Рессорно-пружинная полоса 50ХФА: характеристики и применение
Рессорно-пружинная полоса 50ХФА — горячекатаный или калиброванный сортовой прокат прямоугольного сечения из хромованадиевой конструкционной стали, упрочняемой закалкой с последующим средним отпуском. Марка 50ХФА по ГОСТ 14959 содержит 0,46–0,54 % углерода, 0,80–1,10 % хрома и 0,10–0,20 % ванадия; микролегирование ванадием формирует карбонитриды V(C,N), которые тормозят рост зерна при нагреве и повышают сопротивление малоцикловой усталости. Именно поэтому полоса 50ХФА сохраняет упругие свойства при знакопеременных нагрузках и температурах до 250 C, где углеродистые пружинные стали теряют релаксационную стойкость.
Сортамент и состояние поставки
Полосу поставляют в виде горячекатаных прутков, калиброванной полосы и шлифованной ленты с нормированной макроструктурой и обезуглероженным слоем не более 2 % от толщины сечения. Термообработка — закалка в масле от 850–870 C, отпуск 420–520 C; твёрдость после отпуска составляет 42–48 HRC в зависимости от сечения.
- ГОСТ 14959 — общие технические условия на пружинную сталь;
- ГОСТ 7417 — калиброванный прокат с полем допуска h11, h12;
- ГОСТ 1051 — горячекатаная полоса с предельным отклонением по толщине;
- ГОСТ 4405 — полоса для рессор и пружин подвижного состава;
- ГОСТ 2590 — сортамент горячекатаного круглого и прямоугольного проката.
Механические свойства в термообработанном состоянии
| Сечение, мм | в, МПа | 0,2, МПа | , % | Твёрдость, HRC |
|---|---|---|---|---|
| 3 30 | 1450 | 1300 | 8 | 46–48 |
| 5 50 | 1350 | 1200 | 9 | 44–46 |
| 8 60 | 1250 | 1100 | 10 | 42–44 |
| 12 80 | 1150 | 1000 | 10 | 40–42 |
Технологические особенности
Полоса 50ХФА удовлетворительно обрабатывается резанием в отожжённом состоянии (170–217 HB) и сваривается контактной стыковой сваркой с последующей местной термообработкой зоны шва. Прокаливаемость — сквозная до 25 мм в масле, что позволяет получать равномерную структуру троостита отпуска по всему сечению. При гибке в холодном состоянии требуется радиус не менее 3–4 толщин во избежание образования поверхностных трещин.
Области применения
- рессоры и торсионные валы подвески грузового подвижного состава;
- пружины клапанные и возвратные ДВС, компрессоров, насосов;
- упругие элементы буровых и нефтегазовых забойных агрегатов;
- пружины тормозных систем и предохранительных клапанов энергетического оборудования;
- шпиндельные и натяжные устройства металлорежущих станков;
- упругие элементы сельхозтехники — пружинные бороны, натяжители цепей.
Вопросы и ответы
Чем полоса 50ХФА отличается от 65Г?
Легирование хромом и ванадием повышает прокаливаемость и сопротивление релаксации напряжений; 50ХФА работоспособна до 250 C, тогда как 65Г теряет упругость уже при 120–150 C.
Какая термообработка обеспечивает максимальную упругость?
Закалка от 860 C в масле с отпуском 460–480 C даёт твёрдость 44–46 HRC и оптимальное сочетание предела упругости и пластичности.
Допускается ли сварка полосы 50ХФА?
Да, контактная стыковая сварка с последующей нормализацией или закалкой шва; дуговая сварка требует подогрева 200–300 C и последующего отпуска.
Какой обезуглероженный слой нормируется?
По ГОСТ 14959 глубина обезуглероженного слоя не должна превышать 2 % толщины полосы для ответственных пружин.
