Металлические заготовки из стали 10: сортовой прокат и поковки для машиностроения
Металлические заготовки из стали 10 — это полуфабрикаты из низкоуглеродистой качественной конструкционной стали марки 10 по ГОСТ 1050, поставляемые в виде сортового проката, калиброванного прутка, поковок и непрерывнолитой заготовки. Химический состав стали 10: углерод 0,07–0,14 %, кремний 0,17–0,37 %, марганец 0,35–0,65 %, сера не более 0,040 %, фосфор не более 0,035 %, хром не более 0,25 %, никель не более 0,30 %, медь не более 0,30 %. Такое сочетание обеспечивает низкую прочность при высокой пластичности: временное сопротивление 320–410 МПа, предел текучести не менее 190 МПа, относительное удлинение не менее 33 %, ударная вязкость KCU при +20 C не менее 88 Дж/см.
Сортамент и способы поставки
Заготовки из стали 10 выпускают в горячекатаном, кованом, калиброванном и холоднотянутом состоянии. Горячекатаный круг диаметром 5–250 мм по ГОСТ 2590, квадрат 6–200 мм по ГОСТ 2591, полоса и шестигранник по ГОСТ 2879 и ГОСТ 8560. Калиброванный пруток по ГОСТ 7417 с полем допуска h9–h11 применяют для изготовления деталей на автоматах продольного точения без предварительной обточки. Поковки из стали 10 по ГОСТ 8479 получают свободной ковкой или штамповкой; масса единичной поковки достигает 3–5 т.
- Горячекатаный круг — ГОСТ 2590, диаметр 5–250 мм, кривизна не более 0,5 % длины
- Калиброванный пруток — ГОСТ 7417, h9–h11, длина 2–6 м
- Кованая заготовка — ГОСТ 8479, группы I–IV, припуск от 5 мм на сторону
- Непрерывнолитая заготовка — сечение 125 125–300 400 мм для переката
- Лист горячекатаный — ГОСТ 19903, толщина 4–60 мм
Технологические свойства
Сталь 10 обладает высокой технологичностью при холодной штамповке, высадке и гибке. Относительное сужение достигает 55 %, что позволяет вести глубокую вытяжку без промежуточных отжигов. Свариваемость без ограничений: ручная дуговая сварка электродами Э42, автоматическая сварка под флюсом, контактная точечная сварка. Температурный интервал горячей обработки давлением — 1250–850 C, охлаждение после ковки — на воздухе. Обрабатываемость резанием удовлетворительная; для улучшения чистоты поверхности применяют нормализацию при 900–920 C.
Термическая обработка заготовок из стали 10 включает нормализацию, отжиг и цементацию. Цементация на глубину 0,5–1,5 мм с последующей закалкой и низким отпуском повышает поверхностную твёрдость до 56–62 HRC при вязкой сердцевине. Сквозная закалка неэффективна из-за низкого содержания углерода — критическая скорость закалки превышает реально достижимые значения.
| Параметр | Значение | Единица | Условие | Стандарт |
|---|---|---|---|---|
| Предел текучести т | 190 | МПа | нормализация | ГОСТ 1050 |
| Временное сопротивление в | 320–410 | МПа | нормализация | ГОСТ 1050 |
| Относительное удлинение 5 | 33 | % | +20 C | ГОСТ 1050 |
| Ударная вязкость KCU | 88 | Дж/см | +20 C | ГОСТ 9454 |
| Твёрдость после цементации | 56–62 | HRC | поверхность | ГОСТ 21354 |
Области применения
Заготовки из стали 10 востребованы в узлах, где требуется пластичность и ударная вязкость при умеренных нагрузках. Из калиброванного прутка изготавливают крепёж — болты, шпильки, штифты, а также втулки, оси, валики. В нефтегазовой арматуре сталь 10 применяют для шпинделей и корпусных деталей, работающих при температуре от –40 до +425 C. В автомобилестроении — для штампованных кронштейнов, клёпок, топливных трубок. В химическом аппаратостроении — для обечаек и днищ сосудов, не контактирующих с агрессивными средами.
- Метизы и крепёж: болты, гайки, шпильки, заклёпки
- Детали трубопроводной арматуры: шпиндели, золотники, фланцы
- Штампосварные конструкции: кронштейны, клёпки, обечайки
- Цементуемые детали: втулки, пальцы, шестерни вспомогательных приводов
- Сварные металлоконструкции общего назначения
Вопросы и ответы
Чем сталь 10 отличается от стали 20?
Сталь 10 содержит 0,07–0,14 % углерода против 0,17–0,24 % у стали 20. Это даёт более низкие прочностные характеристики (в 320–410 МПа против 410–530 МПа), но более высокую пластичность и лучшую штампуемость. Сталь 10 предпочтительна для глубокой вытяжки и цементации, сталь 20 — для несущих сварных конструкций.
Подвергается ли сталь 10 закалке?
Сквозная закалка стали 10 неэффективна: низкое содержание углерода не позволяет получить мартенситную структуру при реальных скоростях охлаждения. Применяют цементацию с закалкой, обеспечивающую поверхностную твёрдость 56–62 HRC при вязкой сердцевине.
При какой температуре эксплуатируются заготовки из стали 10?
Допустимый диапазон — от –40 до +425 C. Ниже –40 C возрастает риск хрупкого разрушения, выше +425 C начинается интенсивное окалинообразование и снижение длительной прочности.
Какой сорт проката выбрать для автоматной обработки?
Для обработки на токарных автоматах применяют калиброванный пруток по ГОСТ 7417 с полем допуска h9–h11 и длиной 2–6 м. Он не требует предварительной обточки и обеспечивает стабильную подачу в цанговых зажимах.
