Сталь 65г химический состав
Обзор стали 65 наверняка пригодится многим ценителям качественного металла, как и расшифровка этого сплава. Весьма важно окажется проанализировать структуру стали и ее твердость, сферы ее применения. А в некоторых случаях живо заинтересуют еще и особенности обработки такого материала.
Состав
При знакомстве со сталью 65 первостепенное внимание надо обратить на расшифровку этого наименования. Она очень проста — в составе сплава содержится не более 0,65% углерода. Точнее, его доля варьируется от 0,62 до 0,7%. Концентрация кремния может составлять минимум 0,17%, а максимум 0,37%.
А также в составе стали 65 допускается присутствие 0,5 — 0,8% марганца.
Хрома там может быть максимум 0,25%. Вхождение ванадия и вольфрама не допускается по стандарту. Концентрация серы и фосфора — строго до 0,035%. На никель установлено ограничение 0,25%, а на медь — 0,2%. Важной особенностью является однородная структура во всех направлениях — не только в механическом, но и в химическом отношении.
Характеристики и свойства
Сталь 65 классифицируется как конструкционный рессорно-пружинный сплав без легирующих компонентов. Считается, что у нее должны быть превосходные показатели прочности и упругости. Такой материал ценится за износостойкость изготавливаемых из него деталей. Это свойство особенно привлекательно при существенных вибрациях и статических нагрузках. Стандартная твердость 65-й стали равна 229 МПа.
При этом ее удельная масса достигает (при комнатной температуре) 7810 кг на 1 м3. Критические температурные позиции:
Mn – 285 градусов;
Ar3 (она же Arcm) — 730 градусов;
Ac1 – 727 градусов;
Ar1 – 696 градусов;
Ac3 (Acm) — 752 градуса.
Использовать сталь 65 для свариваемых изделий любого рода нельзя.
Этот материал не подвержен хрупкости при грамотном отпуске.
Если проводится закалка в масле при 400 градусах, твердость по шкале HRC составит 45 баллов. При подъеме температуры до 600 градусов этот показатель будет равен уже 23 баллам. По шкале HB это будет соответственно 170 и 120 единиц.
Сортамент
На рынке сталь 65 категории продается в виде:
сортового проката (В22, В32);
фасонного металлопроката (В22, В32);
металлических листов (В33);
металлических лент (В34);
проволоки со средним содержанием углерода (В72);
проволоки с высоким содержанием углерода (В72).
Известны также:
стандартные кованые заготовки;
Применение
Заменить эту сталь при необходимости можно на 60 или 70 марку. Главная область ее использования — рессоры и пружины. Допускается также использование в прочих деталях, где нужны особая прочность и упругость. При этом даже сильная вибрация не оказывает негативного воздействия, как уже отмечалось.
Это свойство позволяет использовать сплав в пружинах автомобильных клапанов.
Среди зарубежной продукции хорошей или приемлемой альтернативой могут оказаться:
сплавы 65 из Италии, Болгарии и КНР;
немецкие S58C, SUP2;
японские FMR66, FMR68;
C68 (также из Японии);
английские 1.0612 и 1CS67;
румынская сталь 12071;
чешский металл категории 1064 и 1065 (это не полный перечень).
Все это может идти не только на стандартные пружины и рессоры. Допустимо изготовление:
лент для тормозных устройств;
цанг зажима и подачи;
плоских и цилиндрических пружин;
ножей землеройной и сельскохозяйственной техники;
блокираторов на разных устройствах;
пружин для тракторов и железнодорожного транспорта;
Обработка
Добиться стандартных характеристик непросто. Для этого нужна закалка в диапазоне температур от 800 до 830 градусов. При этом металлургический отпуск проводят в «высоком» режиме. Иными словами, при 160-200 градусах. Остужать металл следует только на воздухе.
Правильно выполненная работа позволяет получить сталь, у которой твердость поверхности будет колебаться от 45 до 47 баллов по шкале HRC.
Сталь 65-й группы и ее аналоги почти не страдают от перегрева. Однако при выполнении процедуры вблизи высших допустимых точек нагрева может падать ударная вязкость. Особенно критична интенсивность работы. Нельзя игнорировать, впрочем, и способ прогрева, и применяемое оборудование.
Точный диапазон закалки устанавливается технологами индивидуально. Они также должны определить:
как долго выдерживать металл;
в какой среде его закаливать;
как остужать закаленную деталь.
