Стальные заготовки из стали 50: сортовой прокат для ответственных деталей
Стальные заготовки из стали 50 — это сортовой прокат из углеродистой конструкционной качественной стали, легированной только постоянными примесями. Материал относится к группе среднеуглеродистых сталей с содержанием углерода 0,47–0,55 %, что определяет его повышенную прочность и твердость после термической обработки. Заготовки поставляются в виде круга, квадрата, полосы и шестигранника, применяются для изготовления деталей, работающих в условиях трения и знакопеременных нагрузок.
Химический состав и механические характеристики
Химический состав стали 50 регламентируется ГОСТ 1050–2013. Основные легирующие элементы — марганец (0,50–0,80 %) и кремний (0,17–0,37 %), которые повышают прокаливаемость и прочность ферритной матрицы. Содержание серы и фосфора ограничено 0,035 % и 0,030 % соответственно, что обеспечивает низкую склонность к красноломкости и хладноломкости.
Механические свойства стали 50 в состоянии поставки (горячекатаный или кованый прокат) характеризуются следующими показателями:
- временное сопротивление разрыву — 630–650 МПа;
- предел текучести — не менее 375 МПа;
- относительное удлинение — 14–16 %;
- относительное сужение — 40–45 %;
- твердость HB — 170–229 (после нормализации).
После закалки и низкого отпуска предел прочности может достигать 1000 МПа, что позволяет использовать заготовки для высоконагруженных узлов. Однако свариваемость стали 50 ограничена из-за склонности к закалочным трещинам в зоне термического влияния, поэтому соединения выполняются с предварительным подогревом до 200–300 C.
Технологические особенности обработки
Заготовки из стали 50 хорошо обрабатываются резанием в отожженном или нормализованном состоянии. Рекомендуемые режимы точения — скорость 40–60 м/мин при использовании твердосплавных пластин. Для достижения равномерной структуры перед механической обработкой применяют нормализацию при 820–860 C с последующим охлаждением на воздухе.
Ковка и горячая штамповка выполняются в интервале температур 1180–800 C. Охлаждение поковок из стали 50 должно быть замедленным (в колодцах или печи) для предотвращения образования флокенов и снижения внутренних напряжений. После ковки рекомендуется высокий отпуск при 600–650 C.
Применение в промышленности
Сталь 50 используется для производства деталей, требующих сочетания высокой прочности и износостойкости. Основные области применения:
- валы, оси и шпиндели металлорежущих станков;
- зубчатые колеса и шестерни редукторных передач;
- шатуны, коленчатые валы и другие детали двигателей внутреннего сгорания;
- бандажи, ролики и колеса кранового оборудования;
- пружины и рессоры после закалки и среднего отпуска;
- детали гидроцилиндров и пневмоаппаратуры.
В горнодобывающей отрасли из стали 50 изготавливают зубья ковшей экскаваторов, футеровочные плиты и элементы дробильного оборудования. В автомобилестроении материал применяется для полуосей, поворотных кулаков и карданных валов.
Сортамент и условия поставки
Заготовки из стали 50 поставляются в виде горячекатаного проката по ГОСТ 2590 (круг), ГОСТ 2591 (квадрат), ГОСТ 103 (полоса) и ГОСТ 2879 (шестигранник). Диаметр круга варьируется от 10 до 250 мм, сторона квадрата — от 8 до 200 мм. Длина заготовок — от 2 до 12 м в зависимости от размера сечения.
| Вид проката | Стандарт | Размер сечения, мм | Состояние поставки | Твердость HB |
|---|---|---|---|---|
| Круг | ГОСТ 2590 | 10–250 | Горячекатаный | 170–229 |
| Квадрат | ГОСТ 2591 | 8–200 | Горячекатаный | 170–229 |
| Полоса | ГОСТ 103 | 10–100 3–60 | Горячекатаный | 170–229 |
| Шестигранник | ГОСТ 2879 | 8–100 | Калиброванный | 170–229 |
По требованию заказчика возможна поставка заготовок в термически обработанном состоянии — нормализованном, улучшенном (закалка + высокий отпуск) или отожженном. Допускается изготовление заготовок с обточенной поверхностью для круга диаметром до 100 мм.
Контроль качества и сертификация
Каждая партия заготовок из стали 50 сопровождается сертификатом качества, подтверждающим соответствие химического состава и механических свойств требованиям ГОСТ 1050–2013. Приемо-сдаточные испытания включают определение твердости, временного сопротивления разрыву и относительного удлинения. Для ответственных применений возможен ультразвуковой контроль сплошности материала на наличие внутренних дефектов.
Вопросы и ответы
Чем отличается сталь 50 от стали 45?
Сталь 50 содержит больше углерода (0,47–0,55 % против 0,42–0,50 %), что обеспечивает более высокую прочность и твердость после закалки, но снижает пластичность и ударную вязкость. Сталь 50 требует более точного соблюдения режимов термообработки.
Какая термообработка рекомендуется для заготовок из стали 50?
Для улучшения обрабатываемости применяют нормализацию при 820–860 C. Для достижения высокой твердости — закалку в масле с 820–840 C и низкий отпуск при 180–200 C. Для оптимального сочетания прочности и вязкости — закалку и высокий отпуск при 550–600 C.
Можно ли сваривать заготовки из стали 50?
Сварка возможна, но требует предварительного подогрева до 200–300 C и последующей термообработки для снятия напряжений. Из-за высокого содержания углерода сварные соединения склонны к образованию закалочных структур и трещин.
Какие размеры заготовок доступны для заказа?
Круг диаметром 10–250 мм, квадрат со стороной 8–200 мм, полоса толщиной 3–60 мм и шириной 10–100 мм, шестигранник под ключ 8–100 мм. Длина проката — от 2 до 12 метров.
