Главная  >  Справочник  >  Сталь инструментальная валковая 60ХН

Сталь инструментальная валковая марки 60ХН: описание, свойства и применение

Сталь 60ХН относится к классу инструментальных валковых сталей. Она обладает высокой прочностью, износостойкостью и сопротивлением усталости, что делает её незаменимой в производстве прокатных валков, используемых в различных отраслях промышленности. Эта сталь сочетает в себе хорошую прокаливаемость и достаточную вязкость, что позволяет изготавливать валки сложной формы и обеспечивать их длительный срок службы.

Свойства стали 60ХН

Сталь 60ХН характеризуется следующими свойствами:

• Высокая прочность: Обеспечивает способность валков выдерживать значительные нагрузки при прокатке металла.
• Износостойкость: Гарантирует длительный срок службы валков в условиях интенсивного трения и абразивного износа.
• Сопротивление усталости: Предотвращает образование трещин и разрушение валков при циклических нагрузках.
• Прокаливаемость: Обеспечивает получение равномерной структуры по сечению валка после термической обработки.
• Вязкость: Предотвращает хрупкое разрушение валков при ударных нагрузках.
• Обрабатываемость: Хорошо поддается механической обработке, что позволяет изготавливать валки сложной формы.
• Свариваемость: Ограниченно свариваемая сталь, требующая специальных методов сварки.
• Стойкость к отпускной хрупкости: Минимизирует риск охрупчивания стали при высоких температурах отпуска.

Химический состав стали 60ХН (ГОСТ 4543-2016)

Элемент	Содержание, %
Углерод (C)	0.55 - 0.65
Кремний (Si)	0.17 - 0.37
Марганец (Mn)	0.50 - 0.80
Никель (Ni)	1.25 - 1.75
Хром (Cr)	0.90 - 1.20
Сера (S)	≤ 0.025
Фосфор (P)	≤ 0.025
Медь (Cu)	≤ 0.30

Расшифровка обозначения:

• 60: Указывает на среднее содержание углерода в сотых долях процента (0,60%).
• Х: Обозначает наличие хрома в составе стали.
• Н: Обозначает наличие никеля в составе стали.

Механические свойства стали 60ХН

Механические свойства стали 60ХН зависят от режима термической обработки. Приблизительные значения механических свойств после закалки и отпуска:

Свойство	Значение
Предел прочности (σв), МПа	880 - 1080
Предел текучести (σт), МПа	680 - 880
Относительное удлинение (δ5), %	10 - 15
Относительное сужение (ψ), %	40 - 50
Ударная вязкость (KCU), Дж/см²	30 - 60
Твердость по Роквеллу (HRC), ед. HRC	50 - 58

• σв (Предел прочности): Характеризует сопротивление материала разрушению при растяжении.
• σт (Предел текучести): Характеризует напряжение, при котором материал начинает пластически деформироваться.
• δ5 (Относительное удлинение): Показывает, насколько может удлиниться образец до разрушения, выражается в процентах от первоначальной длины.
• ψ (Относительное сужение): Показывает, насколько уменьшается площадь поперечного сечения образца в месте разрыва, выражается в процентах от первоначальной площади.
• KCU (Ударная вязкость): Характеризует способность материала сопротивляться хрупкому разрушению при ударных нагрузках.
• HRC (Твердость по Роквеллу): Характеризует сопротивление материала вдавливанию твердого индентора.

Физические свойства стали 60ХН

Свойство	Значение
Плотность (ρ), кг/м³	7850
Модуль упругости (E), ГПа	210
Коэффициент линейного расширения (α), 1/°C	11.5 x 10⁻⁶ (при 20-100°C)
Теплопроводность (λ), Вт/(м·°C)	34 (при 20°C)
Удельная теплоемкость (c), Дж/(кг·°C)	460 (при 20°C)
Электрическое сопротивление (ρ), Ом·мм²/м	0.20 - 0.25

• Плотность: Масса вещества в единице объема.
• Модуль упругости: Мера жесткости материала, характеризующая его сопротивление упругой деформации.
• Коэффициент линейного расширения: Относительное изменение линейных размеров материала при изменении температуры на 1 градус Цельсия.
• Теплопроводность: Способность материала проводить тепло.
• Удельная теплоемкость: Количество тепла, необходимое для нагрева единицы массы вещества на 1 градус Цельсия.
• Электрическое сопротивление: Способность материала оказывать сопротивление протеканию электрического тока.

Области применения стали 60ХН

Сталь 60ХН широко используется в различных отраслях промышленности для изготовления:

• Прокатные валки: Основное применение стали 60ХН – производство рабочих и опорных валков для горячей и холодной прокатки металла. Валки из этой стали используются в станах для производства листового проката, сортового проката, труб и других видов металлопродукции.
• Штампы и пресс-формы: Благодаря высокой прочности и износостойкости сталь 60ХН применяется для изготовления штампов и пресс-форм для горячей и холодной штамповки металла.
• Инструмент для обработки металлов давлением: Из стали 60ХН изготавливаются различные инструменты для обработки металлов давлением, такие как оправки, дорны, пуансоны и матрицы.
• Детали машин и механизмов: Сталь 60ХН используется для изготовления деталей машин и механизмов, работающих в условиях высоких нагрузок и износа, таких как шестерни, валы, оси и другие.
• Другие применения: Сталь 60ХН может также использоваться для изготовления других деталей, требующих высокой прочности, износостойкости и сопротивления усталости.

Виды металлопроката из стали 60ХН

Сталь 60ХН поставляется в виде:

• Круглого проката (прутки): Используется для изготовления валков небольшого диаметра, деталей машин и механизмов.
• Поковок: Используются для изготовления валков больших размеров и сложных форм, штампов и пресс-форм.
• Листового проката: Ограниченное применение, используется для изготовления деталей, требующих высокой прочности и износостойкости.
• Сортового проката: Используется для изготовления деталей машин и механизмов.

ГОСТы, регламентирующие сталь 60ХН и металлопрокат из нее

• ГОСТ 4543-2016. Прокат из легированной конструкционной стали. Общие технические условия. Этот ГОСТ устанавливает общие технические требования к прокату из легированной стали, включая сталь 60ХН. Определяет химический состав, механические свойства, методы испытаний и другие требования.
• ГОСТ 2590-2006. Прокат сортовой стальной горячекатаный круглый. Сортамент. Этот ГОСТ регламентирует сортамент круглого проката из стали, включая сталь 60ХН.
• ГОСТ 8479-70. Поковки из конструкционной легированной и углеродистой стали. Общие технические условия. Этот ГОСТ устанавливает технические требования к поковкам из стали, включая сталь 60ХН.
• ГОСТ 14959-2016. Прокат из рессорно-пружинной углеродистой и легированной стали. Общие технические условия. Хотя сталь 60ХН не является типичной рессорно-пружинной сталью, данный ГОСТ может содержать информацию о требованиях к качеству стали, полезную при использовании 60ХН для деталей, работающих на изгиб.
• ГОСТ 5950-2000. Прутки, полосы и мотки из инструментальной легированной стали. Общие технические условия. Этот ГОСТ определяет требования к пруткам и полосам из инструментальной легированной стали.

Необходимо учитывать, что в зависимости от конкретной области применения и вида металлопроката, могут применяться дополнительные ГОСТы и технические условия.

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

Сталь 60ХН используется на различных этапах производственного процесса, включая:

• Металлургическое производство:
  • Выплавка стали: Производится в электропечах или мартеновских печах с соблюдением точного химического состава.
  • Разливка стали: Сталь разливается в слитки или заготовки для дальнейшей обработки.
• Кузнечно-прессовое производство:
  • Ковка: Заготовки из стали 60ХН подвергаются ковке для придания им необходимой формы и размеров. Ковка может быть ручной или машинной.
  • Штамповка: Из стали 60ХН изготавливаются штампы и пресс-формы, которые используются для штамповки деталей из других материалов.
• Механическая обработка:
  • Токарная обработка: Используется для придания заготовкам цилиндрической формы и точных размеров.
  • Фрезерная обработка: Используется для обработки плоских и фасонных поверхностей.
  • Шлифовальная обработка: Используется для получения высокой точности и гладкости поверхности.
  • Расточная обработка: Используется для обработки отверстий.
  • Зубонарезные работы: Используются при изготовлении шестерней.
• Термическая обработка:
  • 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 улучшения вязкости.
  • Нормализация: Нагрев стали до определенной температуры с последующим охлаждением на воздухе для улучшения структуры и механических свойств.
• Прокатное производство:
  • Изготовление валков: Сталь 60ХН используется для изготовления рабочих и опорных валков для прокатных станов.
  • Прокатка металла: Валки из стали 60ХН используются для прокатки различных видов металлопродукции, таких как листовой прокат, сортовой прокат, трубы и другие.
• Инструментальное производство:
  • Изготовление штампов и пресс-форм: Сталь 60ХН используется для изготовления штампов и пресс-форм для горячей и холодной штамповки.

В заключение, сталь 60ХН представляет собой высококачественный материал, широко используемый в различных отраслях промышленности благодаря своим превосходным механическим и физическим свойствам. Её применение обеспечивает высокую надежность и долговечность изготавливаемых деталей и инструментов.