Рессорно-пружинная полоса 50ХГФА в Минске


Рессорно-пружинная полоса 50ХГФА: характеристики и применение

Рессорно-пружинная полоса 50ХГФА — горячекатаный сортовой прокат из хромомарганцево-ванадиевой конструкционной стали, поставляемый в виде полос прямоугольного сечения с нормированным сочетанием прочности, упругости и сопротивления усталостному разрушению. Сталь марки 50ХГФА относится к классу улучшаемых пружинных сталей, выплавляется в электродуговых печах с последующей внепечной обработкой и вакуумированием, что обеспечивает низкое содержание неметаллических включений и серы — не более 0,025 %. Полоса проходит закалку в масле с температур 850–870 C и высокий отпуск при 420–480 C, формируя структуру троостита или сорбита отпуска с твёрдостью 42–48 HRC.

Сортамент и геометрические параметры

Прокат выпускается по ГОСТ 103 и ГОСТ 14959 с предельными отклонениями по толщине и ширине, обеспечивающими стабильность размеров при штамповке и навивке. Кромки полосы могут быть обжатыми или необжатыми, радиус закругления углов нормируется для снижения концентраторов напряжений в готовых упругих элементах.

  • Толщина — 3–16 мм
  • Ширина — 20–100 мм
  • Длина прутка — 3–6 м
  • Кривизна — не более 0,5 % длины
  • Серповидность — до 4 мм на 1 м

Химический состав и механические свойства

Легирование хромом (0,9–1,2 %), марганцем (0,8–1,1 %) и ванадием (0,10–0,20 %) повышает прокаливаемость до 25–30 мм в поперечнике и обеспечивает устойчивость к отпускной хрупкости второго рода. Ванадий связывает углерод в карбонитриды V(C,N), которые тормозят рост зерна при нагреве под закалку и повышают сопротивление малоцикловой усталости. Микролегирование позволяет эксплуатировать изделия при знакопеременных нагрузках с числом циклов до 10 без образования усталостных трещин.

ПараметрЗначениеУсловиеЕдиницаСтандарт
Предел прочности1250–1450закалка + отпускМПаГОСТ 14959
Предел текучести1100–1300закалка + отпускМПаГОСТ 14959
Относительное удлинение6–10после термообработки%ГОСТ 14959
Ударная вязкость30–50KCU, +20 CДж/смГОСТ 9454
Твёрдость42–48после отпускаHRCГОСТ 9013

Технологические особенности обработки

Полоса 50ХГФА удовлетворительно обрабатывается резанием в отожжённом состоянии при твёрдости не выше 217 HB. При гибке в холодном состоянии минимальный радиус составляет 2,5–3 толщины полосы; для радиусов меньшего значения требуется нагрев до 600–700 C. Сварка плавлением ограничена из-за склонности к образованию холодных трещин — применяют подогрев до 200–300 C и последующую термообработку зоны соединения. Дробеструйный наклёп поверхности повышает предел выносливости на 20–30 % за счёт создания сжимающих остаточных напряжений.

Области применения

  • Рессоры подвески грузового подвижного состава и карьерной техники
  • Пружины клапанных механизмов двигателей внутреннего сгорания
  • Упругие элементы тормозных систем железнодорожного транспорта
  • Пружины буровых и нефтегазовых превенторов
  • Нажимные пружины прокатных клетей и прессового оборудования
  • Упругие элементы сельскохозяйственных почвообрабатывающих машин

Вопросы и ответы

Какая твёрдость достигается после стандартной термообработки полосы 50ХГФА?

После закалки в масле от 850–870 C и отпуска при 420–480 C твёрдость составляет 42–48 HRC, что соответствует пределу прочности 1250–1450 МПа.

Чем отличается 50ХГФА от 50ХФА?

Введение марганца до 1,1 % в 50ХГФА увеличивает прокаливаемость до 25–30 мм против 15–20 мм у 50ХФА, что позволяет применять полосу большего сечения.

При какой температуре эксплуатируется полоса 50ХГФА?

Рабочий диапазон — от –40 C до +250 C. При нагреве выше 300 C происходит интенсивное снижение упругих свойств из-за коагуляции карбидов.

Допускается ли сварка полосы 50ХГФА?

Сварка возможна с предварительным подогревом до 200–300 C и последующим отпуском зоны шва при 400–450 C для предотвращения холодных трещин.