Легированная сталь ХВГ
В металлургической промышленности сталь ХВГ является незаменимым материалом. Высокий спрос на сталь появился благодаря хорошей прочности и невысокой стоимости, а из самого сплава делают детали для строительства зданий, инструменты, запасные звенья к приборам и механизмам.
Однако его свойства имеют некоторые особенности:
Из отливных частей допускается производство режущих составляющих, но их поверхность быстро изнашивается, а сам элемент обладает слабой устойчивостью к тепловым и силовым нагрузкам. Поэтому на изделия такого типа распространяются особые требования.
Физические и механические свойства
В химический состав металла входит 1-1,6% вольфрама, который придаёт элементу дополнительную сопротивляемость к износу. Чтобы добиться необходимой твёрдости, в состав добавляют хром и углерод в соотношении 1%. Наличие кремния (0,4%) повышает сопротивляемость отпуску, а марганец (1-2%) обеспечивает целостность структуры.
Легированная сталь ХВГ
Сам ХВГ имеет следующие характеристики:
Важно отметить, что углерод – главный компонент ХВГ, которого должно быть не менее 1%. Данное значение получается завышенным, что и отличает эту марку от остальных.
Немаловажный показатель – стойкость к коррозии, что даёт возможность применять металлопрокат для создания сложных агрегатов. Общая химическая структура выглядит следующим образом:
Все соединения добавляют в такой пропорции, чтобы обеспечить слиткам лучшую закаливаемость, снизить деформацию и убрать вероятность появления трещин. В итоге получается углеродистая сталь высшего сорта.
Расшифровка аббревиатуры
Из названия можно определить главные компоненты, которые наделяют железо особыми свойствами. В этом случае по символам ХВГ делается следующая расшифровка: Знак «Х» означает присутствие хрома (Cr), «В – ванадий (V), «Г» – марганец (Mn). Из слитков можно изготовить множество строительных приборов, но они обязаны строго соответствовать всем государственным стандартам. Например, калиброванные прутья разрешено выпускать только по ГОСТ 8560-78, 8559-75, 7417-75, 5950-2000. Для черновых или промежуточных деталей применяются 1133-71, 7831-78, 5950-2000 стандарты.
Полосная сталь ХВГ обязана придерживаться ГОСТ 4405-75. К серебрянке и шлифованным прутьям относятся правила 14955-77 и 5950-2000.
Изделия из стали ХВГ
Государственным требованиям должны соответствовать и другие разновидности, но только наличие данной маркировки может дать гарантию на высокое качество заготовки. Подобный регламент создан для регулирования технических предприятий, для защиты жизни и здоровья потребителей, с целью предупреждения обмана во время реализации товара. Поэтому наличие на ХВГ ГОСТ знака – обязательное условие продажи.
Варианты применения
Практически любые строительные работы проводятся с помощью измерительных и режущих приспособлений, и по разной технологии:
Есть ещё множество инструментов, для выпуска которых характерно применение углеродной стали ХВГ. Но для таких объектов недопустимо повышенное коробление при закалке.
Также из металлопроката принято делать принадлежности для точного определения геометрических размеров, к которым относятся микрометр, штангенциркуль, глубиномер и другие. В процессе строительных работ они будут подвергаться сильному механическому воздействию, что может нарушить их изначальную форму и сделает невозможным дальнейшее использование. Такие приспособления обязаны быть очень прочными, поэтому их изготавливают из этого металла или других аналогов.
Термическая обработка
Под этим термином понимается процесс температурного воздействия, который позволяет улучшить атрибуты твёрдых сплавов. Термообработку могут проходить металлы различной категории, но для каждого вида требуется определённый подход. Всего существует несколько разновидностей данных манипуляций:
Последний способ применим для производства тормозных дисков, лезвий, дисков сцепления и прочих запчастей. Отсюда можно сделать вывод, что данный материал не замораживают. А термообработка стали ХВГ в стандартной печи представляется более популярным вариантом.
