Металлические заготовки из стали 35: сортамент и механические свойства
Металлические заготовки из стали 35 — это продукция горячей прокатки или ковки, изготавливаемая из конструкционной углеродистой качественной стали марки 35 по ГОСТ 1050. Материал относится к группе среднеуглеродистых сталей с содержанием углерода 0,32–0,40%, что определяет его повышенную прочность по сравнению с низкоуглеродистыми марками при сохранении удовлетворительной обрабатываемости резанием. Заготовки поставляются в виде круга, квадрата, полосы, шестигранника, поковок и трубной заготовки, применяются для производства деталей, работающих при умеренных статических и динамических нагрузках.
Химический состав стали 35 регламентирован ГОСТ 1050 и включает легирующие добавки в ограниченных количествах: хром до 0,25%, никель до 0,30%, медь до 0,30%. Сера и фосфор ограничены до 0,040% и 0,035% соответственно, что обеспечивает низкую склонность к красноломкости и холодноломкости. Отсутствие дорогостоящих легирующих элементов делает заготовки из стали 35 экономически эффективным решением для серийного машиностроения.
Механические характеристики и термообработка
В состоянии поставки (горячекатаном или нормализованном) сталь 35 демонстрирует предел текучести не менее 315 МПа и временное сопротивление разрыву 530–680 МПа. Твёрдость HB после нормализации составляет 163–207. Материал хорошо воспринимает закалку с низким и средним отпуском: после закалки от 830–860 C и отпуска при 560–600 C предел текучести повышается до 430–490 МПа при сохранении ударной вязкости KCU на уровне 60–80 Дж/см. Для деталей, работающих при пониженных температурах, рекомендуется нормализация с высоким отпуском, снижающая склонность к хрупкому разрушению.
Свариваемость стали 35 ограниченная — при выполнении сварных соединений требуется предварительный подогрев до 200–300 C и последующая термообработка для снятия напряжений. Для ответственных сварных конструкций предпочтительнее использовать низкоуглеродистые стали типа 20, тогда как сталь 35 ориентирована преимущественно на механически обрабатываемые детали.
Сортамент и геометрические параметры
Металлические заготовки из стали 35 поставляются в широком диапазоне сечений. Круглый прокат выпускается диаметром от 10 до 250 мм, квадратный — со стороной 10–200 мм. Полоса поставляется толщиной 4–80 мм и шириной 20–200 мм. Шестигранник, используемый для изготовления крепежа, производится с размером под ключ от 8 до 100 мм. Поковки, получаемые свободной ковкой на прессах и молотах, изготавливаются по индивидуальным чертежам массой до 2,5 тонн.
| Вид заготовки | Размеры, мм | Состояние поставки | Твёрдость HB | Применение |
|---|---|---|---|---|
| Круг | 10–250 | Горячекатаный, калиброванный | 163–207 | Валы, оси, шпиндели |
| Квадрат | 10–200 | Горячекатаный | 163–207 | Рычаги, тяги, фланцы |
| Полоса | 4–80 20–200 | Горячекатаная | 163–207 | Планки, клинья, упоры |
| Шестигранник | 8–100 | Горячекатаный, калиброванный | 163–207 | Болты, гайки, шпильки |
| Поковка | По чертежу | Кованая, нормализованная | 163–207 | Крупные валы, зубчатые колёса |
Области применения заготовок из стали 35
Заготовки из стали 35 востребованы в узлах, где сочетание прочности и вязкости позволяет выдерживать знакопеременные нагрузки без применения легированных сталей. Основные направления использования:
- Валы и оси редукторов, коробок передач, насосных агрегатов, работающие при частоте вращения до 3000 об/мин;
- Шпиндели металлорежущих станков, требующие стабильности геометрии после закалки ТВЧ;
- Крепёжные изделия класса прочности 8.8 — болты, шпильки, гайки для мостовых кранов и конвейерных линий;
- Рычаги, тяги, кривошипы механизмов прессового и кузнечно-штамповочного оборудования;
- Фланцы и переходники трубопроводной арматуры, эксплуатируемые при рабочих давлениях до 16 МПа;
- Зубчатые колёса и червячные пары после цементации или поверхностной закалки.
Для повышения износостойкости ответственных деталей применяется закалка токами высокой частоты (ТВЧ) на глубину 1,5–3,0 мм с последующим низким отпуском. Такой подход позволяет получить поверхностную твёрдость 45–52 HRC при сохранении вязкой сердцевины, что актуально для цапф валов и кулачков распределительных механизмов.
При выборе металлических заготовок из стали 35 для конкретного узла необходимо учитывать рабочие температуры: материал сохраняет стабильные механические свойства в диапазоне от –40 до +300 C. При температурах выше 300 C наблюдается заметное снижение предела ползучести, поэтому для горячих участков оборудования следует применять теплоустойчивые стали типа 12Х1МФ или 15Х5М.
Вопросы и ответы
Чем отличается сталь 35 от стали 45 при изготовлении заготовок?
Сталь 45 содержит 0,42–0,50% углерода, что обеспечивает более высокую прочность после закалки (предел прочности до 750 МПа), но снижает пластичность и свариваемость. Сталь 35 предпочтительна для деталей, требующих сочетания прочности с ударной вязкостью, например, для валов, испытывающих динамические нагрузки.
Какие допуски на размеры предусмотрены для горячекатаных заготовок из стали 35?
Горячекатаный прокат поставляется по ГОСТ 2590 (круг) и ГОСТ 2591 (квадрат) с допусками класса точности В или С. Для круга диаметром 20–50 мм отклонение составляет 0,5 мм, для диаметра 50–100 мм — 0,8 мм. Калиброванный прокат имеет допуски h9–h11.
Подвергается ли сталь 35 закалке с нагревом ТВЧ?
Да, сталь 35 успешно закаливается токами высокой частоты. Оптимальная температура нагрева под закалку — 860–880 C, охлаждение — водяное душирование. После низкого отпуска при 180–200 C поверхностная твёрдость достигает 50–55 HRC при глубине закалённого слоя 1,5–3,5 мм.
Какие дефекты возможны в заготовках из стали 35 и как они контролируются?
Возможные дефекты — усадочная рыхлость, волосовины, закаты, флокены. Контроль качества включает ультразвуковую дефектоскопию по ГОСТ 21120 для поковок ответственного назначения, а также проверку макроструктуры на протравленных темплетах. Для заготовок под высоконагруженные валы рекомендуется проведение УЗК на 100% объёма.
