тяжелонагруженные валы, оси, бандажи, малонагруженные пружины и рессоры, лемехи, пальцы звеньев гусениц, муфты сцепления коробок передач, корпуса форсунок и другие детали, работающие на трение.

Химический состав в % материала сталь 50

C Si Mn Ni S P Cr Cu As
0.47 – 0.550.17 – 0.370.5 – 0.8до   0.25до   0.04до   0.035до   0.25до   0.25до   0.08

Температура критических точек материала сталь 50

Ac1 = 725 ,      Ac3(Acm) = 760 ,       Ar3(Arcm) = 750 ,       Ar1 = 690 ,       Mn = 300

Механические свойства при Т=20oС материала 50 .

СортаментРазмерНапр.sвsTd5y KCU Термообр.
мм МПа МПа % % кДж / м2
Поковки до 100Прод.570 3151738390Нормализация
Поковки100 – 300Прод.530 2751738340Нормализация
    Твердость материала сталь 50   нормализованного ,       HB 10 -1 = 207   МПа

Физические свойства материала сталь 50

TE 10– 5a 10 6lrCR 10 9
Град МПа 1/Град Вт/(м·град)кг/м3Дж/(кг·град) Ом·м
20 2.16   48 7810   272
100 2.13 11.2 48   487  
200 2.07 12 47   500  
300 2 12.8 44   517  
400 1.8 13.4 41   533  
500 1.71 13.9 38   559  
600 1.54 14.2 35   584  
700 1.36 14.5 31      
800 1.23 13.4 27      
TE 10– 5a 10 6lrCR 10 9

Технологические свойства материала сталь 50

  Свариваемость:трудносвариваемая.
  Флокеночувствительность:малочувствительна.
  Склонность к отпускной хрупкости:не склонна.

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

СШАГерманияЯпонияФранцияАнглияЕвросоюзИталияБельгияИспанияКитайШвецияБолгарияВенгрияПольшаРумынияЧехияАвстралияЮж.Корея
DIN,WNrJISAFNORBSENUNINBNUNEGBSSBDSMSZPNSTASCSNASKS
1049
1050
1055
G10490
G10500
G10550
1.0535
1.0540
1.1206
1.1213
C50
C50D
C50E
C55
Cf53
Ck50
2C50
C45E
C50E
C54
XC48h2
XC48h2TS
XC48TS
XC50
060A52
070M55
080M50
C50E
C55
1.1206
41Cr4
C50
C50E
C53
C55

Обозначения:

Механические свойства :
sв– Предел кратковременной прочности , [МПа]
sT– Предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), [МПа]
d5– Относительное удлинение при разрыве , [ % ]
y– Относительное сужение , [ % ]
KCU– Ударная вязкость , [ кДж / м2]
HB– Твердость по Бринеллю , [МПа]

Физические свойства :
T – Температура, при которой получены данные свойства , [Град]
E– Модуль упругости первого рода , [МПа]
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, [Ом·м]

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
Марочник стали и сплавов

yaruse.ru

Сталь 50 | ТД СпецСплав

 Характеристика стали 50

 

Марка :50
Заменитель:45, 50Г, 50Г2, 55
Классификация :Сталь конструкционная углеродистая качественная
Применение:зубчатые колеса, прокатные валки, штоки, тяжелонагруженные валы, оси, бандажи, малонагруженные пружины и рессоры, лемехи, пальцы звеньев гусениц, муфты сцепления коробок передач, корпуса форсунок и другие детали, работающие на трение.
ГОСТ:ГОСТ 1050-88

Химический состав в % стали 50

CSiMnNiSPCrCuAs
0.47 — 0.550.17 — 0.370.5 — 0.8до   0.25до   0.04до   0.035до   0.25до   0.25до   0.08

Температура критических точек стали 50

Ac1 = 725 ,      Ac3(Acm) = 760 ,       Ar3(Arcm) = 750 ,       Ar1 = 690 ,       Mn = 300