От интенсивности прогрева зависит качество структуры металла. Поскольку сплав мало легирован, можно действовать быстро. Такой подход уменьшает потери углерода и падение прочности. Но и спешить чрезмерно не стоит, особенно в случае больших деталей с резко меняющимися сечениями в поперечнике. Неоднородный прогрев грозит закалочными трещинами и даже крошением проблемных мест, прежде всего кромок и угловых зон.
Наиболее равномерным процесс будет при предварительном прогреве в стартовых камерах. Там заготовки почти достигают температуры собственно закалки. Потом они уже перемещаются в основную часть печи. Самый быстрый способ прогрева — применение соляных расплавов, а самый медленный — электропечи.
Газовая среда занимает промежуточную позицию.
Поверхностная индукционная закалка практикуется редко. Такой подход оправдан только для изделий с малым поперечником. Обязательно учитывают состав атмосферы. В случае с газовыми печами время пребывания заготовки внутри минимизируют. Иначе поверхность металла может лишиться крайне важного углерода в критической степени.
Сплав 65Г — расшифровка, хим. состав
65Г — металлический сплав, основу которого составляет железо (Fe), его содержание в 65Г должно быть не менее 97%. Обязательно в сплаве 65Г присутствуют марганец, углерод, кремний. Допустимое количество примесей определено в таблице химического состава. ГОСТ 14959 - 79.
Химический состав сплава 65Г
| Хим. элемент | % содержания |
|---|---|
| Железо (Fe) | от 97 |
| Марганец (Mn) | 0.9 — 1.2 |
| Углерод (C) | 0.62 — 0.7 |
| Кремний (Si) | 0.17 — 0.3 |
| Хром (Cr) | до 0.25 |
| Никель (Ni) | до 0.25 |
| Медь (Cu) | до 0.2 |
| Фосфор (P) | до 0.035 |
| Сера (S) | до 0.035 |
Механические свойства сплава
| Сортамент | Размер | Напр. | s в | s T | d 5 | y | KCU | Термообр. |
| - | мм | - | МПа | МПа | % | % | кДж / м 2 | - |
| Прокат, ГОСТ 14959-79 | 980 | 785 | 8 | 30 | Закалка и отпуск | |||
| Лист толстый, ГОСТ 1577-93 | 740 | 12 | ||||||
| Лента нагартован., ГОСТ 2283-79 | 740-1180 | |||||||
| Лента отожжен., ГОСТ 2283-79 | 640-740 | 10-15 |
Физические свойства сплава
| T | E 10 - 5 | a 10 6 | l | r | C | R 10 9 |
| Град | МПа | 1/Град | Вт/(м·град) | кг/м 3 | Дж/(кг·град) | Ом·м |
| 20 | 2.15 | 37 | 7850 | |||
| 100 | 2.13 | 11.8 | 36 | 7830 | 490 | |
| 200 | 2.07 | 12.6 | 35 | 7800 | 510 | |
| 300 | 2 | 13.2 | 34 | 525 | ||
| 400 | 1.8 | 13.6 | 32 | 7730 | 560 | |
| 500 | 1.7 | 14.1 | 31 | 575 | ||
| 600 | 1.54 | 14.6 | 30 | 590 | ||
| 700 | 1.36 | 14.5 | 29 | 625 | ||
| 800 | 1.28 | 11.8 | 28 | 705 | ||
| T | E 10 - 5 | a 10 6 | l | r | C | R 10 9 |
Осуществляем прием смежных изделий и материалов:
Другие сплавы из категории Сталь конструкционная рессорно-пружинная
ООО «Протон Чамберс Линкс»
ОГРН 1127847638973
© 2016-2022 Все права защищены. Копирование с сайта разрешается только с письменного согласия администрации
Пользовательское соглашение
Сталь марки 65Г
Применение стали 65Г и термообработка изделий: пружины спиральные, листовые и пружинные шайбы делают из стали 65Г и других пружинно-ресорных сталей. Для изготовления пружин применяют пружинную сталь. Твёрдость пружин находится в пределах Rc = 40-50, а пружинных шайб Rс = 40-48. При приёмке пружины проверяют на твёрдость и на упругость. Метод проверки должен, по возможности, приближаться к фактическим условиям работы пружин (растяжение, сжатие или изгиб).