Сталь ХВГ характеристики и применение
Распространенная благодаря характеристикам и хорошей обрабатываемости ковкой и резанием (после отжига), невысокой стоимости, сталь ХВГ применяется во многих агрегатах, конструкциях и промышленности. По структуре относиться она к заэвтектоидным сталям перлитного класса, по назначению к инструментальным легированным.
Применение ХВГ
Само название «инструментальная» определяет использование этой марки. Но какие свойства обеспечивают ей такое назначение? В первую очередь ее стойкость к короблению при закалке, которой она обязательно подвергается, и коррозионная стойкость.
Чем не обладает марка стали ХВГ, так это теплостойкостью, способностью сохранять свои свойства, в частности твердость, при высоких температурах. Это условие необходимо для режущего и быстрорежущего инструмента, где температура кромок может достигать 650 ºC. Разупрочнение ХВГ происходит при температуре 200 ºC, поэтому ее используют только для деталей, работающих в диапазоне низких температур.
Поставляется сталь ХВГ в:
Расшифровка стали ХВГ
Марка ХВГ является базовой для аналоговых сталей перлитного класса. Ее химический состав обеспечивается минимальным количеством легирующих элементов (всего 4):
Остальные элементы — второстепенные по значимости и выдерживаются в такой концентрации:
Так как сталь марки ХВГ относится к высококачественному классу, то содержание вредных примесей фосфора и серы регламентируется до 0,03 % (это минимально возможный предел). Остаточный кислород раскисляется при введении легирующих элементов Si и Mn.
Влияние элементов на свойства
На свойства стали влияет две составляющие:
Вводятся модифицирующие материалы в расплав, чтобы определенным образом заполнить кристаллическую решетку и тем самым определить ее свойства. К таким понятиям относятся:
Основной элемент повышающий прочность и определяющий сплав как сталь — углерод. Являясь ненамного меньшим, чем молекула Fe по размеру, он размещается в металлической решетке, образуя карбиды. Их форма, расположение и размеры имеют основное значение для характеристик металла при последующей отработке.
Главный легирующий элемент ХВГ — хром. Его атомы небольшие по размеру, уплотняют собой решетку, придавая ей еще большую плотность и стабильность. Особенность атомов хрома образовывать оксиды практически такого же размера, как и сам атом, используются при выплавке сплава со свойствами нержавейки, но это при его содержании выше 10,5 %, а до этого предела он хорошо повышает прокаливаемость.
Для увеличения слоя закалки и уменьшения зерна ХВГ (что увеличивает качество стали) используются и следующие два элемента: молибден и вольфрам. Помимо того, что они образуют еще более прочные карбиды, чем углерод, эти металлы очень тугоплавки и являются центрами кристаллизации, измельчая зерна, что повышает пластичность металла, не меняя его твердости, а также увеличивает прокаливаемый слой.
Легирование кремнием и марганцем (этот элемент не указывается в маркировке ввиду его второстепенного влияния по значимости). Кремний не карбидообразующий элемент, он выталкивает карбиды к границам зерен, таким образом, упрочняя металл. Марганец в данном случае используют для баланса, т. к. он в этой концентрации увеличивает вязкость и пластичность, снижает нежелательные последствия такого повышения прочности.
Термическая обработка марки ХВГ
Сталь ХВГ подвергается следующим видам термической обработки:
Сталь ХВГ обладает удачным сочетанием прочности и коррозионной стойкости. Относительно невысокая стоимость и хорошая обрабатываемость позволяет широко применять ее в производстве. К недостаткам можно отнести узкий диапазон температур закалки и отжига (сталь легко пережечь) и разупрочнение при температуре выше 200 ºC.