Механические свойства при Т=20oС стали 50

СортаментРазмерНапр.sвsTd5yKCUТермообр.
ммМПаМПа%%кДж / м2
Поковкидо 100Прод.5703151738390Нормализация
Поковки100 — 300Прод.5302751738340Нормализация

Твердость стали 50

 Твердость стали 50   нормализованного
HB 10 -1 = 207   МПа

Физические свойства стали 50

TE 10— 5a 10 6lrCR 10 9
ГрадМПа1/ГрадВт/(м·град)кг/м3Дж/(кг·град)Ом·м
202.16 487810 272
1002.1311.248 487 
2002.071247 500 
300212.844 517 
4001.813.441 533 
5001.7113.938 559 
6001.5414.235 584 
7001.3614.531   
8001.2313.427   
TE 10— 5a 10 6lrCR 10 9

Технологические свойства стали 50

  Свариваемость:трудносвариваемая.
  Флокеночувствительность:малочувствительна.
  Склонность к отпускной хрупкости:не склонна.

Обозначения:

Механические свойства :
sв— Предел кратковременной прочности , [МПа]
sT— Предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), [МПа]
d5— Относительное удлинение при разрыве , [ % ]
y— Относительное сужение , [ % ]
KCU— Ударная вязкость , [ кДж / м2]
HB— Твердость по Бринеллю , [МПа]
Физические свойства :
T— Температура, при которой получены данные свойства , [Град]
E— Модуль упругости первого рода , [МПа]
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, [Ом·м]
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

specsplav.ru

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)

Сталь 50а: физические и механические свойства

Это обычная конструкционная углеродистая сталь, для которой характерны следующие свойства:


fx-commodities.ru

Круг стальной горячекатаный сталь 50а

Индустриальный Металлургический Комплекс

Продажа сортового металлопроката

Санкт-Петербург (812) 363-16-74

Оформить заказ Вы можете как через интернет, так и по контактным телефонам, для удобства расчёта заказа, сформируйте его, укажите число видов каждой продукции на странице портфеля заказов и Вам сразу будет произведён расчет общей стоимости заказа.
Доставка продукции осуществляется в любой регион России

* для расчета стоимости доставки обратитесь к нашим менеджерам

Профиль : круг стальной (ГОСТ 2590-2006, ГОСТ 7417-75, ГОСТ 1133-77, ГОСТ 14955-77)
Марка стали : сталь 50а
ГОСТ, ТУ : 1050-88
Диаметр, мм : Не определено Выбрать диаметр 4-25 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 180-200 200-700
Группа поверхности : Не определено Выбрать группу поверхности 3ГП (под холодную механическую обработку) 2ГП (под горячую обработку давлением), возможна калиброванная сталь 1ГП (обточка) калиброванный ГОСТ 7417-75

Заказать Круг стальной горячекатаный сталь 50а :

Чтобы купить Круг стальной горячекатаный сталь 50а свяжитесь с нашими менеджерами по контактным телефонам или с помощью формы обратной связи на этой странице. Наши менеджеры произведут расчет стоимости заказа и доставки в Ваш регион. Цена Круг стальной горячекатаный сталь 50а может быть расчитана как с учётом доставки, так и с учётом самовывоза из Санкт Петербурга. Не смогли дозвониться? Воспользуйтесь функцией заказа обратного звонка (верхняя левая часть сайта).

Круг стальной горячекатаный сталь 50а – описание и характеристики :

