Стальной квадрат ЧС4-ВИ в Минске


Стальной квадрат ЧС4-ВИ: конструкционный сортамент из вакуумно-индукционной стали

Стальной квадрат ЧС4-ВИ — горячекатаный или кованый профиль квадратного сечения, изготовленный из конструкционной легированной стали марки ЧС4, выплавленной методом вакуумно-индукционной обработки. Обозначение «ВИ» указывает на вакуумно-индукционную технологию получения слитка, обеспечивающую низкое содержание газов, неметаллических включений и серы. Такой металл применяется в узлах, где требуется сочетание повышенной прочности, ударной вязкости и чистоты по неметаллическим включениям.

Сортамент и геометрические параметры

Квадрат поставляется в диапазоне сторон от 8 до 200 мм. Для горячекатаного сортамента предельные отклонения стороны квадрата составляют +0,3/–0,5 мм при стороне до 50 мм и 1,0 мм при стороне свыше 100 мм. Кривизна прутка не превышает 0,5 % длины. Косина реза при мерной длине 2–6 м — не более 5 мм.

  • Сторона квадрата — 8–200 мм
  • Длина мерная — 2–6 м, немерная — 1,5–8 м
  • Кривизна — не более 0,5 % длины
  • Скручивание вокруг продольной оси — не более 2 на 1 м
  • Радиус закругления углов — 0,1–0,2 стороны

Химический состав стали ЧС4-ВИ

Сталь ЧС4 относится к системе легирования хромоникельмолибденовой группы с добавками ванадия. Вакуумно-индукционная выплавка снижает содержание кислорода до 0,002–0,005 % и водорода до 0,0002–0,0005 %, что уменьшает анизотропию свойств и вероятность образования флокенов при ковке крупных сечений.

ЭлементМассовая доля, %Влияние на свойстваКонтрольМетод анализа
Углерод0,28–0,35Прочность, прокаливаемостьКовшовая пробаГОСТ 22536.1
Хром1,2–1,6Твёрдость, коррозионная стойкостьСпектральныйГОСТ 22536.4
Никель1,5–2,0Ударная вязкостьСпектральныйГОСТ 22536.5
Молибден0,3–0,5ТеплостойкостьСпектральныйГОСТ 22536.6
Ванадий0,05–0,15МелкозернистостьСпектральныйГОСТ 22536.7
Сера0,010Снижение красноломкостиКовшовая пробаГОСТ 22536.2
Фосфор0,015ХладноломкостьКовшовая пробаГОСТ 22536.3

Механические свойства после термической обработки

После закалки с 860–880 C в масле и отпуска при 560–620 C квадрат ЧС4-ВИ обеспечивает предел прочности 980–1180 МПа, предел текучести 835–980 МПа, относительное удлинение 12–16 %, ударную вязкость KCU 59–78 Дж/см. Для крупных сечений свыше 100 мм допускается снижение прочностных характеристик на 8–12 % из-за меньшей скорости охлаждения по сечению.

  • Закалка — 860–880 C, охлаждение в масле
  • Высокий отпуск — 560–620 C, охлаждение на воздухе
  • Твёрдость после отпуска — 28–34 HRC
  • Ударная вязкость KCU — не менее 59 Дж/см при +20 C
  • Критическая температура хрупкости — не выше –40 C

Технологические особенности обработки

Квадрат ЧС4-ВИ обрабатывается резанием в состоянии поставки (термоулучшенном) с твёрдостью 28–34 HRC. Для чернового точения применяются твердосплавные пластины класса P25–P35, для чистового — P10–P20 с износостойким покрытием. Свариваемость ограниченная: требуется предварительный подогрев до 250–300 C и последующая термообработка для снятия напряжений.

Области применения

  • Шпиндели и валы металлорежущих станков
  • Штоки гидроцилиндров горно-шахтного оборудования
  • Элементы штамповой оснастки горячей деформации
  • Детали турбокомпрессоров и насосных агрегатов
  • Крепёж для энергетического машиностроения
  • Направляющие колонны пресс-форм литья под давлением

Вопросы и ответы

Чем отличается ЧС4-ВИ от ЧС4 обычной выплавки?

Вакуумно-индукционная выплавка снижает содержание кислорода и водорода в 3–5 раз, уменьшает количество неметаллических включений и повышает ударную вязкость на 15–25 % при сохранении химического состава.

Какой максимальный размер стороны квадрата ЧС4-ВИ поставляется?

Горячекатаный сортамент — до 200 мм, кованый — до 250 мм. При стороне свыше 150 мм механические свойства контролируются на образцах из осевой зоны.

Применяется ли ЧС4-ВИ при отрицательных температурах?

Да, критическая температура хрупкости не выше –40 C, что допускает эксплуатацию в климатических зонах с расчётной температурой до –45 C при условии отсутствия динамических перегрузок.

Какая термообработка требуется после механической обработки?

Для снятия внутренних напряжений проводится отпуск при 550–600 C с выдержкой 2–3 ч и медленным охлаждением. Полная закалка с отпуском выполняется до финишного шлифования.