Сталь хвг термообработка твердость

Сталь ХВГ — Металлопрокат

Продукция сталь ХВГ

Заменитель марки ХВГ

стали: 9ХС, ХГ, 9ХВГ, ХВСГ, ШХ15СГ.

Вид поставки

Круг хвг, лист хвг, полоса хвг, 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.

Применение

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 сталь ХВГ

Вольфрам (W) 1.20-1.60

Кремний (Si) 0.10-0.40

Марганец (Mn) 0.80-1.10

Медь (Cu), не более 0.30

Молибден (Mo), не более 0.30

Никель (Ni), не более 0.35

Сера (S), не более 0.030

Углерод (C) 0.90-1.05

Фосфор (P), не более 0.030

Технологические свойства сталь ХВГ

Начала 1070, конца 860. Охлаждение замедленное.

Свариваемость — не применяется для сварных конструкций.

В горячекатаном состоянии при НВ 235 и σB = 760 МПа Kυ тв.спл. = 0,75, Kυ б.ст. = 0.35.

Склонность к отпускной способности — малосклонна

Шлифуемость — при твердости HRCэ 59-61 пониженная; при HRCэ 55-57 — удовлетворительная

Температура критических точек сталь ХВГ

Критическая точка Ас1 Ас3 Ar1 Mn

Температура °С 750 940 710 210

Ударная вязкость сталь ХВГ

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 сталь ХВГ

HRCэ поверхности НВ

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 стали ХВГ

Расстояние от торца, мм / HRCэ

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 сталь ХВГ

Температура испытания,°С 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000

расширения (a, 10-6 1/°С) 11.0 12.0 13.0 13.5 14.0 14.5

Плотность стали, pn, кг/м 3 7850 7760 7660

Уд. электросопротивление 20°С (p, НОм · м) 380

Теплостойкость стали ХВГ

Температура,°С Время, ч Твердость, HRCэ

Легированная сталь ХВГ

В металлургической промышленности сталь ХВГ является незаменимым материалом. Высокий спрос на сталь появился благодаря хорошей прочности и невысокой стоимости, а из самого сплава делают детали для строительства зданий, инструменты, запасные звенья к приборам и механизмам.

Однако его свойства имеют некоторые особенности:

  • нельзя использовать для сварных конструкций;
  • имеется чувствительность к внутренним повреждениям (флокенам);
  • низкая склонность к хрупкости после отпуска;
  • твёрдость предмета составляет HB10 -1 =255 MPa.

Из отливных частей допускается производство режущих составляющих, но их поверхность быстро изнашивается, а сам элемент обладает слабой устойчивостью к тепловым и силовым нагрузкам. Поэтому на изделия такого типа распространяются особые требования.

Читайте также:  Зимняя эксплуатация мотоцикла

Физические и механические свойства

В химический состав металла входит 1-1,6% вольфрама, который придаёт элементу дополнительную сопротивляемость к износу. Чтобы добиться необходимой твёрдости, в состав добавляют хром и углерод в соотношении 1%. Наличие кремния (0,4%) повышает сопротивляемость отпуску, а марганец (1-2%) обеспечивает целостность структуры.

Легированная сталь ХВГ

Сам ХВГ имеет следующие характеристики:

  • при Т=20 °C плотность изделия будет 7850 кг/м 3 ;
  • с температурой в 100 °C коэффициент линейного расширения (a10 6 ) составит 11 ГРАД, а плотность снизится на 20 единиц;
  • при Т=200 °C a10 6 будет 12;
  • при нагреве до 600°C расширение достигнет 14,5 град, а «p» уменьшиться до 7660.

Важно отметить, что углерод – главный компонент ХВГ, которого должно быть не менее 1%. Данное значение получается завышенным, что и отличает эту марку от остальных.

Немаловажный показатель – стойкость к коррозии, что даёт возможность применять металлопрокат для создания сложных агрегатов. Общая химическая структура выглядит следующим образом:

  • Fe – 94%;
  • C – 1-1,5%;
  • Mn – 08-11%;
  • Ni – 0,35%;
  • S, P – не более 0,03%;
  • Mo, Cu – до 0,3%;
  • W – 1,2-1,6%.

Все соединения добавляют в такой пропорции, чтобы обеспечить слиткам лучшую закаливаемость, снизить деформацию и убрать вероятность появления трещин. В итоге получается углеродистая сталь высшего сорта.

