Главная  >  Справочник  >  Сталь конструкционная углеродистая качественная ст58

Сталь конструкционная углеродистая качественная марки 58: описание, свойства и применение

Сталь 58 относится к конструкционным углеродистым качественным сталям и обладает повышенной прочностью. Благодаря своим характеристикам она широко применяется в различных отраслях промышленности, где требуется высокая надежность и устойчивость к нагрузкам. В данном описании мы подробно рассмотрим химический состав, механические и физические свойства стали 58, области ее применения, виды металлопроката, соответствующие ГОСТы и операции в цехах, где она используется.

 

Химический состав стали 58:

Химический состав стали 58 определяет её свойства и поведение в процессе обработки. Согласно стандартам, сталь 58 должна соответствовать следующему химическому составу (массовая доля элементов в %):

Элемент	Min	Max
Углерод (C)	0.55	0.62
Кремний (Si)	-	0.37
Марганец (Mn)	0.50	0.80
Никель (Ni)	-	0.30
Сера (S)	-	0.035
Фосфор (P)	-	0.035
Хром (Cr)	-	0.25
Медь (Cu)	-	0.30

Расшифровка обозначений элементов:

• C (Углерод): Основной элемент, определяющий прочность и твердость стали. Повышенное содержание углерода в стали 58 обеспечивает ей высокую прочность.
• Si (Кремний): Влияет на прочность и упругость стали. Способствует раскислению стали при выплавке.
• Mn (Марганец): Улучшает прокаливаемость, повышает прочность и износостойкость. Связывает серу, предотвращая образование вредных соединений.
• Ni (Никель): Повышает прочность, коррозионную стойкость и вязкость.
• S (Сера): Вредная примесь, снижает пластичность и свариваемость стали. Содержание серы в стали 58 строго ограничено.
• P (Фосфор): Вредная примесь, повышает хладноломкость (склонность к хрупкому разрушению при низких температурах). Содержание фосфора в стали 58 также строго ограничено.
• Cr (Хром): Повышает прочность, твердость и коррозионную стойкость.
• Cu (Медь): Повышает коррозионную стойкость.

 

Механические свойства стали 58:

Механические свойства стали 58 определяют ее способность сопротивляться различным видам нагрузок и деформаций. Эти свойства играют ключевую роль при выборе материала для конкретных применений.

Свойство	Значение	Условия испытаний
Предел прочности (временное сопротивление), σ<sub>в</sub>, МПа	730 - 880	Образцы после нормализации
Предел текучести, σ<sub>т</sub>, МПа	490 - 640	Образцы после нормализации
Относительное удлинение, δ<sub>5</sub>, %	10 - 15	Образцы после нормализации
Относительное сужение, ψ, %	40 - 45	Образцы после нормализации
Ударная вязкость, KCU, Дж/см<sup>2</sup>	20 - 40	Образцы после нормализации, температура +20°C
Твердость по Бринеллю, HB	207 - 269

Расшифровка обозначений механических свойств:

• σ_в (Предел прочности): Максимальное напряжение, которое материал может выдержать перед разрушением.
• σ_т (Предел текучести): Напряжение, при котором материал начинает необратимо деформироваться (пластически деформироваться).
• δ₅ (Относительное удлинение): Процентное увеличение длины образца после разрыва по отношению к его первоначальной длине. Характеризует пластичность материала.
• ψ (Относительное сужение): Процентное уменьшение площади поперечного сечения образца в месте разрыва по отношению к его первоначальной площади. Характеризует пластичность материала.
• KCU (Ударная вязкость): Способность материала сопротивляться разрушению при ударных нагрузках. Измеряется энергией, затраченной на разрушение образца с надрезом.
• HB (Твердость по Бринеллю): Сопротивление материала внедрению индентора (шарика) при вдавливании.

 

Физические свойства стали 58:

Физические свойства стали 58 описывают её поведение при воздействии различных физических факторов, таких как температура, магнитное поле и т.д.

Свойство	Значение	Единица измерения
Плотность, ρ	7850	кг/м<sup>3</sup>
Модуль упругости первого рода (Юнга), E	2.0 x 10<sup>5</sup>	МПа
Коэффициент линейного термического расширения, α	11.5 x 10<sup>-6</sup>	1/°C
Теплопроводность, λ	46	Вт/(м·°C)
Удельная теплоемкость, C	490	Дж/(кг·°C)
Электрическое сопротивление, ρ	0.17 x 10<sup>-6</sup>	Ом·м
Магнитные свойства	Ферромагнитная

Расшифровка обозначений физических свойств:

• ρ (Плотность): Масса вещества в единице объема.
• E (Модуль упругости): Мера жесткости материала, характеризующая его сопротивление упругой деформации.
• α (Коэффициент линейного термического расширения): Относительное изменение длины материала при изменении температуры на 1 градус Цельсия.
• λ (Теплопроводность): Способность материала проводить тепло.
• C (Удельная теплоемкость): Количество тепла, необходимое для нагрева 1 кг вещества на 1 градус Цельсия.
• ρ (Электрическое сопротивление): Сопротивление материала прохождению электрического тока.