Сталь марки ХВГ
Поставщик Ауремо ООО www.auremo.org
Купить: Санкт-Петербург +7(812)680-16-77, Днепр +380(56)790-91-90, info[æ]auremo.org
ХВГ труба, лента, проволока, лист, круг ХВГ
| Твердость и ударная вязкость в зависимотси от сечения образца | |||
| Сечение, мм | Место вырезки образца | KCU (Дж / см 2 ) | HRC∂ |
| Закалка на мелкое зерно. Отпуск 150-160 °С | |||
| 15 25 50 100 | 1/2 R 1/2 R 1/2 R 1/2 R | 40 30 20 15 | 64 64 63 61 |
| Твердость стали ХВГ в зависимости от температуры отпуска | |
| Температура отпуска, °С | HRC∂ |
| Заготовки сечением до 50-60 мм*. Закалка 840 °С, масло или расплав солей с водой при 200 °С | |
| 180-220 230-280 280-340 | 59-63 57-61 55-57 |
| Закалка 820°С, масло | |
| 100 200 300 | 66 64 61 |
| Закалка 830-850 °С, масло | |
| 170-200 200-300 300-400 400-500 500-600 | 63-64 59-63 53-59 48-53 39-48 |
| * Заготовки сечением до 50 мм закаливаются с охлаждением в масле, св. 50 мм- в расплаве солей с водой. | |
| Прокаливаемость стали ХВГ (ОСТ 23.4.127-77) (твердость, HRC∂ ) | |||||||||
| Расстояние от торца, мм | |||||||||
| 2,5 | 3 | 7,5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 | 35 | 45 |
| 65-67 | 62,5-66,5 | 57-66 | 49,5-65,5 | 41,5-63 | 38,5-60 | 37,5-55,5 | 38-51,5 | 36-47,5 | 35-43,5 |
| Термообработка | Критическая твердость, HRCэ | Критический диаметр в масле |
| Закалка | 61 | 15-70 |
| Шлифуемость при твердости HRCэ 59-61 пониженная, при HRCэ 55-57 удовлетворительная. | ||
| Теплостойкость стали ХВГ | ||
| Температура, °С | Время, ч | HRC∂ |
| 150-170 200-220 | 1 1 | 63 59 |
Инструмент из стали ХВГ и его термообработка: лучшие результаты закалки свёрл из легированной и углеродистой сталей получаются при нагреве рабочей части в соляной или свинцовой ванне. При необходимости вести нагрев в камерной печи применяют огнеупорные подставки, так же как и для свёрл из быстрорежущей стали.
Охлаждение свёрл из легированной стали производят в селитровой или масляной ванне с температурой 150-180° и последующим остыванием на воздухе. При закалке в холодном масле свёрла вынимают горячими при температуре 150-180°. Свёрла диаметром до 10 мм охлаждают прокатыванием под утюгом. Отпуск свёрл, изготовленных из различных марок сталей, кроме стали 9ХС, производят в масляной ванне при температуре 150-180° в течение 1-2 час. Свёрла из стали 9ХС отпускают в масляной ванне или в электропечи при температуре 180-220° в течение 1,5-2 час.
Материалом для изготовления метчиков служат стали углеродистые У12А, У10А, легированные ШХ15, ШХ12, ХВГ, 9ХС, ХГ и быстрорежущая.
Метчики из углеродистых и легированных сталей нагревают под закалку в свинцовых ваннах для обеспечения быстроты нагрева. Температуру закалки принимают на нижнем пределе. Выдержку в свинце дают наименьшую.
Указанные меры принимаются для того, чтобы полностью закалился только поверхностный слой, а сердцевина не успела прогреться и оставалась вязкой. При таком состоянии уменьшается возможность деформации резьбы и увеличивается стойкость метчика в работе. С этой же целью метчики из легированной стали следует калить в соли или масле с температурой 150-200°.
Цилиндрические и дисковые фрезы изготовляют из быстрорежущей и легированных сталей 9ХС, X, ХВГ и др. Применения углеродистой стали для изготовления цилиндрических фрез следует избегать, ввиду их малой стойкости.
