Стальной круг из стали 50: конструкционный прокат для ответственных деталей машин
Стальной круг из стали 50 — горячекатаный сортовой прокат круглого поперечного сечения из конструкционной углеродистой качественной стали марки 50 по ГОСТ 1050. Марка относится к группе качественных углеродистых сталей с регламентированным химическим составом и нормируемыми механическими свойствами после термической обработки. Круг поставляется диаметром от 5 до 270 мм в зависимости от способа производства: горячекатаный, кованый, калиброванный или со специальной отделкой поверхности.
Химический состав и структура
Сталь 50 содержит углерод в пределах 0,47–0,55 %, кремний 0,17–0,37 %, марганец 0,50–0,80 %. Содержание серы не превышает 0,040 %, фосфора — 0,035 %. Такое соотношение обеспечивает формирование феррито-перлитной структуры в нормализованном состоянии и возможность получения мартенсита при закалке. Прокат выплавляется в мартеновских печах, конвертерах или электропечах с последующей разливкой в слитки или на МНЛЗ.
Механические свойства
Свойства круга определяются состоянием поставки и режимом термической обработки. Нормализация даёт предел прочности 630–730 МПа при относительном удлинении не менее 14 %. Закалка с отпуском позволяет достичь твёрдости 45–52 HRC в поверхностном слое при сохранении вязкой сердцевины. Прокаливаемость стали 50 ограничена — критический диаметр при закалке в воде составляет 12–18 мм, в масле — 8–12 мм.
| Диаметр круга, мм | Способ производства | Предел прочности, МПа | Относительное удлинение, % | Твёрдость, HB |
|---|---|---|---|---|
| 10–20 | горячекатаный | 640 | 16 | 187–217 |
| 30–60 | горячекатаный | 630 | 14 | 179–207 |
| 80–120 | кованый | 620 | 13 | 170–200 |
| 5–12 | калиброванный | 660 | 14 | 190–220 |
Технологические свойства
Сталь 50 обладает удовлетворительной обрабатываемостью резанием в нормализованном состоянии — скорость резания твердосплавным инструментом достигает 120–150 м/мин. Свариваемость ограниченная: требуется предварительный подогрев до 150–200 C и последующая термообработка для снятия остаточных напряжений. Обработка давлением в горячем состоянии выполняется в диапазоне 1200–800 C с последующим замедленным охлаждением.
Области применения
- Валы, оси, шпиндели и штоки гидроцилиндров в станкостроении и горно-шахтном оборудовании.
- Зубчатые колёса, червяки и венцы редукторов подъёмно-транспортных машин.
- Крепёжные изделия повышенной прочности: шпильки, болты, штифты для металлургического оборудования.
- Плунжеры, золотники и корпуса гидрораспределителей в системах гидравлики.
- Инструментальная оснастка: оправки, державки, центровые пробки.
- Детали сельскохозяйственной техники: пальцы, полуоси, валы отбора мощности.
Нормативная база
- ГОСТ 1050 — прокат сортовой калиброванный из углеродистой качественной конструкционной стали.
- ГОСТ 2590 — прокат сортовой горячекатаный круглый, предельные отклонения по диаметру.
- ГОСТ 2591 — прокат сортовой горячекатаный квадратный (для передела).
- ГОСТ 14955 — прокат со специальной отделкой поверхности.
- ГОСТ 4543 — легированная конструкционная сталь (для сравнения марок).
Вопросы и ответы
Какая твёрдость у круга из стали 50 после нормализации?
После нормализации твёрдость составляет 179–217 HB в зависимости от диаметра. Для горячекатаного проката малых диаметров характерны значения ближе к верхней границе диапазона.
До какой твёрдости закаливается сталь 50?
Закалка в воде с отпуском при 200 C обеспечивает твёрдость 45–52 HRC. Прокаливаемость ограничена, поэтому сквозная закалка эффективна только для сечений до 18 мм.
Чем сталь 50 отличается от стали 45?
Сталь 50 содержит больше углерода (0,47–0,55 % против 0,42–0,50 %), что даёт более высокую прочность и твёрдость после термообработки, но снижает пластичность и ударную вязкость.
Можно ли сваривать круг из стали 50?
Свариваемость ограниченная. Требуется подогрев до 150–200 C, применение электродов с низким содержанием водорода и последующий отпуск для предотвращения трещин.