Наша компания предлагает изготовление и поставку проката сортового круглого сечения обточенного, горячекатаного, калиброванного и со специальной отделкой поверхности. Данный прокат мы поставляем в разных вариантах длины – кратной, мерной, немерной и мерной длине с остатком.
Обратите свое внимание на группу качества поверхности – под горячую обработку давлением и штамповку, холодную механическую обработку, обточенный и калиброванный.
Благодаря широким возможностям нашего предприятия, прокат поставляется следующего ассортимента:
– в горячекатаном со специальной отделкой поверхности от ф13 мм до ф120 мм (квалитет h21-h23) по ГОСТ 14955-77,   
– в горячекатаном состоянии от 8 мм до 200 мм включительно по ГОСТ 2590-06,
– в обточенном состоянии с высокой точностью до ±0,2 мм на размер в диапазоне от ф25 мм до ф105 мм,
– холоднотянутый калиброванный со специальной отделкой поверхности от ф1,2 мм до ф47 мм (гр. Б, В, Г, Д; квалитет h8-h22) по ГОСТ 14955-77,   
– холоднотянутый калиброванный прокат поставляется от 2 мм до 60 м по ГОСТ 7417-75,
– прокат поставляется по требованию заказчика с удалением окалины на иглофрезерной установке,
– так же по требованию заказчика прокат поставляется со снятием фасок с одного или обоих концов прутка,
– по кривизне прокат подразделяется – обычной точности по кривизне (не более 0,5% длины), повышенной точности по кривизне (не более 0,4% длины), высокой точности по кривизне (не более 0,25% длины),
– проводится термообработка по согласованию с заказчиком,  
– так же по согласованию с заказчиком проводится: контроль твердости на прокате, селект, узк и др.
Дополнительно к требованиям заказчика будет произведено согласование веса и цвета маркировки пакетов до 5 тонн.
*Стоимость данного проката может измениться в зависимости от доп. требований (калибровка, мерная длина, обточка (ГП), термообработка, селект и др.), доп. испытаний (узк и др.).

Характеристики:

Диаметр: от 8 мм – 350 мм
Длина: н/дл. от 2000 – 6200 мм (мерная с остатком и без, кратная)
Скидки, %: от 20 тонн.

Круг стальной 50А , смотрите также подробное описание состава, свойств, характеристик и применения стали марки 50А (откроется в новом окне).
Заинтересовала представленная продукция ? Сделайте закладку на текущую страницу!

Все права на опубликованные на сайте материалы принадлежат Индустриальному Металлургическому Комплексу. Любое копирование запрещено.
У нас можно купить – металлопрокат, металлоизделия, все сорта металла крупным и мелким оптом с доставкой по России. СПб 2011 – 2019 г.

Данный интернет-сайт носит исключительно информационный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой, определяемой положениями Статьи 437 Гражданского кодекса Российской Федерации.

www.mzstal.ru

Сталь для ствольных заготовок

Изобретение относится к области металлургии, а именно к составам сталей, предназначенных для изготовления ствольных заготовок. Сталь содержит углерод, кремний, марганец, хром, никель, алюминий, азот и железо и примеси при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод 0,11-0,16, кремний 0,10-0,60, марганец 0,20-0,80, хром 12,0-13,5, никель 1,1-2,5, алюминий 0,01-0,10, азот 0,01-0,10, железо и примеси остальное. Содержание углерода, никеля и азота удовлетворяет соотношению Ni:(C+N)=6,8-17,5. Повышается способность стали к холодному редуцированию и обеспечиваются высокие коррозионные свойства в условиях воздействия пороховых газов и истирающих нагрузок. 3 табл.

 

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к сталям для изготовления изделий, работающих в условиях истирающих циклических нагрузок в агрессивной среде пороховых газов, а именно для ствольных заготовок.

Известна конструкционная сталь, предназначенная для ствольных заготовок следующего химического состава, мас.%: углерод 0,48-0,55, кремний 0,17-0,37, марганец 0,50-0,85, хром 0,10-0,30, бор 0,001-0,0045, цирконий 0,04-0,06, сера 0,18-0,025, железо – остальное (марка стали 50РА-В, ТУ В3-75-89). Сталь обладает повышенной прокаливаемостью и, как следствие, высоким комплексом механических свойств, в частности конструктивной прочностью, которая необходима в условиях динамических истирающих циклических нагрузок. Недостатком стали является низкая коррозионная стойкость, которая необходима в условиях агрессивной среды пороховых газов и воздействия атмосферы.

Известна коррозионно-стойкая сталь следующего химического состава, мас.%: углерод 0,09-0,15, кремний – до 0,80, марганец – до 0,80, хром 12,0-14,0, железо и примеси – остальное (марка стали 12Х13, ГОСТ 5632-72). Сталь обладает высокой коррозионной стойкостью при пониженных механических характеристиках.

