Заготовки из стали (кольца) Сталь 55 в Минске


Заготовки из стали (кольца) — сталь 55

Кольцевые заготовки из стали 55 — это промежуточный продукт металлургического передела, предназначенный для последующей механической обработки и термической финишной операции. Материал относится к группе среднеуглеродистых конструкционных сталей (0,52–0,60 % C) и поставляется в состоянии после горячей деформации с нормируемыми механическими свойствами. Кольца из стали 55 востребованы в узлах, где требуется сочетание повышенной твёрдости поверхности и вязкой сердцевины после закалки с отпуском.

Технологические особенности и механические характеристики

Сталь 55 — это качественная углеродистая сталь, которая после нормализации или улучшения обеспечивает предел прочности на уровне 630–680 МПа. Твёрдость в состоянии поставки (горячекатаном или кованом) составляет 170–229 HB, что позволяет выполнять черновую и получистовую токарную обработку стандартным инструментом. После закалки в воде или масле и последующего высокого отпуска достигается твёрдость 28–32 HRC, что оптимально для деталей, работающих на износ при умеренных ударных нагрузках.

Кольцевые заготовки из стали 55 производятся методом раскатки на кольцепрокатных станах или ковкой с последующей расточкой. Геометрическая точность и припуски под механообработку регламентируются нормативной документацией на поковки. Для ответственных применений рекомендуется проведение ультразвукового контроля сплошности, так как макроструктура кольца должна исключать усадочную рыхлость и флокены.

Применение в промышленных узлах

Кольца из стали 55 применяются в качестве заготовок для изготовления деталей, работающих в условиях трения и знакопеременных нагрузок:

  • зубчатые венцы и шестерни крупного модуля для редукторов общего назначения;
  • бандажи и упорные кольца гидроцилиндров и пневмоцилиндров;
  • направляющие втулки и кольца подшипниковых узлов прокатного оборудования;
  • фланцевые кольца для трубопроводной арматуры с рабочим давлением до 16 МПа;
  • детали ходовой части грузоподъёмных машин — ролики, блоки, цапфы.

Термообработка колец из стали 55 выполняется по режимам: закалка от 810–830 C с охлаждением в воде (для сечений до 30 мм) или в масле (для сечений до 60 мм), затем отпуск при 550–600 C для снятия внутренних напряжений и получения сорбитной структуры. Для повышения износостойкости рабочих поверхностей возможна закалка ТВЧ с нагревом до 860–900 C.

Химический состав и нормируемые параметры

Химический состав стали 55 регламентирован ГОСТ 1050 и включает легирующие элементы в ограниченных пределах. Содержание серы и фосфора не превышает 0,035 % каждого, что обеспечивает стабильность свойств при горячей деформации и свариваемость (ограниченную, с подогревом).

ПараметрЗначениеЕдиница измеренияМетод контроляПримечание
Содержание углерода0,52–0,60%Спектральный анализОсновной упрочняющий элемент
Предел текучести (после улучшения) 315МПаИспытание на растяжениеОбразец после закалки и отпуска
Относительное удлинение 12%ГОСТ 1497Продольный образец
Твёрдость в состоянии поставки170–229HBТвёрдомер по БринеллюГорячекатаное состояние
Ударная вязкость KCU 0,39МДж/мИспытание на маятниковом копреПосле нормализации

Особенности заказа и входного контроля

При заказе кольцевых заготовок из стали 55 необходимо указывать наружный и внутренний диаметр, высоту кольца, а также требуемую категорию прочности и группу контроля. Для деталей, работающих при температурах до –40 C, рекомендуется проведение испытаний на ударный изгиб при отрицательных температурах. Кольца с наружным диаметром свыше 500 мм поставляются с обязательным ультразвуковым контролем на отсутствие внутренних дефектов.

Механическая обработка колец из стали 55 выполняется твердосплавным инструментом с подачами 0,2–0,4 мм/об и скоростями резания 80–120 м/мин. Для получения точных посадочных поверхностей (6–7 квалитет) рекомендуется двухстадийная обработка: черновое точение с оставлением припуска 1,5–2 мм и чистовое точение после стабилизирующего отпуска.

Вопросы и ответы

Какая термообработка рекомендуется для колец из стали 55?

Оптимальный режим — закалка от 810–830 C с охлаждением в воде или масле (в зависимости от сечения) и высокий отпуск при 550–600 C. Это обеспечивает твёрдость 28–32 HRC и предел прочности 630–680 МПа.

Можно ли сваривать кольцевые заготовки из стали 55?

Сварка возможна, но ограничена из-за повышенного содержания углерода. Требуется предварительный подогрев до 250–300 C, использование электродов с низким содержанием водорода и последующий отпуск для снятия напряжений.

Какие дефекты контролируются в кольцевых заготовках?

Основные контролируемые параметры — отсутствие усадочных раковин, флокенов, волосовин и расслоений. Для ответственных деталей выполняется ультразвуковой контроль по всей площади сечения кольца.

Какой квалитет точности достигается при механической обработке колец?

При соблюдении режимов резания и использовании стабилизирующего отпуска перед чистовой обработкой достигается точность посадочных поверхностей 6–7 квалитет с шероховатостью Ra 1,6–3,2 мкм.