Горячекатаный круг 55ХН2Ф: конструкционная легированная сталь для высоконагруженных деталей
Горячекатаный круг 55ХН2Ф — сортовой прокат из конструкционной легированной стали, поставляемый по ГОСТ 2590 и ГОСТ 4543. Марка 55ХН2Ф содержит 0,50–0,60 % углерода, 1,30–1,70 % никеля и 0,06–0,12 % ванадия, что обеспечивает сочетание высокой прочности, прокаливаемости и сопротивления ударным нагрузкам. Ванадий формирует карбонитридные включения, которые тормозят рост зерна при нагреве и повышают вязкость после термической обработки.
Сортамент и состояние поставки
Круг выпускается диаметром 20–180 мм в горячекатаном состоянии, термообработанном или без термообработки, с обрезной или необрезной кромкой. Кривизна прутков не превышает 0,5 % длины. Предельные отклонения по диаметру соответствуют обычной или повышенной точности прокатки.
- Диаметр — 20–180 мм
- Длина прутков — 3–6 м (мерная, немерная)
- Состояние — горячекатаное, отожжённое, нормализованное
- Стандарт — ГОСТ 4543, ГОСТ 2590
- Класс точности — B1, B2, повышенная точность
Механические свойства после термической обработки
После закалки с 850–870 C в масле и отпуска при 200–600 C сталь 55ХН2Ф обеспечивает предел прочности 1100–1400 МПа при относительном удлинении 8–12 %. Прокаливаемость в масле достигает 40–50 мм, что позволяет получать мартенситную структуру по всему сечению для деталей среднего диаметра.
| Диаметр, мм | в, МПа | 0,2, МПа | , % | KCU, Дж/см |
|---|---|---|---|---|
| 25 | 1250 | 1100 | 10 | 60 |
| 40 | 1180 | 1050 | 11 | 70 |
| 60 | 1100 | 950 | 12 | 80 |
| 100 | 1000 | 850 | 13 | 90 |
Технологические и эксплуатационные свойства
Сталь 55ХН2Ф обладает удовлетворительной обрабатываемостью резанием в отожжённом состоянии (HB 217–255) и хорошей деформируемостью в горячем состоянии. Склонность к отпускной хрупкости второго рода умеренная, что требует контроля скорости охлаждения после высокого отпуска. Свариваемость ограниченная — детали сваривают только с предварительным и сопутствующим подогревом до 200–300 C и последующей термообработкой.
Области применения
Прокат востребован в тяжёлом машиностроении, нефтегазовом оборудовании и металлургии. Из круга 55ХН2Ф изготавливают:
- шпиндели и валы прокатных станов
- крестовины и вилки карданных передач
- зубчатые колёса редукторов горно-шахтного оборудования
- штоки и плунжеры гидравлических прессов
- детали буровых установок и насосных агрегатов
- высоконагруженные болты и шпильки энергетического оборудования
Термическая обработка и режимы
Закалка проводится с температуры 850–870 C в масле, отпуск — при 200–600 C в зависимости от требуемого комплекса свойств. Для получения высокой твёрдости (HRC 50–55) применяют низкий отпуск при 200–250 C. Для повышения ударной вязкости — высокий отпуск при 550–600 C с охлаждением в масле или воде для предотвращения отпускной хрупкости.
Вопросы и ответы
Какие стандарты регламентируют поставку круга 55ХН2Ф?
Прокат поставляется по ГОСТ 4543 (общие технические условия для легированной конструкционной стали) и ГОСТ 2590 (сортамент горячекатаного круглого проката). Возможна поставка по ТУ производителя с расширенными требованиями по макроструктуре и УЗК.
Какова прокаливаемость стали 55ХН2Ф?
Критический диаметр прокаливаемости в масле составляет 40–50 мм, что обеспечивает сквозную закалку деталей среднего сечения. Для диаметров свыше 60 мм рекомендуется применять интенсивное охлаждение или выбирать сталь с повышенным содержанием никеля.
Чем обусловлено присутствие ванадия в марке 55ХН2Ф?
Ванадий в количестве 0,06–0,12 % связывает углерод в карбонитриды, которые препятствуют росту аустенитного зерна при нагреве под закалку. Это повышает ударную вязкость и снижает чувствительность к перегреву при термической обработке.
Можно ли сваривать детали из стали 55ХН2Ф?
Свариваемость ограниченная. Требуется предварительный подогрев до 200–300 C, применение аустенитных электродов и последующая термообработка (отпуск) для снятия остаточных напряжений и предотвращения образования холодных трещин.