Фрезы диаметром свыше 10 мм изготовляют сварными. Материал хвостовой части сталь 45. Хвостовики подвергаются термической обработке до твёрдости Rc = 30-45.
Фрезы концевые из легированной стали после нагрева охлаждают в расплавленной селитре или горячем масле при температуре 150-200°, а затем на воздухе. Отпускают в масляной ванне при температуре 150-180° в течение 1-2 час. Твёрдость Rc = 60-64.
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
Сталь У8: плюсы и минусы для ножей и ее характеристики
Химический состав стали ХВГ
| Химический элемент | % | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Углерод (C) | 0,9 – 1,05 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Кремний (Si) | 0,1 – 0,4 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Марганец (Mn) | 0,8 – 1,1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Никель (Ni) | до 0,4 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Фосфор (P) | до 0,03 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Хром (Cr) | 0,9 – 1,2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Молибден (Mo) | до 0,3 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Вольфрам (W) | 1,2 – 1,6 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Сера (S) | до 0,03 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Медь (Cu) | до 0,3 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Железо (Fe) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Температура испытаний, °С | 20 | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 |
| Модуль нормальной упругости E, ГПа | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — |
| Модуль упругости при сдвиге кручением G, ГПа | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — |
| Плотность ρn, кг/м3 | 7850 | 7830 | — | 7760 | — | — | 7660 | — | — | — |
| Коэффициент теплопроводности λ, Вт/(м*К) | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — |
| Удельное электросопротивление ρ, нОм*м | 380 | — | — | — | — | — | — | — | — | — |
| Коэффициент линейного расширения α*106, K-1 | 11,0 | 12,0 | 13,0 | 13,5 | 14,0 | 14,5 | — | — | — | — |
| Удельная теплоемкость c, Дж/(кг*К) | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — |
Физические и механические свойства
В химический состав металла входит 1-1,6% вольфрама, который придаёт элементу дополнительную сопротивляемость к износу. Чтобы добиться необходимой твёрдости, в состав добавляют хром и углерод в соотношении 1%. Наличие кремния (0,4%) повышает сопротивляемость отпуску, а марганец (1-2%) обеспечивает целостность структуры.
Легированная сталь ХВГ
Сам ХВГ имеет следующие характеристики:
Важно отметить, что углерод – главный компонент ХВГ, которого должно быть не менее 1%. Данное значение получается завышенным, что и отличает эту марку от остальных.
Немаловажный показатель – стойкость к коррозии, что даёт возможность применять металлопрокат для создания сложных агрегатов. Общая химическая структура выглядит следующим образом:
Все соединения добавляют в такой пропорции, чтобы обеспечить слиткам лучшую закаливаемость, снизить деформацию и убрать вероятность появления трещин. В итоге получается углеродистая сталь высшего сорта.
Твердость стали ХВГ после термообработки (ГОСТ 5950-73)
Применение ХВГ
Само название «инструментальная» определяет использование этой марки. Но какие свойства обеспечивают ей такое назначение? В первую очередь ее стойкость к короблению при закалке, которой она обязательно подвергается, и коррозионная стойкость.
Чем не обладает марка стали ХВГ, так это теплостойкостью, способностью сохранять свои свойства, в частности твердость, при высоких температурах. Это условие необходимо для режущего и быстрорежущего инструмента, где температура кромок может достигать 650 ºC. Разупрочнение ХВГ происходит при температуре 200 ºC, поэтому ее используют только для деталей, работающих в диапазоне низких температур.