Пружины, изготовленные из термически обработанной (патентированной) проволоки или ленты классов Н, П и В, проходят дополнительный отпуск при температуре 250-350° для снятия внутренних напряжений, возникших при их изготовлении, и для повышения упругих свойств проволоки.
Отпуск пружин лучше всего производить в селитровых ваннах в течение 5-10 мин., в зависимости от сечения материала. При отпуске в нефтяных или электрических печах следует особое внимание обращать на равномерность нагрева. Время отпуска в этих печах 20-40 мин.
Пружины, изготовленные из отожжённой стали, подвергают закалке и отпуску. В случае изготовления пружин из проволоки диаметром более 6 мм перед закалкой производят высокий отпуск при температуре 670-720° для устранения наклёпа, явившегося результатом холодной навивки. Пружины, навиваемые нагорячо, перед закалкой проходят нормализацию.
Для нагрева под закалку пружины помещают в камерные печи или соляные ванны, нагретые до требуемой температуры. Во избежание деформации пружины крупных размеров нагревают в специальном приспособлении.
Мелкие пружины в печь загружают на противне. Выдержка в печи должна быть наименьшая - для предотвращения окисления и обезуглероживания. Для уменьшения времени пребывания в печи мелкие пружины кладут на предварительно нагретый противень. При отсутствии в печи защитной атмосферы пружины упаковывают в изолирующую среду или же забрасывают в печь небольшие количества древесного угля. Охлаждают пружины в масле. Охлаждать пружины в воде во избежание появления трещин не рекомендуется. В случае необходимости закалки в воде выдержка должна быть не более 2-3 сек. с последующим охлаждением в масле.
Перед отпуском пружины очищают от масла промывкой в содовом растворе или тщательной протиркой в опилках. Не удалённое с пружин масло при отпуске вспыхивает и изменяет условия отпуска, что приводит к неравномерному нагреву и заниженной твёрдости. Температура отпуска 300-420°. Отжиг крайних витков производится в свинцовой ванне.
Крупные пружины перед отпуском надевают на трубы для устранения коробления.
Следует обратить внимание на поверхность материала, идущего для изготовления пружин. Риски, волосовины и прочие дефекты ведут к образованию трещин, а обезуглероженный слой - к уменьшению упругих свойств пружины.
Весьма часто антикоррозийные покрытия, применяемые для ряда пружин, придают им хрупкость вследствие насыщения металла водородом во время травления и в процессе покрытия. Особенно это заметно на пружинах из проволоки или ленты малого сечения. Эта хрупкость, называемая травильной или водородной, устраняется нагревом готовых пружин в масле, глицерине или сушильном шкафу при температуре 150-180° в течение 1-2 час.
Однако при длительном травлении металл насыщается водородом настолько сильно, что указанная температура не устраняет хрупкости и пружины необходимо отжигать. Во избежание глубокого наводороживания пружины из тонкой проволоки или ленты перед покрытием не следует травить, а нужно подвергать их пескоструйной очистке и после Покрытия нагревать, как указано выше.
| Краткие обозначения: | ||||
| σв | - временное сопротивление разрыву (предел прочности при растяжении), МПа | ε | - относительная осадка при появлении первой трещины, % | |
| σ0,05 | - предел упругости, МПа | Jк | - предел прочности при кручении, максимальное касательное напряжение, МПа | |
| σ0,2 | - предел текучести условный, МПа | σизг | - предел прочности при изгибе, МПа | |
| δ5,δ4,δ10 | - относительное удлинение после разрыва, % | σ-1 | - предел выносливости при испытании на изгиб с симметричным циклом нагружения, МПа | |
| σсж0,05 и σсж | - предел текучести при сжатии, МПа | J-1 | - предел выносливости при испытание на кручение с симметричным циклом нагружения, МПа | |
| ν | - относительный сдвиг, % | n | - количество циклов нагружения | |
| s в | - предел кратковременной прочности, МПа | R и ρ | - удельное электросопротивление, Ом·м | |
| ψ | - относительное сужение, % | E | - модуль упругости нормальный, ГПа | |
| KCU и KCV | - ударная вязкость, определенная на образце с концентраторами соответственно вида U и V, Дж/см 2 | T | - температура, при которой получены свойства, Град | |
| s T | - предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), МПа | l и λ | - коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала), Вт/(м·°С) | |
| HB | - твердость по Бринеллю | C | - удельная теплоемкость материала (диапазон 20 o - T ), [Дж/(кг·град)] | |
| HV | - твердость по Виккерсу | pn и r | - плотность кг/м 3 | |
| HRCэ | - твердость по Роквеллу, шкала С | а | - коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20 o - T ), 1/°С | |
| HRB | - твердость по Роквеллу, шкала В | σ t Т | - предел длительной прочности, МПа | |
| HSD | - твердость по Шору | G | - модуль упругости при сдвиге кручением, ГПа | |
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
Сталь 65Г рессорно-пружинная
Цифр 65 указывают среднюю массовую долю углерода в стали в сотых долях процента. Т.е. среднее содержание углерода в стали 65Г составляет около 0,65%.
