Главная  >  Справочник  >  Сталь конструкционная легированная 18ХГТ

Сталь конструкционная легированная 18ХГТ: описание, свойства, применение

Сталь 18ХГТ относится к классу конструкционных легированных сталей, обладающих высокой прочностью, вязкостью и износостойкостью. Благодаря своему химическому составу и термической обработке, эта сталь находит широкое применение в различных отраслях промышленности, где требуется надежность и долговечность деталей, работающих в условиях повышенных нагрузок и температур.

 

Свойства стали 18ХГТ:

 

• Высокая прочность: Обеспечивает устойчивость к деформации и разрушению под воздействием значительных механических нагрузок.
• Повышенная вязкость: Предотвращает хрупкое разрушение, особенно при низких температурах и ударных нагрузках.
• Износостойкость: Гарантирует длительный срок службы деталей, работающих в условиях трения и абразивного износа.
• Прокаливаемость: Обеспечивает возможность получения высокой твердости на значительной глубине сечения после термической обработки.
• Свариваемость: Ограниченная свариваемость, требующая предварительного подогрева и последующей термообработки.
• Коррозионная стойкость: Невысокая, требует защиты от коррозии в агрессивных средах.

 

Химический состав стали 18ХГТ (ГОСТ 4543-2016):

 

Элемент	Содержание (%)
Углерод (C)	0.16 - 0.22
Кремний (Si)	0.17 - 0.37
Марганец (Mn)	0.70 - 1.00
Хром (Cr)	0.80 - 1.10
Никель (Ni)	до 0.30
Сера (S)	до 0.025
Фосфор (P)	до 0.025
Титан (Ti)	0.04 - 0.10
Медь (Cu)	до 0.30
Азот (N)	до 0.008
Мышьяк (As)	до 0.08

 

Расшифровка обозначения стали 18ХГТ:

• 18: Среднее содержание углерода в сотых долях процента (0.18%).
• Х: Наличие хрома (Cr) в качестве легирующего элемента.
• Г: Наличие марганца (Mn) в качестве легирующего элемента.
• Т: Наличие титана (Ti) в качестве легирующего элемента.

 

Механические свойства стали 18ХГТ (ГОСТ 4543-2016, состояние поставки: горячекатаный прокат):

 

Свойство	Значение
Предел прочности (временное сопротивление), σв, МПа	730 - 880
Предел текучести, σт, МПа	430 - 530
Относительное удлинение при разрыве, δ5, %	17 - 22
Относительное сужение, ψ, %	50 - 60
Ударная вязкость, KCU, Дж/см²	78 - 98
Твердость по Бринеллю, HB	217 - 269

 

Указанные значения могут варьироваться в зависимости от размера заготовки, термической обработки и других факторов.

 

Механические свойства стали 18ХГТ после термообработки (закалка + отпуск):

 

Термическая обработка позволяет значительно улучшить механические свойства стали 18ХГТ. Оптимальные режимы термообработки подбираются в зависимости от требуемых характеристик детали и условий ее эксплуатации. Примерные значения после закалки в масле с 880-900°C и отпуска при 580-620°C:

Свойство	Значение
Предел прочности (временное сопротивление), σв, МПа	880 - 1080
Предел текучести, σт, МПа	680 - 880
Относительное удлинение при разрыве, δ5, %	12 - 18
Относительное сужение, ψ, %	40 - 55
Ударная вязкость, KCU, Дж/см²	50 - 80
Твердость по Бринеллю, HB	250 - 320

 

Физические свойства стали 18ХГТ:

 

Свойство	Значение
Плотность, ρ, кг/м³	7850
Модуль упругости, E, ГПа	205 - 210
Коэффициент линейного термического расширения, α, 10⁻⁶/°C (20-100°C)	11.7
Теплопроводность, λ, Вт/(м·°C)	44 - 49
Удельная теплоемкость, c, Дж/(кг·°C)	460 - 480
Электрическое сопротивление, ρ, мкОм·м	0.22 - 0.27

 

Сферы применения стали 18ХГТ:

Сталь 18ХГТ благодаря своим свойствам широко используется в различных отраслях промышленности для изготовления ответственных деталей, работающих в условиях высоких нагрузок, износа и ударных воздействий. Основные сферы применения:

• Автомобилестроение:
  • Шестерни и валы трансмиссии (коробки передач, редукторы, дифференциалы).
  • Кулачковые валы.
  • Детали рулевого управления.
  • Элементы подвески (пружины, торсионы).
• Тракторостроение и сельскохозяйственное машиностроение:
  • Шестерни и валы редукторов.
  • Детали ходовой части.
  • Элементы трансмиссии.
• Авиационная промышленность:
  • Детали двигателей (в ограниченном объеме, для менее ответственных узлов).
  • Элементы шасси.
• Подшипниковая промышленность:
  • Кольца подшипников (после цементации и закалки).
• Нефтегазовая промышленность:
  • Детали бурового оборудования.
  • Элементы насосов и компрессоров.
• Общее машиностроение:
  • Зубчатые колеса.
  • Валы.
  • Шестерни.
  • Крепежные детали (болты, гайки, шпильки).
  • Различные детали, требующие высокой прочности и износостойкости.

 

Виды металлопроката из стали 18ХГТ:

Сталь 18ХГТ поставляется в различных видах металлопроката, что позволяет использовать ее для изготовления широкого спектра деталей:

• Сортовой прокат:
  • Круг (пруток).
  • Квадрат.
  • Полоса.
  • Шестигранник.
• Листовой прокат:
  • Листы (толстые и тонкие).
  • Полосы.
• Трубный прокат:
  • Трубы бесшовные.
  • Трубы сварные (ограниченно, с учетом свариваемости).
• Поковки и штамповки:
  • Заготовки для дальнейшей механической обработки.

