Металлические заготовки 47ГТ: конструкционная марганцовистая сталь для тяжелонагруженных деталей
Металлические заготовки 47ГТ — это полуфабрикаты из конструкционной низколегированной стали марки 47ГТ, поставляемые в виде непрерывнолитых блюмов, сортового проката, кованых прутков и штампованных поковок. Сталь 47ГТ содержит марганец в пределах 0,8–1,1 % и титан 0,03–0,09 %, что обеспечивает сочетание прочности и вязкости после термической обработки. Заготовки применяют для последующей механической обработки и изготовления деталей, работающих при знакопеременных и ударных нагрузках.
Химический состав и структура
Марка 47ГТ относится к группе конструкционных улучшаемых сталей. Углерод — 0,44–0,52 %, кремний — 0,17–0,37 %, марганец — 0,8–1,1 %, титан — 0,03–0,09 %, фосфор — не более 0,030 %, сера — не более 0,035 %. Титан выполняет функцию модификатора: он связывает азот в нитриды TiN, измельчает зерно аустенита и снижает склонность к перегреву при нагреве под ковку или штамповку. После нормализации структура представляет собой феррито-перлитную смесь; после закалки и высокого отпуска — сорбит отпуска.
Механические свойства
Свойства заготовок 47ГТ зависят от сечения и режима термической обработки. Типовые значения после улучшения (закалка 850–870 C, отпуск 560–620 C):
- предел прочности в — 780–930 МПа;
- предел текучести т — не менее 590 МПа;
- относительное удлинение 5 — 12–16 %;
- ударная вязкость KCU — 49–69 Дж/см;
- твёрдость после улучшения — 235–277 HB;
- твёрдость в нормализованном состоянии — 187–217 HB.
Сортамент и способы производства
Заготовки 47ГТ выпускают несколькими методами, каждый из которых задаёт определённую макроструктуру и уровень дефектности:
- непрерывнолитые блюмы сечением 250 300 мм, 300 400 мм для переката на сортовые станы;
- сортовой прокат круглого профиля диаметром 40–180 мм по ГОСТ 2590;
- кованые прутки диаметром 120–400 мм с уковкой не менее 3;
- штампованные поковки по ГОСТ 7505 для валов, рычагов, тяг;
- трубные заготовки для горячей прошивки.
Непрерывнолитые заготовки проходят вакуумирование и защиту струи аргоном, что снижает содержание водорода и неметаллических включений. Кованые заготовки контролируют на наличие флокенов ультразвуком.
Технологические параметры обработки
Температурный интервал горячей деформации — 1200–850 C. Охлаждение после ковки замедленное, в термостатах или колпаках, для предотвращения флокенообразования. Обрабатываемость резанием в улучшенном состоянии удовлетворительная; в нормализованном — ограниченная из-за повышенной вязкости. Свариваемость ограниченная: требуется подогрев до 200–250 C и последующая термообработка.
| Параметр | Значение | Единица | Метод контроля | Норматив |
|---|---|---|---|---|
| Предел текучести | 590 | МПа | растяжение | ГОСТ 1497 |
| Ударная вязкость KCU | 49 | Дж/см | ударный изгиб | ГОСТ 9454 |
| Твёрдость улучшенная | 235–277 | HB | Бринелль | ГОСТ 9012 |
| Содержание титана | 0,03–0,09 | % | спектральный | ГОСТ 22536 |
| Макроструктура | 3 балла | балл | травление | ГОСТ 10243 |
Области применения
Заготовки 47ГТ идут на изготовление деталей, испытывающих циклические и ударные нагрузки в металлургическом, горно-шахтном и транспортном машиностроении:
- коленчатые и распределительные валы дизельных двигателей;
- шатуны компрессоров и насосных агрегатов;
- зубчатые колёса и валы редукторов прокатных станов;
- шпиндели и соединительные муфты бурового оборудования;
- тяги и рычаги тормозных систем подвижного состава;
- крейцкопфы и штоки поршневых машин.
В термически улучшенном состоянии заготовки обеспечивают ресурс деталей при контактных напряжениях до 600 МПа и температуре эксплуатации до 400 C. Для повышения износостойкости поверхностный слой подвергают ТВЧ-закалке на глубину 2–5 мм.
Вопросы и ответы
Чем сталь 47ГТ отличается от 45Г?
Марка 47ГТ дополнительно легирована титаном 0,03–0,09 %, что измельчает зерно аустенита и снижает чувствительность к перегреву при нагреве под штамповку. По прочности после улучшения 47ГТ превосходит 45Г на 10–15 %.
Какой режим термообработки обеспечивает максимальную вязкость заготовок 47ГТ?
Закалка от 850–870 C в масле с последующим высоким отпуском при 600–620 C. Такой режим даёт сорбит отпуска с KCU не ниже 59 Дж/см при сохранении т около 590 МПа.
Допускается ли сварка заготовок 47ГТ?
Свариваемость ограниченная. Требуется предварительный подогрев до 200–250 C, применение низководородистых электродов и послесварочный отпуск при 600–650 C для снятия напряжений и предотвращения холодных трещин.
Как контролируют отсутствие флокенов в кованых заготовках 47ГТ?
Ультразвуковой дефектоскопией по ГОСТ 21120 после замедленного охлаждения. Дополнительно проводят травление темплетов по ГОСТ 10243 с оценкой макроструктуры не грубее 3 баллов.