Цифры, стоящие после букв, указывают примерную массовую долю легирующего элемента в целых единицах. Химические элементы обозначены следующими буквами: В — вольфрам (W), Г — марганец (Mn), Н — никель (Ni), Р — бор (В), С — кремний (Si), Ф — ванадий (V), X — хром (Сr). Т.е. буква Г в обозначении марки стали 65Г означает, что среднее содержание марганца в стали около 1%. В наименовании марок рессорно-пружинных стали с массовой долей марганца (Mn) до 0,90% (по верхнему пределу в марке) буква «Г» не ставится.
Заменители и аналоги
- 66Mn4(1.1260) (Германия-DIN),
- 1566 (США — AISI, ASTM),
- SUP 6 (Япония — JIS),
- 60S2A (Польша — PN/H)
Вид поставки
Применение
Сталь 65Г применяется для изготовления следующих деталей:
- пружины,
- рессоры,
- упорные шайбы,
- тормозные ленты,
- фрикционные диски,
- шестерни,
- фланцы,
- корпусы подшипников,
- зажимные и подающие цанги и другие детали, к которым предъявляются требования повышенной износостойкости,
- детали, работающие без ударных нагрузок.
Применение стали 65Г для пружинных шайб (ГОСТ 33260-2015)
| Марка стали | НД на поставку | ГОСТ на шайбы пружинные | Температура применения, °С | Дополнительные указания по применению |
| 65Г ГОСТ 14959 | ГОСТ 2283, ГОСТ 21997, ГОСТ 21996 | ГОСТ 6402 | От -60 до 250 | Применяется для работы в условиях атмосферной коррозии с противокоррозионными покрытиями |
ПРИМЕЧАНИЕ
После электрохимических покрытий обязательна термообработка (отпуск) для снятия водородной хрупкости с указанием в КД.
Физические свойства
Модуль нормальной упругости Е, ГПа
| Сталь | Е, ГПа, при температуре испытаний, °С | ||||||||
| 20 | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 | |
| 65Г | 215 | 213 | 207 | 200 | 180 | 170 | 154 | 136 | 128 |
Модуль упругости при сдвиге кручением G
| Сталь | G, ГПа, при температуре испытаний, °С | ||||||||
| 20 | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 | |
| 65Г | 84 | 83 | 80 | 77 | 70 | — | 58 | 51 | 48 |
Плотность ρ
| Сталь | ρ кг/см 3 при температуре испытаний, °С | |||
| 20 | 100 | 200 | 400 | |
| 65Г | 7850 | 7830 | 7800 | 7730 |
Коэффициент теплопроводности λ
| Сталь | λ Вт/(м*К) при температуре испытаний, °С | ||||||||
| 20 | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 | |
| 65Г | 37 | 36 | 35 | 34 | 32 | 31 | 30 | 29 | 28 |
Коэффициент линейного расширения α
| Сталь | α*10 6 , К -1 , при температуре испытаний, °С | |||||||
| 20-100 | 20-200 | 20-300 | 20-400 | 20-500 | 20-600 | 20-700 | 20-800 | |
| 65Г | 11,8 | 12,6 | 13,2 | 13,6 | 14,1 | 14,6 | 14,5 | 11,8 |
Удельная теплоемкость c
| Сталь | c, Дж/(кг*К), при температуре испытаний, °С | |||||||
| 20-100 | 20-200 | 20-300 | 20-400 | 20-500 | 20-600 | 20-700 | 20-800 | |
| 65Г | 490 | 510 | 525 | 560 | 575 | 590 | 625 | 705 |
Температура критических точек, °С
Химический состав по ГОСТ 14959-2016
Таблица 1: Химический состав стали по анализу ковшевой пробы для металлопродукции, кроме предназначенной для изготовления
патентированной проволоки
| Массовая доля элементов, % | |||||
| C | Si | Mn | Cr | Ni | Cu |
| 0,62-0,70 | 0,17-0,37 | 0,90-1,20 | не более 0,25 | не более 0,25 | не более 0,2 |
Таблица 2: Химический состав стали по анализу ковшевой пробы для металлопродукции, предназначенной для изготовления
патентированной проволоки
| Массовая доля элементов, % | |||||
| C | Si | Mn | Cr | Ni | Cu |
| 0,62-0,70 | 0,17-0,37 | 0,70-1,00 | не более 0,15 | не более 0,15 | не более 0,2 |
Примечание: Массовая доля серы (S) и фосфора (P) в стали по анализу ковшовой пробы не должна превышать для стали всех марок по таблице 1 норм,
указанных в таблице 3.
