Стальная полоса 55Х: конструкционная пружинная сталь для упругих элементов
Стальная полоса 55Х — горячекатаный или холоднокатаный сортовой прокат прямоугольного сечения из конструкционной пружинной стали марки 55Х (аналог 55Cr3 по EN 10089, AISI 5155). Марка относится к группе хромомарганцевых пружинных сталей с регламентированным содержанием углерода 0,52–0,60 % и хрома 0,70–1,00 %. Полоса поставляется в виде мерных и немерных прутков, бухт и мотков с толщиной стенки от 2 до 60 мм и шириной от 12 до 200 мм. Основное назначение — изготовление плоских пружин, упругих пластин, торсионов, шайб, стопорных и прижимных элементов, работающих при циклических нагрузках.
Сортамент и нормативная база
Продукция выпускается по ГОСТ 103–2006 (полоса горячекатаная), ГОСТ 4405–75 (полоса из пружинной стали), ГОСТ 14959–2016 (металлопродукция из пружинной стали). Точность прокатки — повышенная (Б) или нормальная (В). Кривизна прутков не превышает 0,5 % длины для класса точности Б. Кромки — обрезные или необрезные, с зачисткой заусенцев.
- Толщина: 2–60 мм
- Ширина: 12–200 мм
- Длина мерная: 2–6 м, немерная — до 8 м
- Состояние поставки: без термообработки, нормализованная, отпущенная
- Твёрдость в поставке: 217–255 HB (без ТО), 40–48 HRC (после закалки и отпуска)
- Класс точности: Б (повышенный), В (нормальный)
Химический состав и механические свойства
Марка 55Х содержит углерод в пределах 0,52–0,60 %, кремний 0,17–0,37 %, марганец 0,50–0,80 %, хром 0,70–1,00 %, никель не более 0,30 %, медь не более 0,30 %, сера и фосфор — не более 0,030 % каждый. Такое сочетание обеспечивает прокаливаемость в масле до 25–30 мм и устойчивость к релаксации напряжений при рабочих температурах до 250 C.
| Параметр | Без ТО | Закалка + отпуск 400 C | Закалка + отпуск 520 C | Нормализация |
|---|---|---|---|---|
| Предел прочности в, МПа | 640–780 | 1600–1850 | 1250–1450 | 780–950 |
| Предел текучести т, МПа | 380 | 1400 | 1100 | 550 |
| Относительное удлинение , % | 14 | 6 | 9 | 12 |
| Ударная вязкость KCU, Дж/см | 40 | 25 | 40 | 55 |
| Твёрдость | 217–255 HB | 44–48 HRC | 38–43 HRC | 230–280 HB |
Технологические особенности
Полоса 55Х удовлетворительно обрабатывается резанием в отожжённом состоянии, сваривается контактной сваркой с последующей местной термообработкой. Температура закалки — 850–870 C в масле, отпуск — 380–520 C в зависимости от требуемого уровня упругости. Склонность к отпускной хрупкости второго рода требует ограничения скорости охлаждения после высокого отпуска. Обрабатываемость давлением в горячем состоянии — удовлетворительная, в холодном — ограниченная из-за повышенной твёрдости.
Области применения
- Плоские пружины и упругие пластины в тормозных системах железнодорожного подвижного состава
- Прижимные и стопорные элементы в штампах, пресс-формах, металлорежущих станках
- Торсионные валики и упругие подвески сельскохозяйственной техники
- Пружинные шайбы, кольца и фиксаторы в узлах автомобильных сцеплений и коробок передач
- Упругие элементы натяжных устройств конвейерного оборудования
- Ножи и режущие пластины для деревообрабатывающего инструмента
Вопросы и ответы
Чем отличается сталь 55Х от 65Г?
55Х содержит хром 0,70–1,00 % вместо марганца, что повышает прокаливаемость и устойчивость к отпуску. 65Г имеет больше углерода (0,62–0,70 %) и марганец 0,90–1,20 %, но уступает по глубине закалки и теплостойкости.
Какая термообработка обеспечивает максимальную упругость полосы 55Х?
Закалка от 850–870 C в масле с отпуском при 380–420 C даёт твёрдость 44–48 HRC и предел упругости до 1400 МПа. Для повышения пластичности отпуск ведут при 480–520 C.
Применяется ли полоса 55Х для сварных конструкций?
Сварка возможна контактная и стыковая с местной нормализацией шва. Из-за склонности к закалке в зоне термического влияния требуется подогрев 200–300 C и последующий отпуск.
Какой максимальный размер сечения прокаливается насквозь?
При закалке в масле сквозная прокаливаемость обеспечивается для сечения до 25–30 мм. Для больших сечений применяют закалку в воде или водополимерной среде с риском трещинообразования.
