Круглая поковка из конструкционной стали 35Х: характеристики, термообработка и применение
Круглая поковка из конструкционной стали 35Х — горячедеформированный полуфабрикат круглого сечения, получаемый ковкой или радиально-ротационным обжатием слитка либо непрерывнолитой заготовки. Сталь 35Х (по ГОСТ 4543) относится к легированным конструкционным улучшаемым сталям хромового класса: массовая доля углерода — 0,31–0,39 %, хрома — 0,80–1,10 %, кремния — 0,17–0,37 %, марганца — 0,50–0,80 %. Такое сочетание обеспечивает сквозную прокаливаемость в сечениях до 40–50 мм и позволяет получать после улучшения (закалка + высокий отпуск) однородную сорбитную структуру по всему объёму поковки.
Ковка выполняется при температуре начала деформации 1220–1250 C и окончания не ниже 800 C с последующим замедленным охлаждением, что предотвращает образование флокенов и трещин. Круглая поковка поставляется в термически обработанном состоянии (нормализация, улучшение) либо без термообработки — по согласованию. Твёрдость после улучшения — 187–229 HB, после нормализации — не более 241 HB.
Сортамент и нормируемые параметры
- Диаметр поковки — 80–500 мм, предельные отклонения по ГОСТ 7062 и ГОСТ 7829.
- Длина мерная — 1000–6000 мм, немерная — до 8000 мм.
- Кривизна — не более 1,5 % длины на 1 м.
- Макроструктура — без усадочной раковины, подкорковых пузырей и флокенов; контроль по ГОСТ 10243.
- Ультразвуковой контроль сплошности — по ГОСТ Р 55725, категория не ниже 2.
- Химический состав — ковшовая проба по ГОСТ 4543, допустимые отклонения по ГОСТ 20560.
Механические свойства после улучшения
| Сечение, мм | в, МПа | 0,2, МПа | 5, % | KCU, Дж/см |
|---|---|---|---|---|
| до 100 | 880 | 690 | 12 | 59 |
| 100–200 | 780 | 590 | 14 | 59 |
| 200–300 | 690 | 490 | 16 | 49 |
| 300–500 | 590 | 390 | 18 | 39 |
Технологические и эксплуатационные свойства
Сталь 35Х в состоянии поставки удовлетворительно обрабатывается резанием (коэффициент обрабатываемости — около 0,7 относительно стали 45), хорошо сваривается контактной и дуговой сваркой с предварительным подогревом 150–200 C. Температура закалки — 850–870 C в масле или воде, отпуск — 500–600 C. Склонность к отпускной хрупкости второго рода умеренная, что требует ускоренного охлаждения после высокого отпуска при изготовлении ответственных деталей.
Круглая поковка из 35Х применяется для изготовления:
- валов, шпинделей и осей редукторов прокатных станов;
- зубчатых колёс, червяков и валов-шестерён металлорежущих станков;
- шатунов, пальцев и крепёжных деталей двигателей внутреннего сгорания;
- штоков и гильз гидроцилиндров горно-шахтного оборудования;
- болтов, шпилек и гаек фланцевых соединений трубопроводов высокого давления;
- деталей грузоподъёмных механизмов — крюков, траверс, осей блоков.
Приёмка и контроль качества
Поковки принимают партиями, оформляемыми сертификатом качества, в котором указывают номер плавки, химический состав, режим термообработки, результаты механических испытаний и неразрушающего контроля. Отбор проб для механических испытаний — по ГОСТ 7564, испытание на растяжение — по ГОСТ 1497, ударный изгиб — по ГОСТ 9454. При поставке для ответственных изделий дополнительно нормируется содержание водорода (не более 2 ppm) и проводится контроль макроструктуры травлением.
Вопросы и ответы
Чем сталь 35Х отличается от стали 45 применительно к круглой поковке?
Легирование хромом повышает прокаливаемость: у 35Х критический диаметр при закалке в масле достигает 25–35 мм против 8–12 мм у стали 45. Это даёт более однородные механические свойства по сечению крупных поковок и меньший разброс твёрдости после улучшения.
Какая термообработка обеспечивает максимальную прочность поковки из 35Х?
Закалка от 860 C в масле с последующим отпуском при 500–520 C. Такой режим даёт в порядка 1000–1100 МПа при сохранении KCU не ниже 49 Дж/см. Для повышения пластичности отпуск ведут при 560–600 C.
Допускается ли сварка круглой поковки из стали 35Х?
Да, дуговая и контактная сварка возможны при предварительном подогреве 150–200 C и последующей термообработке сварного соединения. Без подогрева в зоне термического влияния образуются закалочные структуры, склонные к холодным трещинам.
Какой диаметр поковки обеспечивает сквозную прокаливаемость стали 35Х?
При закалке в воде — до 40–50 мм, в масле — до 25–35 мм. Для сечений свыше 50 мм применяют закалку в водополимерных средах или выбирают сталь с большей прокаливаемостью, например 40Х или 40ХН.