Расшифровка аббревиатуры

Из названия можно определить главные компоненты, которые наделяют железо особыми свойствами. В этом случае по символам ХВГ делается следующая расшифровка: Знак «Х» означает присутствие хрома (Cr), «В – ванадий (V), «Г» – марганец (Mn). Из слитков можно изготовить множество строительных приборов, но они обязаны строго соответствовать всем государственным стандартам. Например, калиброванные прутья разрешено выпускать только по ГОСТ 8560-78, 8559-75, 7417-75, 5950-2000. Для черновых или промежуточных деталей применяются 1133-71, 7831-78, 5950-2000 стандарты.

Полосная сталь ХВГ обязана придерживаться ГОСТ 4405-75. К серебрянке и шлифованным прутьям относятся правила 14955-77 и 5950-2000.

Изделия из стали ХВГ

Государственным требованиям должны соответствовать и другие разновидности, но только наличие данной маркировки может дать гарантию на высокое качество заготовки. Подобный регламент создан для регулирования технических предприятий, для защиты жизни и здоровья потребителей, с целью предупреждения обмана во время реализации товара. Поэтому наличие на ХВГ ГОСТ знака – обязательное условие продажи.

Варианты применения

Практически любые строительные работы проводятся с помощью измерительных и режущих приспособлений, и по разной технологии:

  1. Для проделывания отверстий в различных поверхностях используют свёрла, которые могут быть как стандартного винтового, так и плоского образца.
  2. Эксплуатация резьбовых калибров позволяет узнать реальные геометрические параметры заготовок.
  3. Метчиками можно нанести резьбу в разъёмах.
  4. Протяжками можно обработать фасонные плоскости.

Есть ещё множество инструментов, для выпуска которых характерно применение углеродной стали ХВГ. Но для таких объектов недопустимо повышенное коробление при закалке.

Также из металлопроката принято делать принадлежности для точного определения геометрических размеров, к которым относятся микрометр, штангенциркуль, глубиномер и другие. В процессе строительных работ они будут подвергаться сильному механическому воздействию, что может нарушить их изначальную форму и сделает невозможным дальнейшее использование. Такие приспособления обязаны быть очень прочными, поэтому их изготавливают из этого металла или других аналогов.

Термическая обработка

Под этим термином понимается процесс температурного воздействия, который позволяет улучшить атрибуты твёрдых сплавов. Термообработку могут проходить металлы различной категории, но для каждого вида требуется определённый подход. Всего существует несколько разновидностей данных манипуляций:

  1. Закаливание. Особенность этой процедуры заключается в разогреве до критических градусов с быстрым охлаждением детали. Подобные экстремальные перепады наделяют поверхность предмета повышенной прочностью. При закалке ХВГ печь разогревают до 830 °C, а после нагрева следует остывание в масле.
  2. Отжиг. Этот класс похож на предыдущий, только охлаждение должно быть постепенным, желательно на открытом воздухе. Основная задача метода – уменьшение плотности для простоты дальнейшей механической обработки.
  3. Криогенная. Тут воздействуют на объект низкими температурами, которые могут быть ниже -150 °C. Благодаря такому подходу можно добиться повышения износостойкости элементов.
Читайте также:  Лечение туберкулеза; venäjä

Последний способ применим для производства тормозных дисков, лезвий, дисков сцепления и прочих запчастей. Отсюда можно сделать вывод, что данный материал не замораживают. А термообработка стали ХВГ в стандартной печи представляется более популярным вариантом.

Термическая обработка стали хвг

Предварительная обработка – отжиг

При отжиге происходят первое и второе основные превращения стали: перлита в аустенит и аустенита в перлит.

Температура нагрева должна быть лишь немного выше Ас1, чтобы сохранить нерастворенной большую часть избыточных карбидов и получить структуру зернистого перлита. Температура нагрева при отжиге стали 9ХВГ в соответствии с таблицей 2 – 770-800°С.

Выдержка в течение 30-60 мин после прогрева обеспечивает растворение той части карбидов, которая может быть переведена в аустенит при данной температуре, а также обеспечивает выравнивание в нем концентрации углерода и легирующих элементов.

Возможны два режима охлаждения:

1. Замедленное, обеспечивающее получение твердости, как в состоянии поставки. Заготовку охлаждают со скоростью 50 – 60°С/ч до температуры изотермической выдержки (670-720°С), а затем выдерживают для завершения распада аустенита с образованием феррито-карбидной структуры. Время распада аустенита при температуре изотермической выдержки составляет от 20 до 60 мин. Дальнейшее охлаждение можно выполнять на воздухе. Однако для уменьшения напряжений рекомендуется заготовки сложной формы охлаждать с печью до 550-600°С.

