Стальные поковки 60ХН: характеристики, термообработка и применение
Поковки из стали марки 60ХН — кованые заготовки из конструкционной легированной стали перлитного класса, содержащей около 0,6 % углерода, 0,7–1,0 % хрома и 0,5–0,8 % никеля. Такое сочетание обеспечивает высокую прочность при сохранении достаточной вязкости после улучшения (закалка + высокий отпуск). Материал применяется для изготовления нагруженных деталей, работающих при знакопеременных и ударных нагрузках: валов, осей, шатунов, зубчатых колёс, шпинделей, крепёжных элементов энергетического и металлургического оборудования.
Технические характеристики и режимы обработки
Поковки получают свободной ковкой или штамповкой с последующей нормализацией и улучшением. Температурный интервал ковки — 1180–850 C, охлаждение после ковки замедленное во избежание флокенов. Прокаливаемость стали 60ХН — до 35–40 мм в критическом сечении при закалке в масле. Типовые механические свойства после улучшения: предел прочности — 880–1080 МПа, предел текучести — не менее 700 МПа, относительное удлинение — 10–12 %, ударная вязкость KCU — 50–70 Дж/см.
| Параметр | Значение | Условие | Ед. изм. | Стандарт |
|---|---|---|---|---|
| Предел прочности в | 980 | закалка 850 C, масло; отпуск 600 C | МПа | ГОСТ 8479 |
| Предел текучести т | 785 | улучшение | МПа | ГОСТ 8479 |
| Твёрдость HB | 269–321 | после улучшения | HB | ГОСТ 8479 |
| Ударная вязкость KCU | 59 | +20 C | Дж/см | ГОСТ 9450 |
| Температура ковки | 1180–850 | начало–конец | C | ГОСТ 7827 |
Химический состав и маркировка
Сталь 60ХН регламентируется ГОСТ 4543. Массовая доля элементов:
- углерод — 0,56–0,64 %;
- кремний — 0,17–0,37 %;
- марганец — 0,50–0,80 %;
- хром — 0,70–1,00 %;
- никель — 0,50–0,80 %;
- сера и фосфор — не более 0,025 % каждого.
Области применения поковок
Кованые заготовки 60ХН востребованы в узлах, где требуется сочетание прочности и сопротивления усталости:
- валы и оси редукторов прокатных станов;
- шатуны компрессоров и поршневых насосов;
- зубчатые колёса и венцы тяжёлых приводов;
- шпиндели металлорежущих станков;
- креПёж горячей высадки для энергетической арматуры;
- детали бурового и горно-шахтного оборудования.
Контроль качества и термообработка
Поковки подвергают ультразвуковому контролю по ГОСТ 24507, проверке макро- и микроструктуры, определению твёрдости по сечению. Улучшение проводят по режиму: закалка 840–860 C в масле, высокий отпуск 580–620 C с охлаждением на воздухе. Для крупных сечений применяют изотермическую закалку для снижения остаточных напряжений. Допускается нормализация с последующим высоким отпуском при пониженных требованиях к прочности.
Вопросы и ответы
Какие стандарты регламентируют поковки из стали 60ХН?
Химический состав — ГОСТ 4543, общие технические требования к поковкам — ГОСТ 8479, допуски и припуски — ГОСТ 7827, ультразвуковой контроль — ГОСТ 24507.
До какого сечения обеспечивается прокаливаемость стали 60ХН?
При закалке в масле сквозная прокаливаемость достигается в сечениях до 35–40 мм; для больших сечений применяют изотермическую закалку или воду с полимерными добавками.
Какая твёрдость достигается после улучшения?
После закалки и высокого отпуска твёрдость составляет 269–321 HB, что соответствует пределу прочности 880–1080 МПа.
Можно ли сваривать поковки 60ХН?
Сварка ограничена из-за склонности к образованию холодных трещин; требуется предварительный подогрев 200–250 C и последующая термообработка. Для ответственных сварных узлов материал не рекомендуется.
