Termokings.ru

Домашний Мастер
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Подробная характеристика стали марки 60С2А

Кстати, такой сплав металла, как сталь, можно встретить в автомобилестроении, когда необходимо изготовить какие-то запчасти для машин. Прекрасно этот сплав подходит для изготовления деталей для летательного аппарата, разнообразных приборов, а также еще множества строительных конструкций и некоторых инструментов.

Такое широкое применение стали оправдано тем, что этот сплав имеет много положительных свойств:

  1. Физико-химические.
  2. Механические.
  3. Технологические.

Если попытаться изменить химический состав этого широко распространенного сплава, то тогда можно получить его с различными свойствами. Такое различие позволит использовать его во многих отраслях, не только в тех, которые связаны с техникой, но и с народным хозяйством.

Все углеродистые сплавы имеют классификацию. В основе такого деления могут лежать следующие факторы:

  1. Содержание углерода.
  2. Назначение.
  3. Качество.
  4. Степень раскисления.
  5. Структура в равновесном состоянии.

Характеристики стали 60С2А

Данный материал имеет ряд отличительных качеств, которые получены благодаря особым условиям производства и химическому составу:

  • Достаточно низкая себестоимость производства.
  • Высокие характеристики выносливости.
  • Хорошие показатели вязкости и упругости.
  • При разнонаправленных нагрузках детали из данного материала пружинят.
  • Высокие характеристики по пределу усталости металла.
  • Хорошо выдерживает активные ударные нагрузки.

Характеристики стали 60С2А

Тем, кто знает, какими именно свойствами наделяет сталь тот или иной элемент, сразу стало ясно, какими же характеристиками будет обладать получившийся сплав. Но новичкам следует пояснить, что присутствие в составе стали кремния, никеля, хрома и марганца благоприятно влияет на структуру сплава, придавая ему прочности, упругости и пластичности. Таким образом, сталь 60С2А обладает наилучшими прочностными характеристиками, что позволяет ей подвергаться высоким нагрузкам, а повышенная выносливость металла вместе с увеличенной упругостью позволяет ему долго сохранять свою форму и свойства.

Механические свойства стали 60С2А

Прочностные свойства 60С2А определяются режимами проведенной термообработки. Поскольку интерес представляют эксплуатационные характеристики деталей, в статье не рассматриваются показатели стали в отливках. Они представляют практический интерес только для технологов крупных металлообрабатывающих предприятий, занимающихся изготовлением металлопроката.

Здесь будут рассмотрены прочностные показатели товарной стали в виде круга и ленты.

Как уже говорилось в общем описании марки 60С2А, оптимальные показатели достигаются при закалке в масле и последующем отпуске с целью снятия внутренних напряжений.

Круглая сталь после закалки и отпуска имеет предел прочности 12,7 кг/кв. мм, условный предел текучести 11,7 кг/кв. мм. Близость предела текучести к пределу прочности говорит о высоких упругих свойствах стали.

Предел выносливости 60С2А при симметричном цикле на растяжение равен 49 кг/кв. мм, на кручение 29,5 49 кг/кв. мм.

Чтобы понимать значение приведённых чисел, стоит вспомнить, что предел прочности стали 3 составляет около 37 кг/кв. мм.

Применение стали 60С2А

Применение стали 60с2а — это эксплуатация в условиях жесткой деформации и циклических нагрузок. По этой причине к рессорно-пружинной стали предъявляются требования по пластичности, упругости, выносливости, истираемости. Механические свойства применяют при производстве пружин, фрикционных валов, рессор, штанг и других изделий. 60С2А по ГОСТ 14959–79 относят к категории высоконагруженных. Проволока 60С2А обладает хорошим деформирующим свойством.

Характеристики стали 60С2А аналогичны конструкционной 60, из которой изготавливают детали с повышенными требованиями высокой прочности, износостойкости, упругости (валы станов прокатки металлов, фрикционы, колесные пары и другие).