2. Очень медленное охлаждение со скоростью 20-30°С/ч до тех же температур изотермической выдержки. После окончания выдержки снова следует медленное охлаждение 60-80°С/ч до 500°С, а затем на воздухе или с печью. Твердость после отжига по указанному режиму на 15-20 НВ ниже твердости в состоянии поставки. В этом случае еще больше снижаются предел текучести предел прочности. [5]

Закалка

При закалке происходят первое и третье основные превращения стали: перлита в аустенит и аустенита в мартенсит.

Оптимальной является закалка заэвтектоидной стали с температуры, которая на 30-50°С выше Ас1. Нагрев выше Асm опасен и не нужен, так как он снижает твердость и износоустойчивость вследствие растворения избыточного цементита и увеличения остаточного аустенита; также при таком нагреве растет зерно аустенита, увеличивается возможность

возникновения больших закалочных напряжений, интенсивнее обезуглероживается сталь с поверхности и т.д. [3]

Учитывая, что для стали 9ХВГ Ас1=750°, температура закалки должна быть 780-800°, что соответствует табл.3. Закалка производится в масло для предотвращения появления трещин и коробления.

Структура правильно закаленной стали – мартенсит, остаточный аустенит и карбиды. Количественное соотношение между структурными составляющими указано в табл.4. [5]

В результате закалки получаем структуру: мартенсит, 4-6% карбидов, 16-18% остаточного аустенита. Твердость закаленной стали – HRC 61-62.

Обработка холодом

Наличие остаточного аустенита делает размеры закаленных деталей нестабильными из-за возможного протекания процесса изотермического распада аустенита. Обработка холодом, уменьшающая количество остаточного аустенита, стабилизирует размеры закаленных деталей.

Превращения при обработке холодом: третье основное превращение – мартенситное.

Обработка холодом измерительных инструментов рабочей длиной 5-10 мм.

Не позже чем через 15 – 30 мин после закалки плитки охлаждают до – 70°С. Затем их отпускают при 120-130°С 24-36 ч при наименьшей толщине до 15-20 мм и 38-48 ч для больших сечений.

Отпуск уменьшает содержание углерода в мартенсите до 0,4-0,5 % и снижает напряжения до уровня, при котором они не вызывают изменений формы и размеров. Вместе с тем отпуск при указанных температурах не изменяет количества аустенита. Аустенит, сохранившийся после однократной обработки холодом, частично превращается в эксплуатации, вызывая небольшой прирост длины. Поэтому инструменты высокого класса точности, в том числе инструменты длиной >50 мм подвергают многократной обработке холодом. После охлаждения до – 70°С их отпускают 2-3 ч при 120-125°С и снова обрабатывают холодом (до – 70°С), затем отпускают при 120-125 с С, 2-3 ч. Эти операции повторяют 2-Зраза. Рекомендуется даже 6 кратное повторение обработки холодом и отпуска. Продолжительность последнего отпуска рассчитывается так, чтобы суммарная продолжительность всех отпусков была не меньше указанной выше для однократного отпуска.

Читайте также:  Тестобустер что это такое, как и зачем принимать, отзывы и ТОП препаратов

В результате каждого последующего охлаждения ниже 0°С превращается все меньше аустенита, и определенное количество г-фазы сохраняется даже после многократной обработки. [5]

Отпуск

Превращения при отпуске: четвертое основное превращение.

Отпуск производится при температуре 230-275°С в соответствии с табл.5, твердость после отпуска HRC 57-61. [4]

Полученная структура: отпущенный мартенсит, остаточный аустенит, карбиды.

Таблица составлена технологами термического цеха крупного предприятия для использования в практической работе и позволяет быстро и правильно назначить соответствующий режим термической обработки для 30-ти марок стали наиболее применяемых в машиностроении.

Температ. закалки, град.С

Температ. отпуска, град.С

Температ. зак. ТВЧ, град.С

Температ. цемент., град.С

Температ. отжига, град.С

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Сталь 20

Сталь 35

Сталь 45

Сталь 7ХГ2ВМ

Сталь У8, У8А

НВ до 250, масло

Сталь У10, У10А

НВ до 250, масло

Сталь 9ХС

Азотирование. Сеч. св. 70 мм

Сталь 30ХГСА

Сталь 12Х18Н9Т

Сталь 20Х13

Сталь 40Х13

Общее время нагрева (время нагрева и выдержки) деталей при закалке берётся из расчёта 1 минута на 1 мм наименьшего размера наибольшего сечения. В соляных ваннах – 35 секунд на 1 мм наименьшего размера наибольшего сечения.