Поставляется сталь ХВГ в:
Твердость и ударная вязкость в зависимости от сечения образца
| Сечение, мм | Место вырезки образца | Ударная вязкость (Дж / см2) | Твердость по Бринеллю (HB) |
| Закалка на мелкое зерно. Отпуск 150-160 °С | |||
| 15 | 1/2 R | 40 | 64 |
| 25 | 1/2 R | 30 | 64 |
| 50 | 1/2 R | 20 | 63 |
| 100 | 1/2 R | 15 | 61 |
Твердость стали ХВГ в зависимости от температуры отпуска
| Температура отпуска, °С | Твердость по Бринеллю (НВ) |
| Заготовки сечением до 50-60 мм*. Закалка 840 °С, масло или расплав солей с водой при 200 °С | |
| 180-220 | 59-63 |
| 230-280 | 57-61 |
| 280-340 | 55-57 |
| Закалка 820°С, масло | |
| 100 | 66 |
| 200 | 64 |
| 300 | 61 |
| Закалка 830-850 °С, масло | |
| 170-200 | 63-64 |
| 200-300 | 59-63 |
| 300-400 | 53-59 |
| 400-500 | 48-53 |
| 500-600 | 39-48 |
* – Заготовки сечением до 50 мм закаливаются с охлаждением в масле, св. 50 мм в расплаве солей с водой.
Сталь ХВГ инструментальная легированная
Расшифровка
Стали заменители
стали 9ХС, ХГ, 9ХВГ, ХВСГ, ШХ15СГ.
Иностранные аналоги [1]
| Марка стали | Стандарт |
| 105 WCr5 (Испания) | UNE 36072 (75) (1) |
| 105 WCr5 (Германия) | DIN 17350 |
| 105 WCr5 (Евронормы) | EN 96-79 |
| 107 WCr5 KU (Италия) | UNI 2955-82 Part 3 |
| SDW (Италия) | 1-09 |
| Ch WG (Болгария) | BDS 7938 |
| CrWMn (Китай) | GB 1299-85 |
| HWC (Польша) | PH/H 85023 |
| SKS 31 (Япония) | JIS. G4404 |
| W9 (Венгрия) | MSZ 4352 |
Вид поставки
Характеристики и применение
Сталь ХВГ относится к группе инструментальных легированных сталей повышенной прокаливаемости. Инструмент из этой стали закаливается в масле и как правило прокаливается насквозь. Данная сталь характеризуется повышенным содержанием марганца (при нормальном содержании кремния). Это приводит при закалке к увеличению количества остаточного аустенита и уменьшению деформации; поэтому эту сталь также называют инструментальной малодеформирующейся [2].
Карбидной фазой этой стали является легированный цементит (M3C), коагуляция которого происходит медленее, чем простого нелегированного. Поэтому эта сталь размягчается медленее при повышении температуры отпуска, чем простые углеродистые инструментальные стали и обычная температура отпуска инструмента намного выше.
Микроструктура горячекатаной, кованой металлопродукции предназначенной для холодной механической обработки (обточки, строжки, фрезерования и др.), калиброванной и со специальной отделкой поверхности стали ХВГ диаметром или толщиной до 60 мм должна соответствовать: — зернистый перлит — баллам от 1 до 6 (приложение Г, ГОСТ 5950-2000)
Сталь ХВГ применяется для изготовления измерительного и режущего инструмента, для которого повышенное коробление при закалке недопустимо (протяжки и другой инструмент с большим отношением длины к диаметру или толщине), резьбовых калибров, длинных метчиков, длинных разверток и другого вида специального инструмента, холодновысадочных матриц и пуансонов, технологической оснастки.