ГОСТы, регламентирующие сталь 18ХГТ и металлопрокат из нее:

• ГОСТ 4543-2016 "Сталь легированная конструкционная и инструментальная. Общие технические условия". (Основной стандарт, определяющий химический состав, механические свойства и общие требования к стали 18ХГТ).
• ГОСТ 2590-2006 "Прокат сортовой стальной горячекатаный круглый. Сортамент". (Определяет сортамент круглого проката).
• ГОСТ 2591-2006 "Прокат сортовой стальной горячекатаный квадратный. Сортамент". (Определяет сортамент квадратного проката).
• ГОСТ 103-2006 "Прокат сортовой стальной горячекатаный полосовой. Сортамент". (Определяет сортамент полосового проката).
• ГОСТ 1133-71 "Сталь кованая круглая и квадратная. Сортамент". (Определяет сортамент кованого проката).
• ГОСТ 8479-70 "Поковки из конструкционной легированной и нелегированной стали. Общие технические условия". (Определяет требования к поковкам).
• ГОСТ 14959-2016 "Прокат сортовой, калиброванный, шлифованный из конструкционной легированной стали. Общие технические условия". (Определяет требования к калиброванному и шлифованному прокату).
• ГОСТ 7417-75 "Сталь калиброванная круглая. Сортамент". (Определяет сортамент калиброванного круглого проката).
• ГОСТ 427-75 "Линейки измерительные металлические. Технические условия". (Может использоваться при контроле размеров проката).
• ГОСТ 2789-73 "Шероховатость поверхности. Параметры и характеристики". (Используется для контроля качества поверхности проката).
• ГОСТ 9013-59 "Металлы. Метод измерения твердости по Роквеллу". (Используется для контроля твердости).
• ГОСТ 1497-84 "Металлы. Методы испытания на растяжение". (Используется для определения механических свойств).
• ГОСТ 9454-78 "Металлы. Метод испытания на ударный изгиб при пониженных, комнатной и повышенных температурах". (Используется для определения ударной вязкости).

Этот список не является исчерпывающим. В зависимости от конкретного применения, могут применяться и другие ГОСТы.

 

Операции в цехах, производимые с использованием материалов из стали 18ХГТ:

Сталь 18ХГТ используется на различных этапах производства, начиная от заготовки и заканчивая финишной обработкой деталей. Основные операции в цехах:

• Металлургическое производство (Электросталеплавильный цех, Конвертерный цех):
  • Выплавка стали: Сталь выплавляется в электропечах или конвертерах с соблюдением точного химического состава.
  • Разливка стали: Расплавленная сталь разливается в слитки или заготовки для дальнейшей переработки.
• Прокатное производство (Сортовой цех, Листопрокатный цех):
  • Горячая прокатка: Слитки или заготовки подвергаются горячей прокатке для получения сортового или листового проката требуемых размеров и формы.
  • Калибровка: Прокат калибруется для повышения точности размеров и улучшения качества поверхности.
• Кузнечно-прессовое производство (Кузнечный цех, Прессовый цех):
  • Ковка: Заготовки из стали 18ХГТ подвергаются ковке для придания им необходимой формы и размеров.
  • Штамповка: Детали изготавливаются методом горячей или холодной штамповки.
• Механообрабатывающее производство (Механический цех):
  • Токарная обработка: Обработка деталей на токарных станках для придания им цилиндрической формы и точных размеров.
  • Фрезерная обработка: Обработка деталей на фрезерных станках для создания плоских поверхностей, пазов, канавок и сложных контуров.
  • Сверление: Создание отверстий в деталях с помощью сверл.
  • Шлифование: Финишная обработка деталей для достижения высокой точности размеров и гладкости поверхности.
  • Зубонарезание: Нарезание зубьев на шестернях и зубчатых колесах.
• Термическое производство (Термический цех):
  • Закалка: Нагрев стали до определенной температуры с последующим быстрым охлаждением для повышения твердости и прочности.
  • Отпуск: Нагрев закаленной стали до более низкой температуры для снятия внутренних напряжений и повышения вязкости.
  • Цементация: Насыщение поверхностного слоя стали углеродом для повышения твердости и износостойкости. (Применяется для деталей, работающих на износ, например, шестерни).
  • Нормализация: Нагрев стали до определенной температуры с последующим охлаждением на воздухе для улучшения структуры и механических свойств.
• Сварочное производство (Сварочный цех):
  • Сварка: Соединение деталей из стали 18ХГТ с использованием различных методов сварки (дуговая, газовая, контактная и др.). Следует учитывать ограниченную свариваемость стали 18ХГТ.
• Контроль качества (ОТК, Лаборатория):
  • Визуальный контроль: Проверка деталей на наличие дефектов поверхности.
  • Измерение размеров: Контроль размеров деталей с помощью измерительных инструментов.
  • Контроль твердости: Измерение твердости деталей.
  • Металлографический анализ: Исследование микроструктуры стали для оценки качества термической обработки и соответствия требованиям.
  • Ультразвуковой контроль: Выявление внутренних дефектов в деталях.
  • Рентгеновский контроль: Выявление внутренних дефектов в деталях.

Таким образом, сталь 18ХГТ является важным конструкционным материалом, используемым в различных отраслях промышленности. Ее уникальные свойства и широкий спектр применения делают ее незаменимой для изготовления ответственных деталей, работающих в сложных условиях. Применение современных технологий металлообработки и контроля качества позволяет получать изделия из стали 18ХГТ с высокими эксплуатационными характеристиками и длительным сроком службы.