Также в машиностроении применяется конструкционная 60С2, обладающая аналогичными механическими свойствами. Химсостав 60С2 отличается от 60С2А на тысячные доли процента. Важным отличием является содержание серы и фосфора.

Классификация

Так как любая сталь изготавливается в промышленных масштабах, ее производство неизбежно стандартизируется, и в дальнейшем весь процесс происходит с четким соблюдением установленных норм. И в первую очередь для любой стали устанавливается ее будущая профильная принадлежность. Таким образом, сталь 60С2А в ГОСТе классифицирована как конструкционная рессорно-пружинная.

Следующее, на что следует обратить ваше внимание, — состав легирующих элементов сплава. Именно благодаря ним получившаяся сталь наделяется уникальными свойствами, что и позволяет ей в дальнейшем занять определенную нишу в производстве. А от четкого соблюдения химического состава будет зависеть и итоговое качество стали.

Для стали 60С2А предусмотрен следующий состав:

  • 0,6 % углерода;
  • 1,8 % кремния;
  • 0,75 % марганца;
  • 0,3 % хрома;
  • 0,25 % никеля;
  • 0,2 % меди.

Помимо “полезных” примесей, в составе допускается содержание фосфора и серы до 0,025 % от общей массы.

Приложение 2 (справочное). КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ О МАТЕРИАЛАХ

Имеющиеся в промышленности марки пружинной стали характеризуются следующими свойствами и условиями применения.

Читать еще:  Пилорама из бензопилы инструкция по работе и настройке

Проволока класса I по ГОСТ 9389. Высокая разрывная прочность. Наличие больших остаточных напряжений первого рода (от волочения и навивки) обусловливает появление остаточных деформаций пружин при напряжениях . При остаточные деформации высоки независимо от применения операции заневоливания. В связи с указанным проволока класса I по ГОСТ 9389 назначается для пружин III класса в виде трехжильных тросов.

Проволока классов II и IIА по ГОСТ 9389. Отличается от проволоки класса I уменьшенной прочностью при разрыве и повышенной пластичностью. Применяется для изделий, работающих при низких температурах, а также для пружин растяжения со сложными конструкциями зацепов. Проволока класса IIA отличается от проволоки класса II более высокой точностью размеров, уменьшением вредных примесей в металле и дальнейшим повышением пластичности.

Сталь марки 65Г. Повышенная склонность к образованию закалочных трещин. Применяется с целью удешевления продукции для изделий массового производства в случаях, когда поломки пружин не вызывают нарушения функционирования деталей механизмов и не связаны с трудоемкими заменами.

Сталь 51ХФА. Повышенная теплоустойчивость. Закаливается на твердость не более 53,5 HRC . В результате высоких упругих и вязких свойств служит лучшим материалом для пружин I класса.

Сталь марок 60С2А, 60C2. Высокие упругие и вязкие свойства. Повышенная склонность к графитизации и недостаточная прокаливаемость при сечениях 20 мм. Широкая применимость для пружин I и II классов. Для пружин III класса назначается при 6 м/с.

Сталь 60С2ХФА. Высокая прокаливаемость, малая склонность к росту зерна и обезуглероживанию при нагреве (по сравнению со сталью 60С2А), повышенные вязкость, жаропрочность и хладостойкость, хорошая циклическая прочность и релаксационная стойкость в широком диапазоне циклических изменений температур. Предпочтительное применение в сечениях проволоки от 30 мм и выше.

Примечание. Преимущественное практическое использование пружин из стали марки 51ХФА определяется интервалом температур от минус 180 до плюс 250 °С, из стали марки 60С2ХФА от минус 100 до плюс 250 °С, из проволоки класса IIА по ГОСТ 9389 от минус 180 до плюс 120 °С, из стали марок 65Г, 70С3А, 60С2А, 65С2ВА и из проволоки класса I по ГОСТ 9389 от минус 60 до плюс 120 °С. В случаях использования пружин при более высоких температурах рекомендуется учитывать температурные изменения модуля.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

Cylindrical helical compression (tension) springs made of round steel. Classification

Дата введения 01.07.88

Настоящий стандарт распространяется на пружины, предназначенные для работы в неагрессивных средах при температуре от минус 60 °С до плюс 120 °С.