Примерное назначение инструментальной легированной стали ХВГ (ГОСТ 5950-2000)
Для измерительных и режуших инструментов, для которых повышенное коробление при закалке недопустимо;
Химический состав, % (ГОСТ 5950-2000)
| Марка стали | Массовая доля элемента, % | |||||||
| углерода | кремния | марганца | хрома | вольфрама | наладим | молибдена | никеля | |
| ХВГ | 0,90-1,05 | 0,10-0,40 | 0,80-1,10 | 0,90-1,20 | 1,20-1,60 | — | — | — |
Фазовый состав, % по массе
Температура критических точек, °C [3]
Режимы термической обработки стали ХВГ [2]
| Отжиг | Закалка | Отпуск | ||||
| температура, °C | твердость, HB | температура, °C | среда охлаждения | твердость, HRC (не менее) | температура, °C | твердость, HRC |
| 770-790 | 255-207 | 800-830 | Масло | 62 | 140-160 | 65-62 |
ПРИМЕЧАНИЕ. Твердость после закалки гарантируется по — ГОСТ, твердость после отпуска — в обычных пределах колебания
Режимы окончательной термической обработки [4]
| Закалка | |||
| tп, °C | tн, °C | среда | HRC |
| 650-700 | 830-850 | Масло | 62-63 |
| Отпуск | |||
| t, °C | среда | HRC | |
| 150-200 200-300 | Воздух | 63-62 62-58 | |
Рекомендуемые режимы закалки [5]
| Вариант | Температура, °C | Охлаждение | Охлаждение до 20 °C | HRC | Структура или балл мартенсита по шкале № 3 ГОСТ 8233-56 | ||
| Среда | Температура, °C | Выдержка | |||||
| I | 820-840 | Масло | 20-40 | До температуры масла | На воздухе | 63-65 | 1 |
| II | 90-140 | До 150-200 °C | |||||
| III | 830-850 | Расплав селитры, щелочи | 150-160 | Выдержка в расплаве равна выдержке при нагреве под закалку | На воздухе | 62-64 | 1-3 |
| Температуру расплава и продолжительность изотермической выдержки выбирают по диаграмме на рис.1 в зависимости от требуемой твердости. Охлаждение до 20 °C на воздухе. | |||||||
Обработка холодом [5]
| Вариант закалки | Температура охлаждения, °C | Назначение | Повышение твердости ΔHRC |
| I-III | -70 °C | Стабилизация размеров инструментов повышенной точности | 0-1 |
ПРИМЕЧАНИЕ: Обработку холодом производить не позднее 1 ч после закалки.
Рекомендуемые режимы отпуска [5]
| Вариаит | Назначение | Температура нагрева, °C | Среда нагрева | HRC |
| II | Снятие напряжений, стабилизация структуры и размеров | 140-160 170-200 230-280 | Масло, расплав селитры, щелочи | 62-65 60-62 55-60 |
| II | Снятие напряжений и понижение твердости | См. примечание 2 | Расплавы селитры, щелочи, печь с воздушной атмосферой | — |
Выдержка при отпуске в жидких средах инструмента из углеродистой и легированной стали
| Температура, °C | Выдержка при температуре отпуска, ч | Примечание |
| Менее 140 140-150 160-170 180-200 220 и более | 8-12 2-4 1,5-2,5 1-2 40 мин — 1 ч | Продолжительность выдержки следует считать с момента достижения расплавом температуры отпуска. Для инструмента, закаленного с нагревом т.в.ч., продолжительность выдержки при отпуске может соответсвовать минимальным значениям, указанным в таблице. |
Твердость в состоянии поставки металлопродукции из стали ХВГ, предназначенной для холодной механической обработки (ГОСТ 5950-2000)
| Марки стали | Твердость HB, не более | Диаметр отпечатка, мм, не менее |
| ХВГ | 255 | 3,8 |
Твердость образцов металлопродукции из стали ХВГ после закалки и закалки с отпуском (ГОСТ 5950-2000)
| Марка стали | Температура, °С, и среда закалки образной | Температура отпуска, °С | Твердость HRCэ (HRC), не менее |
| ХВГ | 820-840, масло | 180 | 61 (60) |
Твердость и ударная вязкость в зависимости от сечения образца [7]
| Сечение, мм | Место вырезки образца | КСU, Дж/см2 | Твердость HRCэ |
| 16 | 1/2R | 40 | 64 |
| 25 | 1/2R | 30 | 64 |
| 50 | 1/2R | 20 | 63 |
| 100 | 1/2R | 15 | 61 |
ПРИМЕЧАНИЕ. Закалка на мелкое зерно; отпуск при 150-160 °C.