Общее время нагрева (время нагрева и выдержки) деталей при отпуске берётся из расчёта:

а) низкий отпуск (температура 130…240 град.) — 3 минуты на 1 мм наименьшего размера наибольшего сечения, но не менее 30 – 40 минут.

б) средний отпуск (температура 240. 450 град.) — 2 – 3 минуты на 1 мм наименьшего размера наибольшего сечения.

в) высокий отпуск (температура 450. 700 град. — 2 минуты на 1 мм наименьшего размера наибольшего сечения.

Окончательный контроль термической обработки деталей вести по фактической твёрдости.

Сталь ХВГ ГОСТ 5950-2000

Массовая доля элемента, %

I группа – для изготовления инструмента, используемого в основном для обработки ме­таллов и других материалов в холодном состоянии;

По способу дальнейшей обработки горячекатаную и кованую металлопродукцию под­разделяют на подгруппы:

а – для горячей обработки давлением;

б – для холодной механической обработки (обточки, строжки фрезерования и т.д.)

По состоянию поверхности металлопродукцию подгруппы б подразделяют на:

О – обычного качества;

П – повышенного качества.

Температура критических точек, °С

Твердость стали после термообработки

Состояние поставки, режимы термообработки

Прутки и полосы отожженные или высокоотпущенные

Образцы. Закалка 850 °С, масло. Отпуск 180 °С

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

Подогрев 650 – 700 °С. Закалка 830 – 850 °С, масло. Отпуск

150 – 200 °С, воздух (режим окончательной термообработки)

Подогрев 650 – 700 °С. Закалка 830 – 850 °С. Отпуск

200 – 300 °С, воздух (режим окончательной термообработки)

Твердость и ударная вязкость в зависимости от сечения образца

Место вырезки образца

Закалка на мелкое зерно. Отпуск 150 – 160 °С

Твердость стали в зависимости от температуры отпуска

Температура отпуска, °С

Заготовки сечением до 50 – 60 мм. Закалка 840 °С,

масло или расплав солей с водой при 200 °С

Закалка 820 °С, масло

Закалка 830 – 850 °С, масло

Прокаливаемость (Твердость HRCЭ)

Расстояние от торца,

Критический диаметр в масле,

Кривая зависимости твердости по Роквеллу (HRC) от температуры отпуска:

Температура ковки, °С:

Свариваемость – не применяется для сварных конструкций.

Обрабатываемость резанием – в горячекатаном состоянии при HB 235 и σВ=760 МПа, Кυ тв. спл=0,75, Кυ б. ст=0,35,

Склонность к отпускной хрупкости – малосклонна.

Применение: для измерительных и режущих инструментов, для которых повышенное коробление при закалке недопустимо; резьбовых калибров, протяжек, длинных метчиков, длинных разверток, плашек и другого вида специального инструмента, холодновысадочных матриц и пуансонов, технологической оснастки.

кованая круглого и квадратного сечений – ГОСТ 1133-71;

горячекатаная круглого сечения – ГОСТ 2590-88;

горячекатаная квадратного сечения – ГОСТ 2591-88;

полосовая – ГОСТ 4405-75;

калиброванная – ГОСТ 7417-75; ГОСТ 8559-75 и ГОСТ 8560-78;

сталь со специальной отделкой поверхности – ГОСТ 14955-77.

Ссылка на основную публикацию
Ставропольским водителям объяснили, из чего складывается цена литра бензина
Как формируется стоимость бензина в России, и кто виноват в росте цен на самом деле С начала года в России...
Сравнение Шкода Кодиак с конкурентами
10 недостатков Skoda Kodiaq - SKODA KODIAQ Автор статьи: SkodaKodiaq.club Skoda Kodiaq российской сборки стала доступнее благодаря переднему приводу, а...
Сравнением две эпохи BMW 7-й серии Е65Е66 и F01F02 Avto-Gid
Бмв е65 описание,технические характеристики,отзывы,фото,видео,комплектация BMW 7-Series e65/e66 — это четвертое поколение баварского автомобиля представительского класса. Эта модель получила большую популярность...
Сталл тест, обороты выше 2200-2300 ремонт акпп Все о АКПП
Как проверить АКПП при покупке подержанного авто (пошаговая инструкция с видео) Добрый день. Как вы уже догадались из названия, в...
Adblock detector