Главная  >  Справочник  >  Сталь конструкционная легированная 33ХС

Сталь конструкционная легированная 33ХС: описание, свойства, применение

Сталь 33ХС – это конструкционная легированная сталь, обладающая высокой прочностью, износостойкостью и упругими свойствами. Она широко применяется в машиностроении, автомобилестроении и других отраслях промышленности для изготовления деталей, работающих в условиях высоких нагрузок и износа.

Свойства стали 33ХС:

• Высокая прочность: Обеспечивает устойчивость к деформации и разрушению под воздействием значительных нагрузок.
• Износостойкость: Позволяет деталям, изготовленным из стали 33ХС, длительное время сохранять свои эксплуатационные характеристики в условиях трения и абразивного износа.
• Упругость: Обеспечивает способность материала восстанавливать свою первоначальную форму после снятия нагрузки.
• Прокаливаемость: Хорошая прокаливаемость позволяет получать изделия с высокой твердостью и прочностью по всему сечению после термической обработки.
• Свариваемость: Ограниченно свариваемая, рекомендуется применять специальные методы сварки и предварительный подогрев.
• Обрабатываемость: Хорошо обрабатывается резанием в отожженном состоянии.

Химический состав стали 33ХС (ГОСТ 4543-71):

Элемент	Содержание, %
Углерод (C)	0.30 - 0.36
Кремний (Si)	0.50 - 0.80
Марганец (Mn)	0.60 - 0.90
Хром (Cr)	1.30 - 1.60
Никель (Ni)	до 0.30
Медь (Cu)	до 0.30
Сера (S)	до 0.025
Фосфор (P)	до 0.025

Расшифровка обозначения:

• 33 – указывает на среднее содержание углерода в сотых долях процента (0,33%).
• Х – указывает на наличие хрома как легирующего элемента.
• С – указывает на наличие кремния как легирующего элемента.

Механические свойства стали 33ХС (ГОСТ 4543-71):

(Значения приведены для образцов после нормализации и отпуска)

Свойство	Значение	Единица измерения
Предел прочности (σв)	980 - 1180	МПа
Предел текучести (σт)	780 - 980	МПа
Относительное удлинение (δ5)	12 - 15	%
Относительное сужение (ψ)	40 - 50	%
Ударная вязкость (KCU)	49 - 78	Дж/см2
Твердость (HB)	269 - 341

Физические свойства стали 33ХС:

Свойство	Значение	Единица измерения
Плотность	7850	кг/м3
Модуль упругости (E)	205 - 210	ГПа
Коэффициент линейного расширения (α)	11.7 x 10-6	1/°C
Теплопроводность (λ)	44	Вт/(м·°C)
Удельная теплоемкость (c)	480	Дж/(кг·°C)

Сферы применения стали 33ХС:

Благодаря своим высоким механическим свойствам, сталь 33ХС нашла широкое применение в различных отраслях промышленности:

• Машиностроение:
  • Изготовление зубчатых колес, валов, шестерен, осей, кулачков и других деталей, подвергающихся высоким нагрузкам и износу.
  • Производство деталей двигателей внутреннего сгорания (коленчатые валы, шатуны).
  • Изготовление инструмента (штампы, матрицы, пуансоны) для холодной и горячей деформации.
• Автомобилестроение:
  • Производство деталей трансмиссии (шестерни, валы).
  • Изготовление деталей подвески (рычаги, стабилизаторы).
  • Производство крепежных элементов (болты, гайки, шпильки).
• Железнодорожный транспорт:
  • Изготовление осей вагонов и локомотивов.
  • Производство деталей тормозной системы.
• Нефтегазовая промышленность:
  • Изготовление деталей бурового оборудования.
  • Производство трубопроводной арматуры.
• Судостроение:
  • Изготовление деталей двигателей и механизмов.
  • Производство валов.

Виды металлопроката из стали 33ХС:

Сталь 33ХС поставляется в различных видах металлопроката:

• Сортовой прокат: Круг, квадрат, полоса, шестигранник.
• Листовой прокат: Листы и плиты различной толщины.
• Трубный прокат: Бесшовные и сварные трубы.
• Поковки и штамповки: Заготовки деталей, изготовленные методом ковки или штамповки.