Твердость стали в зависимости от температуры отпуска [8]
| tотп, °C | Твердость HRCэ |
| Заготовки сечением до 50-60 мм*. Закалка с 840 °C в масле или расплаве солей с водой при 200 °C | |
| 180-220 | 59-63 |
| 230-280 | 57-61 |
| 280-340 | 55-57 |
| Закалка с 820 °C в масле | |
| 100 | 66 |
| 200 | 64 |
| 300 | 61 |
| 400 | 57 |
| Закалка с 830-850 °C в масле [9] | |
| 170-200 | 63-64 |
| 200-300 | 59-63 |
| 300-400 | 53-59 |
| 400-500 | 48-53 |
| 500-600 | 39-48 |
*Заготовки сечением до 50 мм закаливаются с охлаждением в масле, св. 50 мм — в расплаве солей с водой.
Механические свойства при комнатной температуре [10]
| НД | Режим термообработки | Сечение, мм | σ0,2, Н/мм2 | σв, Н/мм2 | δ, % | ψ, % | KCU, Дж/см2 | HRC | HB | ||
| Операция | t, °C | Охлаждающая среда | не менее | ||||||||
| ГОСТ 5950-2000 | Отжиг | 770-790 | С печью со скоростью 30 °C/ч | — | Не определяются | — | ≤255 | ||||
| Закалка Отпуск | 820-840 180 | Масло Воздух | Образцы | ≥60 | — | ||||||
Технологические свойства (ОСТ 23.4.127-77)
Прокаливаемость (ОСТ 23.4.127-77) [12]
| Твердость HRCэ на расстоянии от торца, мм | |||||||||
| 2,6 | 5 | 7,5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 | 35 | 45 |
| 65-67 | 62,5-66,5 | 57-66 | 49,5-65,5 | 41,5-63 | 38,5-60 | 37,5-55,5 | 38-51,5 | 36-47,6 | 35-43,5 |
Критический диаметр d
| Термообработка | Критическая твердость HRCэ | d, мм, после закалки в масле |
| Закалка | 61 | 15-70 |
Шлифуемость — пониженная при твердости HRCэ 59-61; удовлетворительная [9] при HRCэ 55-67.
Теплостойкость[9]
Физические свойства при 20 °C [5]
Плотность ρп кг/см3 при температуре испытаний, °C
Коэффициент линейного расширения α*106, К-1
| Марка стали | α*106, К-1 при температуре испытаний, °C | |||||
| 20-100 | 20-200 | 20-300 | 20-400 | 20-500 | 20-600 | |
| ХВГ | 11,0 | 12,0 | 13,0 | 13,5 | 14,0 | 14,5 |
Удельное электросопротивление ρ нОм*м
Библиографический список
Узнать еще
Сталь У9, У9А инструментальная углеродистая…
Сталь инструментальная легированная…
Сталь 20ХН3А конструкционная легированная…
Прокаливаемость стали ХВГ (ОСТ 23.4.127-77)
| Закалка | ||||||||||
| Расстояние от торца, мм | 2,5 | 3 | 7,5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 | 35 | 45 |
| Твердость для полос прокаливаемости, (Твердость по Роквеллу, шкала С) | 65-67 | 62,5-66,5 | 57-66 | 49,5-65,5 | 41,5-63 | 38,5-60 | 37,5-55,5 | 38-51,5 | 36-47,5 | 35-43,5 |
| Термообрабока | Критический диаметр в масле, мм | Критическая твердость, HRCЭ |
| Закалка | 15-70 | 61 |
Шлифуемость при твердости HRCЭ 59-61 пониженная, при HRCЭ 55-57 удовлетворительная.
