Труба из рессорно-пружинной стали 50ХФА в Минске

Труба из рессорно-пружинной стали 50ХФА: характеристики, сортамент и применение

Труба из рессорно-пружинной стали 50ХФА — это горячедеформированный или холоднодеформированный трубный прокат, изготовленный из хромованадиевой пружинной стали перлитного класса. Марка 50ХФА регламентирована ГОСТ 14959-2016 и содержит 0,46–0,54 % углерода, 0,80–1,10 % хрома, 0,10–0,20 % ванадия, а также ограниченное количество серы и фосфора — не более 0,025 % каждого. Именно ванадий обеспечивает измельчение зерна и повышает сопротивление малоцикловой усталости, что критично для труб, работающих при знакопеременных нагрузках и кручении.

В отличие от труб из конструкционных углеродистых марок, изделия из 50ХФА после закалки (850–870 C) и среднего отпуска (420–520 C) приобретают сочетание высокой упругости и достаточной пластичности. Твёрдость после термической обработки достигает 42–48 HRC, предел упругости — не менее 1100 МПа, предел выносливости при симметричном цикле — 480–540 МПа. Такие параметры недостижимы для труб из стали 20 или 45 без легирования.

Сортамент и способы производства

Трубы из 50ХФА выпускают в нескольких исполнениях, каждое из которых ориентировано на определённые условия эксплуатации:

• Горячекатаные бесшовные трубы наружным диаметром 32–219 мм, толщина стенки 4–30 мм, по ГОСТ 8732-78 с последующей термообработкой.
• Холоднодеформированные (холоднотянутые) трубы диаметром 5–89 мм с толщиной стенки 0,8–12 мм по ГОСТ 8734-75 — для прецизионных пружинных элементов.
• Трубы повышенной точности по ГОСТ 9567-75 с полем допуска по наружному диаметру до 0,5 % — для направляющих втулок и торсионов.
• Патрубки и гильзы, получаемые расточкой из горячекатаной заготовки, с шероховатостью внутренней поверхности Ra 1,6 мкм.

Холоднодеформированные трубы поставляются в термически обработанном состоянии с нормированными механическими свойствами. Горячекатаные — без термообработки или после нормализации, если требуется последующая механическая обработка резанием.

Механические свойства и режимы термообработки

Охлаждающая среда при закалке — масло (для тонкостенных труб) или вода с полимерной добавкой (для стенки свыше 10 мм). Прокаливаемость 50ХФА — до 25–30 мм в критическом диаметре, что позволяет получать сквозную закалку стенки большинства типоразмеров.

Области применения

Трубы из стали 50ХФА востребованы там, где требуется упругий элемент, работающий на кручение или изгиб в условиях циклического нагружения:

• Торсионы подвески грузового подвижного состава и внедорожной техники — трубы 89 12 мм и 108 16 мм.
• Пружинные гильзы и направляющие втулки клапанных механизмов компрессоров высокого давления.
• Упругие элементы буровых забойных двигателей и телескопических соединений.
• Шпиндельные втулки и оправки прокатных станов, работающие при ударных нагрузках.
• Трубчатые пружины амортизаторов железнодорожного транспорта и путевой техники.
• Детали натяжных устройств конвейерного оборудования горно-обогатительных комбинатов.

В нефтегазовой отрасли трубы из 50ХФА применяются для изготовления уплотнительных гильз и упругих центраторов обсадных колонн, где необходима стойкость к знакопеременным нагрузкам при температурах от –40 C до +250 C.

Технологические особенности обработки

Механическая обработка труб из 50ХФА в термоупрочнённом состоянии затруднена из-за высокой твёрдости — рекомендуется применять твердосплавный инструмент с износостойким покрытием и обильное охлаждение. Сварка плавлением ограничена: из-за склонности к образованию холодных трещин требуется предварительный и сопутствующий подогрев до 200–300 C с последующей термообработкой. Для соединений предпочтительны резьбовые и шлицевые узлы, а также пайка твёрдыми припоями.

Вопросы и ответы