Примечание: Предельные отклонения по химическому составу в готовой металлопродукции не должны превышать значений, указанных в таблице 4.
Механические свойства
| Источник | Состояние поставки | Сечение, мм | σ0,2, МПа | σв, МПа | δ5, % | ψ, % | Твердость HRC3, не более |
| не более | |||||||
| ГОСТ 14959-79 | Сталь категорий 3, ЗА, ЗБ, ЗВ, ЗГ, 4, 4А, 4Б. Закалка с 830 °С в масле; отпуск при 470 °С | Образцы | 785 | 980 | 8 | 30 | — |
| ГОСТ 1577-93 | Лист нормализованный и горячекатаный: | 80 | — | 730 | 12 | — | — |
| Закалка с 800-820 °С в масле; отпуск при 340-380 °С, охл. на воздухе | 20 | 1220 | 1470 | 5 | 10 | 44-49 | |
| Закалка с 790-820 °С в масле; отпуск при 550- 580 °С, охл. на воздухе | 60 | 690 | 880 | 8 | 30 | 30-35 | |
Механические свойства в зависимости от температуры отпуска
| tисп, °С | σ0,2, МПа | σв, МПа | δ5, % | ψ, % | КСU, Дж/см 2 | Твердость HRCэ |
| 200 | 1790 | 2200 | 4 | 30 | 5 | 61 |
| 400 | 1450 | 1670 | 8 | 48 | 29 | 46 |
| 600 | 850 | 880 | 15 | 51 | 76 | 30 |
Примечание. Закалка с 830 °С в масле.
Механические свойства при повышенных температурах
| tисп, °С | σ0,2, МПа | σв, МПа | δ5, % | ψ, % |
| 200 | 1370 | 1670 | 15 | 44 |
| 300 | 1220 | 1370 | 19 | 52 |
| 400 | 980 | 1000 | 20 | 70 |
Примечание. Закалка с 830 °С в масле; отпуск при 350 °С
Ударная вязкость KCU
| Термообработка | KCU, Дж/см 2 , при температуре, °С | ||||
| 20 | 0 | -20 | -30 | -70 | |
| Закалка с 830 °С; отпуск при 480 °С | 110 | 69 | 27 | 23 | 12 |
Предел выносливости
| Состояние поставки | σ-1, МПа | τ-1, МПа |
| Закалка с 810 °С в масле; отпуск при 400 °С | 725 | 431 |
| Закалка с 810 °С в масле; отпуск при 500 °С | 480 | 284 |
| σ0,2 = 1220 МПа, σв = 1470 МПа, НВ 393-454 | 578 | — |
| σ0,2 = 1280 МПа, σв = 1420 МПа, НВ 420 | 647 | — |
| σ0,2 = 1440 МПа, σв = 1690 МПа, НВ 450 | 725 | — |
Технологические свойства
- Температура ковки, °С: начала 1250, конца 780-760. Охлаждение заготовок сечением до 100 мм производится на воздухе,
сечением 101-300 мм — в мульде. - Свариваемость — не применяется для сварных конструкций, КТС (Контактная сварка)— без ограничений.
- Склонность к отпускной хрупкости — склонна при содержании Mn > 1 %.
- Флокеночувствительность — малочувствительна.
- Обрабатываемость резанием — Kv тв.спл = 0,85 и Kv б.ст = 0,80 в закаленном и отпущенном состоянии при
НВ 240 и σв = 820 МПа.
Прокаливаемость
Полоса прокаливаемости для стали 65Г после закалки с 800 °С приведена на рис.
Читайте также: