Главная  >  Справочник  >  Сталь конструкционная углеродистая качественная ст60

Сталь конструкционная углеродистая качественная марки 60: описание, свойства и применение

Сталь 60 относится к классу конструкционных углеродистых качественных сталей, широко применяемых в машиностроении и других отраслях промышленности. Она отличается повышенной прочностью и износостойкостью по сравнению с низкоуглеродистыми сталями, благодаря повышенному содержанию углерода. Эта марка стали хорошо поддается термической обработке, что позволяет существенно изменять ее механические свойства в зависимости от требуемых эксплуатационных характеристик изделия.

 

Основные характеристики и преимущества стали 60:

• Высокая прочность и износостойкость: Обеспечивается повышенным содержанием углерода.
• Хорошая обрабатываемость резанием: Позволяет изготавливать детали сложной формы.
• Поддается термической обработке: Закалка и отпуск позволяют существенно повысить твердость и прочность.
• Относительно низкая стоимость: По сравнению с легированными сталями.
• Широкий спектр применения: Детали, работающие на износ, пружины, рессоры, валы и другие нагруженные элементы.

 

Химический состав стали 60 (ГОСТ 1050-2013):

Элемент	Массовая доля, %
Углерод (C)	0.57 - 0.65
Кремний (Si)	0.17 - 0.37
Марганец (Mn)	0.50 - 0.80
Никель (Ni)	≤ 0.25
Сера (S)	≤ 0.035
Фосфор (P)	≤ 0.035
Хром (Cr)	≤ 0.25
Медь (Cu)	≤ 0.25
Мышьяк (As)	≤ 0.08

Расшифровка обозначения стали 60:

• 60: Указывает на содержание углерода в сотых долях процента, то есть примерно 0,60% углерода.

 

Механические свойства стали 60 (ГОСТ 1050-2013, состояние поставки - горячекатаная или кованая сталь):

Свойство	Значение	Единица измерения
Предел прочности (временное сопротивление)	≥ 730	МПа
Предел текучести	≥ 490	МПа
Относительное удлинение после разрыва	≥ 12	%
Относительное сужение	≥ 40	%
Твердость по Бринеллю (HB)	217 - 269	-

 

Механические свойства стали 60 после термической обработки (Закалка + Отпуск):

Термическая обработка (закалка с последующим отпуском) позволяет существенно повысить прочностные характеристики стали 60. Конкретные значения зависят от режима закалки и температуры отпуска. В общем случае:

• Закалка: Нагрев до температуры 820-850°C, охлаждение в воде или масле.
• Отпуск: Нагрев до температуры 200-600°C (в зависимости от требуемой твердости и вязкости), охлаждение на воздухе.

После закалки и отпуска можно достичь следующих характеристик:

• Предел прочности: до 900-1200 МПа и выше.
• Твердость: до 50-60 HRC (Роквелл).

 

Физические свойства стали 60:

Свойство	Значение	Единица измерения
Плотность	7850	кг/м³
Модуль упругости (продольный)	200-210	ГПа
Коэффициент линейного теплового расширения	11.7 - 12.5	10⁻⁶/°C
Теплопроводность	46 - 50	Вт/(м·°C)
Удельная теплоемкость	480 - 500	Дж/(кг·°C)
Электрическое сопротивление	0.17 - 0.20	мкОм·м

 

Области применения стали 60:

Сталь 60 широко применяется для изготовления деталей, требующих повышенной прочности и износостойкости, работающих при значительных статических и динамических нагрузках. Основные области применения:

• Машиностроение:
  • Зубчатые колеса, шестерни.
  • Шпиндели, валы, оси.
  • Поршни, плунжеры.
  • Кулачки.
  • Детали муфт.
  • Упорные диски.
  • Фрикционные диски.
• Производство инструментов:
  • Молотки.
  • Зубила.
  • Ключи.
  • Отвертки (жало).
• Транспортное машиностроение:
  • Детали тормозной системы.
  • Элементы подвески (пружины, рессоры).
• Сельскохозяйственное машиностроение:
  • Детали почвообрабатывающих машин.
• Другие отрасли:
  • Крепежные элементы (болты, гайки, шпильки) для высоких нагрузок.
  • Изделия, подвергающиеся поверхностной закалке.

 

Виды металлопроката из стали 60:

Сталь 60 поставляется в различных видах металлопроката:

• Сортовой прокат:
  • Круг.
  • Квадрат.
  • Полоса.
  • Шестигранник.
• Листовой прокат:
  • Листы.
  • Полосы.
• Поковки и штамповки: Изготавливаются по индивидуальным заказам.
• Трубы: Реже используются, но могут быть изготовлены по специальному заказу.