Наиболее близкой по технической сущности является коррозионно-стойкая сталь следующего химического состава, мас.%: углерод 0,16-0,25, кремний до 0,80, марганец до 0,80, хром 12,0-14,0, железо и сопутствующие примеси – остальное (сталь марки 20Х13, ГОСТ 5632-72, прототип). Данная сталь имеет высокую коррозионную стойкость.

Недостатком данной стали являются пониженные пластические характеристики – относительное сужение и ударная вязкость, низкая способность стали к холодной деформации, в частности к холодному редуцированию, определяемая величиной отношения предела текучести к пределу прочности. Чем эта величина меньше, тем выше способность стали воспринимать редуцирование. Это отрицательно сказывается на формирование комплекса свойств, которые достигаются при холодном редуцировании ствольных заготовок.

Задачей, решаемой изобретением, является получение стали, обладающей высокой способностью к холодному редуцированию и высокими коррозионными свойствами в условиях воздействия пороховых газов и истирающих нагрузок.

Указанная задача достигается тем, что сталь для ствольных заготовок, включающая углерод, кремний, марганец, хром, дополнительно содержит никель, алюминий, азот при следующем соотношении компонентов, мас.%:

углерод0,11-0,16
кремний0,10-0,60
марганец0,20-0,80
хром12,0-13,5
никель1,1-2,5
алюминий0,01-0,10
азот0,01-0,10
железо и примесиостальное

при условии, что содержание углерода, никеля и азота удовлетворяет следующему соотношению: Ni:(C+N)=6,8-17,5.

Содержание в стали хрома в пределах 12,0-13,5 мас.% обеспечивает требуемую коррозионную стойкость. В случае содержания хрома менее 12,0 мас.% коррозионная стойкость стали снижается. При содержании хрома более 13,5 мас.% снижается технологическая пластичность при металлургическом переделе.

Содержание углерода в стали 0,11-0,16 мас.% позволяет достичь однородной мартенситной структуры, что благоприятно сказывается на способности стали к холодному редуцированию. При содержании углерода менее 0,11 мас.% невозможно обеспечить однородного фазового состава и, как следствие, стабильно высокой коррозионной стойкости стали, а при содержании более 0,16 мас.% заметно снижается способность стали к холодному редуцированию. Введение никеля в сталь одновременно повышает уровень пластичности и прочности, способность стали к редуцированию. При содержании никеля менее 1,1 мас.% его влияние на способность стали к холодному редуцированию практически незаметно. При увеличении его содержания более 2,5 мас.% происходит увеличение затрат на производство стали без дальнейшего увеличения свойств.

Введение в сталь алюминия в пределах 0,01-0,10 мас.% обеспечивает измельчение зерна, что благоприятно сказывается на конструктивной прочности и способности стали к холодному редуцированию. При содержании алюминия менее 0,01 мас.% не обеспечивается измельчения зерна, а введение более 0,10 мас.% приводит к появлению большого количества нитридов алюминия, что охрупчивает сталь. Введение азота, частично заменяющего углерод, позволяет повысить конструктивную прочность не приводя к снижению пластичности. Содержание азота менее 0,01 мас.% практически не сказывается на свойствах стали, введение азота более 0,10 мас.% приводит к образованию в стали большого количества нитридов. Это снижает уровень пластических свойств, способствует образованию микротрещин и выкрашиванию нитридов алюминия с внутренней поверхности изделий при их механической обработке и редуцировании. Экспериментально установлены пределы соотношения содержания никеля к суммарному содержанию углерода и азота в стали, которые составляют Ni:(C+N)=6,8-17,5, что обеспечивает оптимальное соотношение пластических и прочностных свойств, влияющих на способность стали к холодному редуцированию.

Таким образом, одновременное введение в сталь никеля, азота и алюминия и соблюдение соотношений содержания компонентов углерода, азота и никеля позволяет повысить способность стали к холодному редуцированию при высоких коррозионных свойствах стали, что является техническим результатом изобретения.