1. Пружины разделяются на классы, виды и разряды в соответствии с указанными в табл. 1 и 2.

Выносливость NF (установленная безотказная наработка), циклы, не менее

Инерционное соударение витков

Сжатия и растяжения

Сжатия и растяжения

Циклическое и статическое

1. Отсутствие соударения витков у пружин сжатия определяется условием:

где vmax — наибольшая скорость перемещения подвижного конца пружины при нагружении или при разгрузке, м/с;

vK — критическая скорость пружины сжатия (соответствует возникновению соударения витков пружины от сил инерции), м/с.

2. Значения выносливости не распространяются на зацепы пружин растяжения.

3. Критериями отказа в условиях эксплуатации является невыполнение требований ГОСТ 16118.

Издание официальное

Перепечатка воспрещена

© Издательство стандартов, 1987 © Стандартинформ, 2007

Сила пружины при максимальной деформации, 7% Н

Диаметр проволоки (прутка) d, мм

Твердость после термообработки, HRC3

Максимальное касательное напряжение при кручении тз, МПа

Требование к упрочнению

Стандарт на основные параметры витков пружин

Стандарт на заготовку

Одножильные сжатия и растяжения

По ГОСТ 1050 и ГОСТ 1435

Проволока класса I по ГОСТ 9389

Для повышения циклической стойкости рекомендуется упрочнение дробью

Проволока классов II и НА по ГОСТ 9389

51ХФА-Ш по ГОСТ 14959

Проволока по ГОСТ 1071

60С2А; 65С2ВА; 70СЗА по ГОСТ 14959

Проволока по ГОСТ 14963

51ХФА по ГОСТ 14959

Проволока по ГОСТ 14963

60С2А; 65С2ВА; 70СЗА; 60С2; 60С2ХА; 60С2ХФА; 51ХФА по ГОСТ 14959

Сталь горячекатаная круглая по ГОСТ 2590

Одножильные сжатия и растяжения

По ГОСТ 1050 и ГОСТ 1435

Проволока класса I по ГОСТ 9389

Проволока классов II и НА по ГОСТ 9389

51ХФА-Ш по ГОСТ 14959

Проволока по ГОСТ 1071

Читать еще:  10.4. Измерение давления газа . Часть 1

60С2А; 65С2ВА по ГОСТ 14959

Проволока по ГОСТ 14963

65Г по ГОСТ 14959

Проволока по ГОСТ 2771

51ХФА по ГОСТ 14959

Проволока по ГОСТ 14963

60С2А; 60С2; 65С2ВА; 70СЗА; 51ХФА; 65Г; 60С2ХФА; 60С2ХА по ГОСТ 14959

Сталь горячекатаная круглая по ГОСТ 2590

По ГОСТ 1050 и ГОСТ 1435

Проволока класса I по ГОСТ 9389

60С2А; 65С2ВА; 70СЗА по ГОСТ 14959

Проволока по ГОСТ 14963

Обязательно упрочнение дробью

60С2А; 65С2ВА; 70СЗА по ГОСТ 14959

Сталь горячекатаная круглая по ГОСТ 2590

1. Максимальное касательное напряжение при кручении т3 приведено с учетом кривизны витков.

2. Допускается использование основных параметров витков по ГОСТ 13766, ГОСТ 13767, ГОСТ 13770, ГОСТ 13771 для пружин растяжения с предварительным напряжением.

Класс пружин характеризует режим нагружения и выносливости, а также определяет основные требования к материалам и технологии изготовления.

Разряды пружин отражают сведения о диапазонах сил, марках применяемых пружинных сталей, а также нормативах по допускаемым напряжениям.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

2. В стандарт включены дополнительные требования, которые приведены в приложениях 1—3.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Справочное

КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ О ВЫНОСЛИВОСТИ И СТОЙКОСТИ ЦИКЛИЧЕСКИХ И СТАТИЧЕСКИХ ПРУЖИН

При определении размеров пружин необходимо учитывать, что при vmax > vK, помимо касательных напряжений кручения, возникают контактные напряжения от соударения витков, движущихся по инерции после замедления и остановок сопрягаемых с пружинами деталей. Если соударение витков отсутствует, то лучшую выносливость имеют пружины с низкими напряжениями т3, т. е. пружины I класса, промежуточную — циклические пружины II класса и худшую — пружины III класса.