 

ГОСТы, ссылающиеся на сталь 60 или металлопрокат из нее:

• ГОСТ 1050-2013: Сталь углеродистая качественная конструкционная. Общие технические условия. (Определяет химический состав и основные механические свойства стали 60).
• ГОСТ 2590-2006: Прокат стальной горячекатаный круглый. Сортамент. (На сортамент круглого проката из стали 60).
• ГОСТ 2591-2006: Прокат стальной горячекатаный квадратный. Сортамент. (На сортамент квадратного проката из стали 60).
• ГОСТ 103-2006: Прокат сортовой полосовой стальной горячекатаный. Сортамент. (На сортамент полосового проката из стали 60).
• ГОСТ 8560-78: Шестигранники стальные горячекатаные. Сортамент. (На сортамент шестигранного проката из стали 60).
• ГОСТ 4543-2016: Прокат из легированной конструкционной стали. Технические условия. (Сталь 60 может использоваться как заменитель некоторых легированных сталей, указанных в этом ГОСТе, в зависимости от требований к изделию).
• ГОСТ 7417-75: Сталь калиброванная круглая. Сортамент.
• ГОСТ 7419-90: Сталь калиброванная шестигранная. Сортамент.
• ГОСТ 14959-2016: Прокат из рессорно-пружинной углеродистой и легированной стали. Технические условия. (В некоторых случаях сталь 60 может использоваться для изготовления пружин и рессор).
• ГОСТ 2789-73: Шероховатость поверхности. Параметры и характеристики. (Применимо ко всем видам металлообработки стали 60).
• ГОСТ 9.301-86: Единая система защиты от коррозии и старения. Покрытия металлические и неметаллические неорганические. Общие требования. (При необходимости защиты от коррозии).
• И другие ГОСТы, касающиеся конкретных видов металлоизделий, изготавливаемых из стали 60.

 

Операции в цехах, производимые с использованием материалов из стали 60:

В производственных цехах сталь 60 проходит через различные этапы обработки для получения готовых деталей и изделий. Вот основные операции:

• Подготовительный цех:
  • Резка: Раскрой металлопроката (круга, квадрата, полосы, листа) на заготовки требуемых размеров. Используются методы:
    • Газовая резка (для толстого проката).
    • Ленточнопильная резка (для точной резки).
    • Гильотинная резка (для листового проката).
    • Плазменная резка (для листового проката).
  • Правка: Устранение деформаций и кривизны заготовок.
• Механический цех (металлообработка):
  • Токарная обработка: Изготовление деталей вращения (валы, оси, втулки, шпиндели).
  • Фрезерная обработка: Изготовление деталей сложной формы с использованием фрез.
  • Сверление: Создание отверстий различных диаметров.
  • Шлифование: Достижение высокой точности размеров и шероховатости поверхности.
  • Расточка: Обработка отверстий для увеличения их диаметра и точности.
  • Зубонарезание: Изготовление зубчатых колес и шестерен.
  • Долбление: Обработка внутренних поверхностей, пазов и канавок.
  • Протягивание: Формирование отверстий сложной формы с использованием протяжек.
• Термический цех:
  • Закалка: Нагрев до температуры аустенизации (820-850°C) с последующим быстрым охлаждением в воде или масле для повышения твердости и прочности.
  • Отпуск: Нагрев закаленной стали до температуры 200-600°C для снятия внутренних напряжений и придания требуемой вязкости.
  • Нормализация: Нагрев до температуры аустенизации с последующим охлаждением на воздухе для улучшения структуры стали.
  • Отжиг: Нагрев до определенной температуры с последующим медленным охлаждением для снятия внутренних напряжений и улучшения обрабатываемости.
  • Цементация: Насыщение поверхностного слоя стали углеродом для повышения твердости и износостойкости поверхности (для деталей, работающих на износ).
• Слесарный цех:
  • Сборка: Соединение отдельных деталей в узлы и агрегаты.
  • Шабрение: Точная пригонка сопрягаемых поверхностей.
  • Притирка: Доводка поверхностей с использованием абразивных материалов.
  • Клепка: Соединение деталей с помощью заклепок.
• Сварочный цех:
  • Сварка: Соединение деталей из стали 60 с использованием различных методов сварки (дуговая, газовая, контактная и др.). Следует учитывать, что сварка стали 60 требует предварительного подогрева и последующей термообработки для предотвращения образования трещин.
• Кузнечный цех (в случае изготовления поковок и штамповок):
  • Ковка: Обработка металла давлением в горячем состоянии с использованием кузнечных молотов и прессов.
  • Штамповка: Изготовление деталей в штампах под давлением.
• Цех покрытий:
  • Оксидирование: Создание оксидной пленки на поверхности стали для защиты от коррозии и улучшения внешнего вида.
  • Фосфатирование: Нанесение фосфатного слоя для защиты от коррозии и улучшения адгезии лакокрасочных материалов.
  • Цинкование: Нанесение цинкового покрытия для защиты от коррозии.
  • Хромирование: Нанесение хромового покрытия для повышения твердости, износостойкости и улучшения внешнего вида.
  • Покраска: Нанесение лакокрасочных материалов для защиты от коррозии и придания эстетичного внешнего вида.

Важно: При выборе стали 60 необходимо учитывать условия эксплуатации детали, требуемые механические свойства и возможность проведения необходимой термической обработки. Для сложных и ответственных деталей рекомендуется проводить консультации со специалистами в области металловедения.