Полоса из конструкционной стали ЗИ90-ВИ: характеристики и применение
Полоса из конструкционной стали ЗИ90-ВИ — горячекатаный сортовой прокат прямоугольного сечения, изготовленный из высококачественной легированной стали марки ЗИ90-ВИ (Златоустовский металлургический завод, вакуумно-индукционная выплавка). Сталь относится к классу конструкционных улучшаемых сталей, сочетающих повышенную прочность с высокой чистотой по неметаллическим включениям и минимальным содержанием серы и фосфора (не более 0,010 % каждого). Прокат поставляется в термообработанном состоянии — закалка с отпуском — с нормированным комплексом механических свойств.
Сортамент и технические параметры
Полоса производится в соответствии с требованиями ГОСТ 103-2006 и ТУ предприятия-изготовителя. Толщина сечения составляет 4–60 мм, ширина — 12–200 мм, длина мерная — 2–6 м. Кривизна прутка не превышает 0,5 % длины. Кромки — острые или притуплённые. Отклонения по толщине — в пределах 0,3 мм для размеров до 20 мм и 0,8 мм для размеров свыше 20 мм.
| Параметр | Значение | Условие испытания | Единица | Норма |
|---|---|---|---|---|
| Предел текучести т | 835 | закалка + отпуск | МПа | ГОСТ 103 |
| Предел прочности в | 980 | закалка + отпуск | МПа | ГОСТ 103 |
| Относительное удлинение 5 | 12 | разрыв | % | ГОСТ 103 |
| Ударная вязкость KCU | 59 | +20 C | Дж/см | ТУ |
| Твёрдость HRC | 28–36 | после отпуска | ед. | ТУ |
| Содержание серы | 0,010 | ковшовая проба | % | ТУ |
Химический состав и структура
Сталь ЗИ90-ВИ выплавляется методом вакуумно-индукционной плавки с последующим вакуумно-дуговым переплавом, что обеспечивает низкое содержание газов (кислород 0,002 %, водород 0,0002 %) и неметаллических включений. Основные легирующие элементы — хром (1,5–2,0 %), никель (2,0–3,0 %), молибден (0,3–0,5 %), ванадий (0,1–0,2 %). Микроструктура после улучшения — сорбит отпуска с равномерным распределением карбидной фазы.
Области применения
- Изготовление высоконагруженных шпинделей и оправок металлорежущих станков
- Детали гидравлических прессов и кузнечно-штамповочного оборудования
- Элементы бурового инструмента и забойных двигателей нефтегазовой отрасли
- Ответственные крепёжные изделия для энергетического машиностроения
- Направляющие планки и сухари тяжёлых токарных и фрезерных станков
- Детали подъёмно-транспортных механизмов, работающие при циклических нагрузках
Технологические особенности обработки
Полоса из стали ЗИ90-ВИ поддаётся механической обработке в улучшенном состоянии. Рекомендуемые режимы точения: скорость резания 80–120 м/мин твердосплавным инструментом группы P25. Свариваемость ограниченная — требуется предварительный и сопутствующий подогрев до 250–300 C с последующей термообработкой сварного соединения. Обработка давлением в холодном состоянии не рекомендуется из-за высокого предела текучести.
Вопросы и ответы
Чем сталь ЗИ90-ВИ отличается от стали 40Х?
Сталь ЗИ90-ВИ выплавляется в вакуумных печах, содержит никель и молибден, обеспечивающие прокаливаемость до 60 мм, тогда как 40Х сквозную прокаливаемость в сечениях свыше 25 мм не гарантирует. Содержание серы и фосфора в ЗИ90-ВИ не превышает 0,010 % против 0,035 % у 40Х.
При каких температурах эксплуатируется полоса из ЗИ90-ВИ?
Рабочий диапазон — от –50 C до +400 C. При температурах выше 400 C наблюдается интенсивное разупрочнение вследствие коагуляции карбидов. Для криогенных условий требуется дополнительная проверка ударной вязкости при отрицательных температурах.
Поставляется ли полоса ЗИ90-ВИ в термообработанном состоянии?
Да, стандартная поставка предусматривает закалку с отпуском на твёрдость 28–36 HRC. По согласованию возможна поставка в отожжённом состоянии с твёрдостью не более 255 HB для последующей механической обработки и окончательной термообработки у потребителя.
Какие виды неразрушающего контроля применяются?
Проводятся ультразвуковая дефектоскопия по ГОСТ Р 55724 и контроль макроструктуры травлением. Допускаются отдельные дефекты размером не более 2 мм. Для ответственных деталей — дополнительный контроль методом вихревых токов.