ГОСТы, регламентирующие сталь 33ХС и металлопрокат из нее:

• ГОСТ 4543-71: Сталь легированная конструкционная. Марки. (Определяет химический состав и основные требования к стали 33ХС).
• ГОСТ 2590-2006: Прокат сортовой стальной горячекатаный круглый. Сортамент. (Регламентирует сортамент круглого проката).
• ГОСТ 2591-2006: Прокат сортовой стальной горячекатаный квадратный. Сортамент. (Регламентирует сортамент квадратного проката).
• ГОСТ 103-2006: Прокат сортовой стальной горячекатаный полосовой. Сортамент. (Регламентирует сортамент полосового проката).
• ГОСТ 2879-2006: Прокат сортовой стальной горячекатаный шестигранный. Сортамент. (Регламентирует сортамент шестигранного проката).
• ГОСТ 19281-2014: Прокат повышенной прочности. Общие технические условия.
• ГОСТ 7505-89: Поковки из слитков стали для кузнечно-прессового оборудования. Общие технические условия.
• ГОСТ 8479-70: Поковки из конструкционной легированной стали. Общие технические условия.
• ГОСТ 14959-2016: Прокат калиброванный из углеродистой, легированной и автоматной стали. Общие технические условия.

Операции в цехах, производимые с использованием материалов из стали 33ХС:

Сталь 33ХС используется в различных цехах металлообрабатывающих предприятий, где применяются различные технологические процессы:

• Заготовительный цех:
  • Резка проката на заготовки нужного размера (резка пилой, газовая резка, ленточнопильная резка).
  • Правка проката (для устранения деформаций).
• Кузнечный цех:
  • Ковка заготовок для получения деталей сложной формы (с использованием молотов и прессов).
  • Штамповка заготовок (для массового производства деталей).
• Термический цех:
  • Термическая обработка деталей (закалка, отпуск, нормализация) для улучшения механических свойств (повышения прочности, твердости, износостойкости). Применимы следующие режимы:
    • Закалка: Нагрев до 850-880°С, охлаждение в масле или воде.
    • Отпуск: Нагрев до 540-680°С, в зависимости от требуемой твердости и прочности.
    • Нормализация: Нагрев до 860-890°С, охлаждение на воздухе.
• Механический цех:
  • Обработка деталей резанием (точение, фрезерование, сверление, шлифование) для придания им окончательной формы и размеров.
  • Нарезание резьбы (на болтах, гайках, шпильках).
• Инструментальный цех:
  • Изготовление инструмента (штампы, пресс-формы) для кузнечно-прессового и литейного оборудования.
• Сварочный цех:
  • Сварка деталей из стали 33ХС (с применением специальных методов сварки и предварительного подогрева). Рекомендуется использовать следующие методы сварки:
    • Ручная дуговая сварка покрытыми электродами (РДС).
    • Аргонодуговая сварка (TIG).
    • Механизированная сварка в защитных газах (MIG/MAG).
  • Термическая обработка сварных соединений для снятия напряжений.
• Литейный цех:
  • Изготовление отливок (редко, сталь 33ХС обычно не используется для литья из-за её легирования и склонности к образованию трещин при литье).

Рекомендации по термической обработке:

Термическая обработка является важным этапом производства деталей из стали 33ХС. Для достижения оптимальных механических свойств рекомендуется:

• Проводить закалку с последующим отпуском.
• Выбирать режим отпуска в зависимости от требуемой твердости и прочности детали.
• Проводить предварительный отжиг для снятия напряжений после механической обработки.

Преимущества использования стали 33ХС:

• Высокая прочность и износостойкость.
• Возможность получения деталей с высокой твердостью и прочностью по всему сечению.
• Широкий спектр применения.

Недостатки использования стали 33ХС:

• Ограниченная свариваемость.
• Более высокая стоимость по сравнению с углеродистыми сталями.
• Сложность обработки резанием в закаленном состоянии.

 

Сталь 33ХС – это надежный и долговечный материал, широко используемый в различных отраслях промышленности для изготовления деталей, работающих в условиях высоких нагрузок и износа. Правильный выбор режима термической обработки и методов сварки позволяет максимально реализовать потенциал этой стали и получить изделия с высокими эксплуатационными характеристиками. При выборе стали 33ХС важно учитывать её особенности и ограничения, а также соблюдать требования соответствующих ГОСТов и технических условий.