При наличии интенсивного соударения витков выносливость располагается в обратном порядке, т. е. повышается не с понижением, а с ростом т3. В таком же порядке располагается и стойкость, т. е. уменьшение остаточных деформаций или осадок пружин в процессе работы.

Средствами регулирования выносливости и стойкости циклических пружин в рамках каждого класса при неизменных заданных значениях рабочего хода служат изменения разности между максимальным касательным напряжением при кручении т3 и касательным напряжением при рабочей деформации т2.

Возрастание разности т3 — т2 обусловливает увеличение выносливости и стойкости циклических пружин всех классов при одновременном возрастании размеров узлов. Уменьшение разности т3 — т2 сопровождается обратными изменениями служебных качеств и размеров пространств в механизмах для размещения пружин.

Для пружин I класса расчетные напряжения и свойства металла регламентированы так, что при V max/ V K — 1 обусловленная стандартом выносливость пружин при действии силы (сила пружины при предварительной деформации) обеспечивается при всех осуществимых расположениях и величинах рабочих участков на силовых диаграммах (разности напряжений т3 — т2 и т2 — Tj, где Tj — касательное напряжение при предварительной деформации).

Циклические пружины II класса при vmax/vK l добавляются контактные напряжения от соударения витков.

Статические пружины, длительно пребывающие в деформированном состоянии и периодически нагружаемые со скоростью vmax менее vK, относятся ко II классу. Вводимые стандартом ограничения расчетных напряжений и свойств проволоки (ГОСТ 13764, табл. 2) обеспечивают неограниченную стойкость статических пружин при остаточных деформациях не более 15 % величины максимальной деформации s3.

Допустимые остаточные деформации статических пружин регламентируются координацией сил пружины при рабочей деформации ,?3 на силовых диаграммах, причем увеличение разности Г3—F2 способствует уменьшению остаточных деформаций.

Технологические средства регулирования выносливости и стойкости пружин определяются документацией на технические условия.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2 Справочное

КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ О МАТЕРИАЛАХ

Имеющиеся в промышленности марки пружинной стали характеризуются следующими свойствами и условиями применения.

Проволока класса I по ГОСТ 9389. Высокая разрывная прочность. Наличие больших остаточных напряжений первого рода (от волочения и навивки) обусловливает появление остаточных деформаций пружин при напряжениях т3 > 0,32Rm. При vmax> vK остаточные деформации высоки независимо от применения операции заневоливания. В связи с указанным проволока класса I по ГОСТ 9389 назначается для пружин III класса в виде трехжильных тросов.

Проволока классов II и ПА по ГОСТ 9389. Отличается от проволоки класса I уменьшенной прочностью при разрыве и повышенной пластичностью. Применяется для изделий, работающих при низких температурах, а также для пружин растяжения со сложными конструкциями зацепов. Проволока класса ПА отличается от проволоки класса II более высокой точностью размеров, уменьшением вредных примесей в металле и дальнейшим повышением пластичности.

Читать еще:  Как сделать бензопилу бесшумной своими руками

Сталь марки 65Г. Повышенная склонность к образованию закалочных трещин. Применяется с целью удешевления продукции для изделий массового производства в случаях, когда поломки пружин не вызывают нарушения функционирования деталей механизмов и не связаны с трудоемкими заменами.

Сталь марки 51ХФА. Повышенная теплоустойчивость. Закаливается на твердость не более 53,5 HRC3. В результате высоких упругих и вязких свойств служит лучшим материалом для пружин I класса.