Пример

Выплавку стали производили в дуговых электропечах постоянного тока методом переплава высоколегированных отходов без продувки металла кислородом. Легирование металла никелем производили в завалку в восстановительный период, алюминием посредством введения порошковой проволоки. Легирование стали азотом производили присадкой азотированных ферросплавов. Разливку металла производили в слитки сифонным способом с использованием экзотермической смеси. Слитки прокатывали на стане 850 на промежуточную заготовку квадрат 260 мм с перекатом на квадрат 128 мм с дальнейшим прокатом на стане 400 на сорт 36 мм. Слитки и прокат подвергались термообработке в печах камерного типа.

Определение уровня механических свойств проводили на готовых прутках в соответствии с требованиями ГОСТ 1497-73. Методом холодного редуцирования из предлагаемой стали были изготовлены стволы стрелкового оружия. В соответствии с методикой ГОСТ 9.311-87 были проведены коррозионно-стойкие испытания стволов конденсационным методом.

Химический состав стали с учетом соотношения углерода, никеля, азота представлен в таблице 1. Результаты испытаний стали перед редуцированием приведены в таблице 2. Результаты коррозионных испытаний приведены в таблице 3. Сталь марки 50РА-В не относится к классу коррозионно-стойких, поэтому коррозионным испытаниям не подвергалась. Как видно из таблиц 1, 2, 3, оптимальными являются варианты 2, 3, 5, 6, 8. Для сравнения приведены составы и свойства сталей-аналогов.

Предлагаемая сталь обладает высокой способностью к холодному редуцированию, что позволяет получить качественные ствольные заготовки, которые практически не уступают по конструктивной прочности заготовкам, изготовленным из обычно применяемых конструкционных сталей, и существенно превосходящие их по коррозионной стойкости.

Таблица 1
Химический состав стали
№ плавкиХимический состав, мас.%Соотношение Ni:(C+N)
CSiMnCrNiAlNFe и примеси
1 Предл.0,080,080,1711,240,940,0070,008Ост.10,7
20,110,100,2012,01,100,0100,010Ост.9,2
30,120,350,4112,672,290,0150,011Ост.17,5
40,110,470,3412,462,400,010,02Ост.18,5
50,140,380,3212,941,580,020,02Ост.9,9
60,150,440,5113,071,220,030,03Ост.6,8
70,160,510,6213,181,160,030,03Ост.6,1
80,160,600,8013,502,500,100,10Ост.9,6
90,180,650,8714,22,720,110,12Ост.9,1
10. 12Х130,110,360,4912,71Ост.
11. 20Х130,210,420,5412,63Ост.
12. 50РА-В0,510,260,630,20B – 0,002; Zr – 0,05; S – 0,021Ост.
Таблица 2
Результаты испытаний стали перед редуцированием
№ плавкиПредел текучести, МПаПредел прочности, МПаОтносительное удлинение, %Относительное сужение, %Отношение предела текучести к пределу прочностиУдарная вязкость, KCU, Дж/см2Твердость, HRC
1 Предл.83895118630,88112729
283396020670,86812729
384397019640,86911830
483885621670,87710831
582396020690,85711829
682395621680,86113728
785397019620,87910831
884898018640,86511831
984395618630,88211830
10. 12Х1383391118640,91414728
11. 20Х1391199018510,92078,432
12. 50РА-В81393120560,87311830
Таблица 3
Результаты коррозионных испытаний
№ плавкиПлощадь коррозионного поражения, %Оценка, балл
1 Предл.149
2010
3010
4119
5010
6010
7010
8010
9010
10. 12Х13010
11. 20Х13159

Сталь для ствольных заготовок, включающая углерод, кремний, марганец, хром и железо, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит никель, алюминий и азот при следующем соотношении компонентов, мас.%:

углерод0,11-0,16
кремний0,10-0,60
марганец0,20-0,80
хром12,0-13,5
никель1,1-2,5
алюминий0,01-0,10
азот0,01-0,10
железо и примесиостальное,

при условии, что содержание углерода, никеля и азота удовлетворяет следующему соотношению: Ni:(C+N)=6,8-17,5.

findpatent.ru

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *