Стальной круг 16MnCr5 — цементуемая конструкционная сталь для тяжелонагруженных деталей
Стальной круг 16MnCr5 — горячекатаный или холоднотянутый прокат из низкоуглеродистой цементуемой стали, легированной марганцем и хромом. Материал поставляется в виде прутков круглого сечения диаметром от 10 до 250 мм, в состоянии поставки — мягкий отожжённый или нормализованный. Сталь 16MnCr5 (материальный номер 1.7131 по DIN, аналог 18ХГ по ГОСТ) применяется для изготовления деталей, работающих при высоких контактных нагрузках с износом поверхности и вязкой сердцевиной.
Химический состав и механические свойства
Химический состав стали 16MnCr5 регламентирован стандартом EN 10084. Содержание углерода — 0,14–0,19 %, марганца — 1,00–1,30 %, хрома — 0,80–1,10 %. Такое сочетание обеспечивает прокаливаемость до 25–30 мм при закалке в масле и устойчивую твёрдость сердцевины после цементации.
| Параметр | Значение | Условие | Единица | Стандарт |
|---|---|---|---|---|
| Предел прочности | 590–780 | нормализация | МПа | EN 10084 |
| Предел текучести | 385 | нормализация | МПа | EN 10084 |
| Твёрдость поверхности | 58–62 | после цементации | HRC | EN 10084 |
| Глубина цементованного слоя | 0,3–1,2 | зависит от режима | мм | — |
| Ударная вязкость | 60 | KCU, сердцевина | Дж/см | EN 10084 |
Технологические особенности
Круг 16MnCr5 обладает хорошей обрабатываемостью резанием в отожжённом состоянии — твёрдость не превышает 207 HB. Сталь сваривается контактной и дуговой сваркой с предварительным подогревом до 150–200 C при толщине сечения свыше 20 мм. После цементации при 900–930 C и закалки в масле проводится низкий отпуск при 160–200 C, что обеспечивает твёрдость поверхностного слоя 58–62 HRC при вязкой сердцевине 30–42 HRC.
Области применения
- Шестерни, валы и зубчатые колёса коробок передач автомобилей и тракторов
- Кулачковые механизмы, шлицевые валы и крестовины карданных передач
- Поршневые пальцы, втулки и направляющие гидроцилиндров
- Детали редукторов прокатных станов и горно-шахтного оборудования
- Элементы цепных передач, звёздочки и ролики конвейерных систем
- Крепёжные детали повышенной прочности для металлургического оборудования
Формы поставки и сортамент
- Горячекатаный круг диаметром 16–250 мм, длина 3–6 м
- Холоднотянутый калиброванный круг диаметром 10–80 мм, квалитет h9–h11
- Прутки в отожжённом состоянии с твёрдостью 207 HB
- Шлифованный прокат с допуском h6–h7 для прецизионных деталей
- Прутки мерной длины под автоматические линии токарной обработки
Вопросы и ответы
Чем сталь 16MnCr5 отличается от 20MnCr5?
16MnCr5 содержит 0,14–0,19 % углерода, 20MnCr5 — 0,17–0,22 %. Более высокое содержание углерода в 20MnCr5 повышает прочность сердцевины после закалки, но снижает пластичность. Для деталей с ударными нагрузками предпочтителен круг 16MnCr5.
Какая максимальная прокаливаемость круга 16MnCr5?
При закалке в масле прокаливаемость стали 16MnCr5 обеспечивает сквозную закалку сечения до 25–30 мм. Для диаметров свыше 30 мм твёрдость сердцевины снижается, что учитывается при выборе режима термообработки.
Допускается ли сварка круга 16MnCr5 без термообработки?
Сварка возможна при предварительном подогреве до 150–200 C и последующем медленном охлаждении. Без подогрева в зоне термического влияния образуются закалочные структуры, склонные к трещинообразованию. После сварки рекомендуется отжиг при 650–680 C.
Какой твёрдости достигает поверхность после цементации круга 16MnCr5?
Цементация при 900–930 C с последующей закалкой в масле и низким отпуском обеспечивает твёрдость поверхности 58–62 HRC. Глубина упрочнённого слоя регулируется временем выдержки и составляет 0,3–1,2 мм.