Сталь марок 60С2А, 60С2. Высокие упругие и вязкие свойства. Повышенная склонность к графитизации и недостаточная прокаливаемость при сечениях d >20 мм. Широкая применимость для пружин I и II классов. Для пружин III класса назначается при vmax 6 м/с.

Сталь марки 70СЗА. Повышенная прокаливаемость. Обладает склонностью к графитизации. Преимущественное применение при диаметрах проволоки d> 20 мм. Заменителем служит сталь 60С2Н2А.

Примечание. Преимущественное практическое использование пружин из стали марки 51ХФА определяется интервалом температур от минус 180 до плюс 250 °С, из стали марки 60С2ХФА от минус 100 до плюс 250 °С, из проволоки класса ПА по ГОСТ 9389 от минус 180 до плюс 120 °С, из стали марок 65Г, 70СЗА, 60С2А, 65С2ВА и из проволоки класса I по ГОСТ 9389 от минус 60 до плюс 120 °С. В случаях использования пружин при более высоких температурах рекомендуется учитывать температурные изменения модуля.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Справочное

КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ О НАЗНАЧЕНИИ ВЫСОКОЙ ТВЕРДОСТИ ДЛЯ ПРУЖИН III КЛАССА

Установлено, что пружины сжатия, работающие в режиме интенсивного соударения витков, преждевременно выходят из строя, главным образом, по причине поломок опорных витков, а также по причине быстрой потери сил в результате остаточных деформаций.

Назначение высокой твердости способствует возрастанию упругих свойств и предела прочности Rm пружинных материалов, в результате чего остаточные деформации резко уменьшаются и благодаря этому пружины более продолжительное время работают без поломок и без недопустимых потерь сил.

У применяемых марок стали безопасным для работоспособности пружин III класса является интервал твердости HRC3 53,5 . . . 58,0, однако условием для этого служит обязательное применение дробеструйной обработки независимо от требуемых норм выносливости. Важной предпосылкой назначения высокой твердости служит также всемерное сокращение периодов нагрева для закалки и установление продолжительности отпуска на заданную твердость не менее 45 мин при нагреве в жидких ваннах и не менее 1 ч при нагреве в воздушной среде.

Все пружины, закаливаемые на высокую твердость, в зависимости от уровня требований к стабильности размеров и сил, а также с целью контроля дефектов металла рекомендуется подвергать заневоливанию до соприкосновения витков, также копровой или стендовой отбивке.

Б.А. Станкевич (руководитель темы); О.Н. Магницкий, д-р. техн. наук; А.А. Косилов; Б.Н. Крюков; Е.А. Караштин, канд. техн. наук

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 19.12.86 № 4007

3. Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 5616—86

4. ВЗАМЕН ГОСТ 13764-68

5. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

Как маркируются углеродистые стальные сплавы

Разобраться в принципах маркировки углеродистой стали так же несложно, как и в основаниях ее классификации: они мало чем отличаются от правил обозначения стальных сплавов других категорий. Для того чтобы расшифровать такую маркировку, не нужно даже заглядывать в специальные таблицы.

Примеры расшифровки маркировки

Буква «У», стоящая в самом начале обозначения марки сплава, указывает на то, что он относится к категории инструментальных. О том, в какую качественную группу входит углеродистая сталь, говорят буквы «А», «Б» и «В», проставляемые в самом конце маркировки. Количество углерода, содержащееся в сплаве, проставляется в самом начале его маркировки. При этом для сталей, обладающих повышенным качеством (группа «А»), количество данного элемента будет указано в сотых долях процента, а для сплавов групп «Б» и «В» – в десятых.

В маркировке отдельных углеродистых сталей можно встретить букву «Г», стоящую после цифр, указывающих на количественное содержание углерода. Такая буква свидетельствует о том, что в металле содержится повышенное количество такого элемента, как марганец. На то, какой степени раскисления соответствует углеродистая сталь, указывают обозначения «сп», «пс» и «кп».

Углеродистые сплавы благодаря своим характеристикам и невысокой стоимости активно используются для производства элементов строительных конструкций, деталей машин, инструментов и металлических изделий различного назначения.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector
×
×