Металлические заготовки 35ХМ: конструкционная легированная сталь для тяжелонагруженных деталей
Металлические заготовки из стали марки 35ХМ — это полуфабрикаты, получаемые методом непрерывной разливки, ковки или прокатки, предназначенные для последующей механической обработки и термоулучшения. Сталь 35ХМ относится к классу хромомолибденовых конструкционных легированных сталей перлитного класса. Химический состав регламентируется ГОСТ 4543-2016: углерод — 0,31–0,39 %, хром — 0,80–1,10 %, молибден — 0,15–0,25 %, марганец — 0,25–0,50 %, кремний — 0,17–0,37 %. Молибден обеспечивает прокаливаемость в сечениях до 100 мм и устойчивость к отпускной хрупкости второго рода.
Сортамент и способы производства
Заготовки 35ХМ поставляются в виде сортового проката, кованых прутков, трубных заготовок и непрерывнолитых блюмов. Основные виды:
- Круглый прокат диаметром 20–250 мм по ГОСТ 2590-2006, точность В и Б.
- Кованые заготовки сечением до 400 400 мм по ГОСТ 1133-71 с припуском на механическую обработку.
- Трубная заготовка 120–350 мм для последующей прошивки на трубопрокатных агрегатах.
- Непрерывнолитой блюм 300 360 мм для переката на сортовых станах.
- Поковки по ГОСТ 8479-70 групп I–IV с нормированными механическими свойствами.
Термическая обработка и механические свойства
Заготовки 35ХМ подвергают улучшению: закалка в масле от 850–870 C с последующим высоким отпуском при 560–620 C. После термоулучшения достигаются следующие характеристики при нормальной температуре:
| Сечение, мм | в, МПа | 0,2, МПа | 5, % | KCU, Дж/см |
|---|---|---|---|---|
| 25 | 980 | 835 | 12 | 59 |
| 25–60 | 880 | 735 | 14 | 59 |
| 60–100 | 780 | 635 | 15 | 49 |
| 100–160 | 690 | 540 | 16 | 39 |
Твёрдость после улучшения — 241–285 HB. Ударная вязкость при –40 C сохраняется на уровне не ниже 29 Дж/см, что подтверждает пригодность для эксплуатации в климатических зонах с отрицательными температурами.
Технологические особенности обработки
Заготовки 35ХМ обладают удовлетворительной обрабатываемостью резанием в улучшенном состоянии — коэффициент обрабатываемости относительно стали 45 составляет 0,7–0,8. Свариваемость ограниченная: требуется предварительный подогрев до 200–250 C и последующая термообработка сварного соединения. Прокаливаемость — сквозная в сечениях до 80 мм при закалке в масле, что подтверждается полосой прокаливаемости по ГОСТ 5657-69. Склонность к флокенообразованию повышена, поэтому кованые заготовки проходят противофлокенную обработку — изотермический отжиг или замедленное охлаждение в колодцах.
Области применения
Заготовки 35ХМ используются для изготовления ответственных деталей, работающих при знакопеременных и ударных нагрузках:
- Валы, оси и шпиндели металлорежущих станков и прокатных станов.
- Зубчатые колёса, червяки и валы редукторов тяжёлого машиностроения.
- Шпильки, болты и крепёж фланцевых соединений нефтегазового оборудования.
- Детали турбин и компрессоров: диски, роторы, крепёжные элементы.
- Штамповый инструмент горячей деформации и державки.
- Нефтепромысловые насосные штанги и переводники буровых колонн.
Контроль качества и приёмка
Заготовки 35ХМ принимаются партиями с сертификатом качества, включающим результаты химического анализа, испытаний на растяжение, ударный изгиб и замер твёрдости. Проводится ультразвуковой контроль сплошности по ГОСТ Р 55724-2013, а также макро- и микроструктурный анализ на наличие ликвационных зон и неметаллических включений. Для ответственных поковок нормируется загрязнённость по ГОСТ 1778-70 — не выше балла 2,5 по сульфидам и оксидам.
Вопросы и ответы
Какая твёрдость у заготовок 35ХМ после улучшения?
После закалки и высокого отпуска твёрдость составляет 241–285 HB в зависимости от сечения. Для крупных сечений допускается снижение до 217 HB при сохранении прочностных характеристик.
До какого сечения сталь 35ХМ прокаливается сквозь?
Сквозная прокаливаемость в масле обеспечивается в сечениях до 80 мм. В сечениях до 100 мм достигается прокаливаемость не менее 90 % от радиуса.
Чем отличается 35ХМ от 40Х?
Сталь 35ХМ содержит молибден 0,15–0,25 %, что повышает прокаливаемость и сопротивление отпускной хрупкости. 40Х имеет более высокое содержание углерода (0,36–0,44 %), но уступает по прокаливаемости в крупных сечениях.
Применяется ли 35ХМ для сварных конструкций?
Свариваемость ограниченная. Требуется подогрев 200–250 C, сварочные материалы с низким содержанием водорода и последующая термообработка для снятия напряжений.