 

Области применения стали 58:

Сталь 58 благодаря своим высоким прочностным характеристикам находит широкое применение в различных отраслях промышленности:

• Машиностроение: Изготовление деталей, подверженных высоким нагрузкам и износу, таких как валы, шестерни, оси, пружины, кулачки, шпиндели, детали двигателей внутреннего сгорания.
• Транспортное машиностроение: Производство деталей для железнодорожного транспорта (оси вагонов, рессоры), автомобильной промышленности (валы, шестерни, пружины подвески).
• Сельскохозяйственное машиностроение: Изготовление деталей для сельскохозяйственной техники (зубья борон, лемеха плугов, детали жаток).
• Инструментальное производство: Изготовление режущего инструмента (сверла, метчики, плашки) после соответствующей термической обработки.
• Металлоконструкции: В некоторых случаях, для элементов, требующих высокой прочности.

 

Виды металлопроката из стали 58:

Сталь 58 поставляется в различных видах металлопроката:

• Круг: Используется для изготовления валов, осей, шпинделей и других деталей, обрабатываемых на токарных станках.
• Квадрат: Используется для изготовления деталей, требующих высокой прочности и точности размеров.
• Полоса: Используется для изготовления различных конструкционных элементов, режущих инструментов и пружин.
• Лист: Используется в ограниченных случаях, для изготовления деталей методом штамповки или резки.
• Поковки и штамповки: Изготавливаются детали сложной формы с высокими прочностными характеристиками.

 

Соответствующие ГОСТы:

На сталь 58 и металлопрокат из нее распространяются следующие ГОСТы:

• ГОСТ 1050-2013: Сталь углеродистая качественная конструкционная. Определяет технические условия на сталь 58.
• ГОСТ 2590-2006: Прокат сортовой стальной горячекатаный круглый. Сортамент.
• ГОСТ 2591-2006: Прокат сортовой стальной горячекатаный квадратный. Сортамент.
• ГОСТ 103-2006: Прокат сортовой стальной горячекатаный полосовой. Сортамент.
• ГОСТ 1577-93: Прокат толстолистовой и широкополосный из конструкционной качественной стали. Технические условия. (В ограниченной степени, для толстолистового проката)
• ГОСТ 7417-75: Сталь калиброванная круглая. Сортамент.
• ГОСТ 8559-75: Сталь калиброванная квадратная. Сортамент.
• ГОСТ 4543-2016: Сталь легированная конструкционная и сталь легированная для улучшаемой термообработки. (Этот ГОСТ обычно не относится напрямую к стали 58, но может быть полезен для сравнения свойств и выбора аналогов).
• ГОСТ 7566-2018: Металлопродукция. Приемка, маркировка, упаковка, транспортирование и хранение.

Важно отметить: При выборе стали 58 для конкретного применения необходимо руководствоваться действующими стандартами и технической документацией.

 

Операции в цехах, производимые с использованием материалов из стали 58:

Сталь 58 используется в различных операциях в цехах, включая:

• Механическая обработка:
  • Токарная обработка: Изготовление валов, осей, шпинделей и других деталей вращения. Требует применения твердосплавного инструмента.
  • Фрезерная обработка: Изготовление деталей сложной формы, требующих высокой точности размеров.
  • Шлифовальная обработка: Достижение высокой чистоты поверхности и точности размеров.
  • Сверление: Создание отверстий различного диаметра.
  • Резьбонарезание: Нарезание внутренней и внешней резьбы.
• Термическая обработка:
  • Закалка: Повышение твердости и прочности стали. После закалки, как правило, требуется отпуск.
  • Отпуск: Снятие внутренних напряжений, возникших после закалки, и придание стали требуемой вязкости и пластичности. Выбор температуры отпуска зависит от требуемых свойств детали.
  • Нормализация: Улучшение структуры стали и снятие внутренних напряжений.
  • Улучшение: Закалка с последующим высоким отпуском. Обеспечивает оптимальное сочетание прочности и пластичности.
• Ковка и штамповка:
  • Горячая ковка: Изготовление деталей сложной формы с использованием кузнечных молотов или прессов.
  • Штамповка: Изготовление серийных деталей с высокой точностью размеров.
• Сварочные работы: Сталь 58 сваривается ограниченно, необходима предварительная подготовка (подогрев) и последующая термообработка для снятия напряжений. Свариваемость ухудшается с увеличением содержания углерода. Рекомендуется использовать специальные электроды для углеродистых сталей.
• Контроль качества:
  • Визуальный контроль: Оценка внешнего вида деталей на наличие дефектов.
  • Измерение твердости: Определение твердости материала с помощью твердомеров (Бринелля, Роквелла, Виккерса).
  • Ультразвуковой контроль: Выявление внутренних дефектов (трещин, пор, включений).
  • Магнитопорошковый контроль: Выявление поверхностных дефектов.
  • Механические испытания: Определение механических свойств материала (предел прочности, предел текучести, относительное удлинение, ударная вязкость).
• Гальваническое покрытие: Нанесение защитных покрытий (цинкование, хромирование) для повышения коррозионной стойкости.

 

Сталь 58 является востребованным конструкционным материалом, обладающим высокими прочностными характеристиками и применяемым в различных отраслях промышленности. Правильный выбор марки стали, соблюдение технологических режимов обработки и контроль качества позволяют обеспечить надежность и долговечность изделий, изготовленных из стали 58. Перед применением рекомендуется внимательно изучить соответствующие ГОСТы и техническую документацию.