Легированные листы 50Х: конструкционная среднеуглеродистая сталь для нагруженных деталей
Легированные листы 50Х — это прокат из конструкционной легированной стали марки 50Х (хромистая среднеуглеродистая), поставляемый в виде горячекатаных и холоднокатаных листов толщиной от 0,5 до 60 мм. Сталь 50Х содержит 0,46–0,54 % углерода и 0,8–1,1 % хрома, что обеспечивает сквозную прокаливаемость в сечениях до 25–30 мм при закалке в масле. Листовой прокат из этой марки применяют там, где требуется сочетание высокой прочности, износостойкости и достаточной вязкости после термической обработки.
Химический состав и механические свойства
Марка 50Х регламентируется ГОСТ 4543-2016. Кремний — 0,17–0,37 %, марганец — 0,5–0,8 %, хром — 0,8–1,1 %, никель — не более 0,3 %, сера — не более 0,035 %, фосфор — не более 0,035 %. После закалки от 830–860 C в масле и отпуска при 200–520 C достигаются следующие характеристики:
- предел прочности — 980–1270 МПа в зависимости от температуры отпуска;
- предел текучести — 780–1080 МПа;
- относительное удлинение — 8–12 %;
- ударная вязкость KCU — 40–70 Дж/см;
- твёрдость после закалки — 52–57 HRC, после высокого отпуска — 28–42 HRC.
Листы 50Х поставляются в нормализованном, улучшенном или без термообработки состоянии. Для холоднокатаного проката характерна повышенная точность размеров и чистота поверхности, для горячекатаного — толщина свыше 4 мм и наличие окалины, удаляемой травлением.
Технологические особенности листового проката
Сталь 50Х склонна к образованию флокенов при содержании водорода выше 2 ppm, поэтому листы толщиной более 20 мм проходят противофлокенную обработку. Свариваемость ограниченная: требуется предварительный подогрев до 200–250 C и последующая термообработка для снятия напряжений. Обрабатываемость резанием в отожжённом состоянии — удовлетворительная, после улучшения — пониженная. Лазерная и плазменная резка листов 50Х возможна без дополнительного подогрева при толщине до 12 мм.
| Параметр | Горячекатаный лист | Холоднокатаный лист | Термообработка | Применение |
|---|---|---|---|---|
| Толщина, мм | 4–60 | 0,5–4 | закалка + отпуск | зубчатые колёса |
| Предел текучести, МПа | 780–1080 | 780–1080 | улучшение | шпиндели |
| Твёрдость, HRC | 28–42 | 28–42 | отпуск 200–520 C | валы, оси |
| Ударная вязкость, Дж/см | 40–70 | 40–60 | высокий отпуск | крестовины |
| Прокаливаемость, мм | до 30 | до 25 | закалка в масле | муфты, фланцы |
Области применения
Листы из стали 50Х востребованы в машиностроении, станкостроении и нефтегазовом оборудовании. Конкретные узлы и системы:
- зубчатые колёса и венцы редукторов прокатных станов, буровых лебёдок;
- шпиндели и оправки токарных и фрезерных станков с ЧПУ;
- крестовины карданных валов, шлицевые валы трансмиссий спецтехники;
- фланцы и муфты трубопроводной арматуры высокого давления;
- детали гидроцилиндров экскаваторов, бульдозеров, подъёмных кранов;
- корпуса и валы насосных агрегатов нефтеперекачивающих станций.
Нормативная база и аналоги
Поставка листов 50Х осуществляется по ГОСТ 4543-2016, ГОСТ 19903-2015 (горячекатаный), ГОСТ 19904-90 (холоднокатаный). Зарубежные аналоги: 1.7006 (DIN), 5140 (AISI/SAE), 41Cr4 (EN). При заказе указывают толщину, ширину, длину листа, состояние поставки и категорию точности. Для ответственных деталей рекомендуется улучшение с последующим контролем твёрдости и ударной вязкости.
Вопросы и ответы
Какая максимальная толщина листа 50Х доступна для закалки?
Сквозная прокаливаемость стали 50Х в масле обеспечивается в сечениях до 25–30 мм. Для листов большей толщины требуется закалка в воде или применение более легированных марок.
Можно ли сваривать листы 50Х без подогрева?
Нет. Из-за содержания углерода 0,46–0,54 % сварка без предварительного подогрева до 200–250 C приводит к образованию холодных трещин. После сварки необходима термообработка для снятия напряжений.
Чем отличается лист 50Х от листа 40Х?
Сталь 50Х содержит больше углерода (0,46–0,54 % против 0,36–0,44 %), что даёт более высокую прочность и твёрдость после закалки, но снижает вязкость и свариваемость. Лист 40Х предпочтителен для сварных конструкций.
Какие виды термообработки применяют для листов 50Х?
Основные виды — закалка от 830–860 C в масле с последующим отпуском при 200–520 C (улучшение), а также нормализация при 840–860 C для снятия внутренних напряжений перед механической обработкой.
