Главная  >  Справочник  >  Сталь инструментальная легированная ХВСГ

Сталь инструментальная легированная ХВСГ: описание, свойства, применение

Сталь ХВСГ – это конструкционная легированная сталь, обладающая повышенной прочностью, износостойкостью и упругими свойствами. Благодаря своему химическому составу и специальной термической обработке, она находит широкое применение в различных отраслях промышленности, где требуется высокая надежность и долговечность деталей, работающих в условиях высоких нагрузок и износа.

Свойства стали ХВСГ:

• Высокая прочность и твердость: Легирование хромом, вольфрамом и кремнием обеспечивает стали ХВСГ высокую прочность и твердость, что позволяет изготавливать из нее детали, способные выдерживать значительные нагрузки и сопротивляться деформации.
• Износостойкость: Присутствие вольфрама в составе стали способствует образованию карбидов, которые повышают ее износостойкость, что особенно важно для деталей, подверженных трению и абразивному износу.
• Упругие свойства: Кремний в составе стали повышает ее упругие свойства, что позволяет изготавливать из нее пружины и другие элементы, работающие на упругий изгиб или скручивание.
• Прокаливаемость: Сталь ХВСГ обладает хорошей прокаливаемостью, что позволяет получать равномерную структуру и свойства по сечению деталей после термической обработки.
• Умеренная свариваемость: Свариваемость стали ХВСГ ограничена и требует применения специальных технологий и режимов сварки для предотвращения образования трещин и снижения прочности сварного соединения.
• Склонность к отпускной хрупкости: Сталь ХВСГ склонна к отпускной хрупкости, поэтому после закалки и отпуска требуется соблюдение определенных режимов охлаждения для снижения риска хрупкого разрушения.

Химический состав стали ХВСГ (ГОСТ 4543-2016):

Элемент	Содержание, %
Углерод (C)	0.95 - 1.10
Кремний (Si)	1.20 - 1.60
Марганец (Mn)	0.20 - 0.50
Хром (Cr)	0.90 - 1.20
Вольфрам (W)	1.20 - 1.60
Никель (Ni)	до 0.40
Медь (Cu)	до 0.30
Сера (S)	до 0.020
Фосфор (P)	до 0.025

Расшифровка обозначения стали ХВСГ:

• Х – указывает на наличие хрома в составе стали.
• В – указывает на наличие вольфрама в составе стали.
• С – указывает на наличие кремния в составе стали.
• Г – указывает на наличие марганца в составе стали.
• Цифры, следующие за буквами, указывают на приблизительное содержание легирующих элементов в процентах. В данном случае, цифры отсутствуют, что означает содержание легирующих элементов в пределах указанных в таблице химического состава.

Механические свойства стали ХВСГ (ГОСТ 4543-2016, после закалки и отпуска):

Свойство	Значение
Предел прочности (временное сопротивление), σв, МПа	980 - 1270
Предел текучести, σт, МПа	785 - 1080
Относительное удлинение при разрыве, δ5, %	4 - 9
Относительное сужение, ψ, %	20 - 40
Ударная вязкость, KCU, Дж/см2	20 - 40
Твердость по Роквеллу, HRC	57 - 62

Физические свойства стали ХВСГ:

Свойство	Значение
Плотность, ρ, кг/м3	7850
Модуль упругости, E, ГПа	200 - 210
Коэффициент линейного расширения, α, 1/°C	11.5 - 12.5 × 10-6 (20-100°C)
Теплопроводность, λ, Вт/(м·°C)	29 - 33
Удельная теплоемкость, c, Дж/(кг·°C)	460 - 480
Электрическое сопротивление, ρ, мкОм·м	0.20 - 0.25

Сферы применения стали ХВСГ:

Сталь ХВСГ широко используется в различных отраслях промышленности для изготовления деталей, требующих высокой прочности, износостойкости и упругих свойств. Основные сферы применения:

• Инструментальная промышленность: Изготовление измерительного инструмента (калибры, шаблоны, лекала), режущего инструмента (метчики, плашки, развертки, фрезы), штампов и пресс-форм для холодной штамповки.
• Машиностроение: Производство пружин, рессор, валов, осей, шестерен и других деталей, работающих в условиях высоких нагрузок и износа.
• Автомобильная промышленность: Изготовление деталей подвески, трансмиссии и других узлов, подверженных высоким нагрузкам и износу.
• Авиационная промышленность: Производство деталей шасси, элементов управления и других ответственных узлов.
• Железнодорожный транспорт: Изготовление пружин и рессор для вагонов и локомотивов.
• Нефтегазовая промышленность: Производство деталей для бурового оборудования и нефтеперерабатывающих установок.
• Производство спортивного оружия: изготовление пружин и других деталей для пневматического оружия.

Виды металлопроката из стали ХВСГ:

Сталь ХВСГ поставляется в виде различных видов металлопроката:

• Сортовой прокат: Круг, квадрат, полоса.
• Листовой прокат: Листы и полосы.
• Поковки и штамповки: Заготовки для деталей сложной формы.
• Калиброванный прокат: Круг, квадрат, шестигранник с высокой точностью размеров и качеством поверхности.

ГОСТы, регламентирующие сталь ХВСГ и металлопрокат из нее:

• ГОСТ 4543-2016 "Прокат из легированной конструкционной стали. Общие технические условия." - определяет требования к химическому составу, механическим свойствам, качеству поверхности и другим характеристикам стали ХВСГ.
• ГОСТ 2590-2006 "Прокат сортовой стальной горячекатаный круглый. Сортамент." - устанавливает размеры и предельные отклонения для горячекатаного круглого проката из стали ХВСГ.
• ГОСТ 2591-2006 "Прокат сортовой стальной горячекатаный квадратный. Сортамент." - устанавливает размеры и предельные отклонения для горячекатаного квадратного проката из стали ХВСГ.
• ГОСТ 103-2006 "Прокат сортовой стальной горячекатаный полосовой. Сортамент." - устанавливает размеры и предельные отклонения для горячекатаной полосы из стали ХВСГ.
• ГОСТ 7417-75 "Сталь калиброванная круглая. Сортамент." - устанавливает размеры и предельные отклонения для калиброванного круглого проката из стали ХВСГ.
• ГОСТ 8559-75 "Сталь калиброванная квадратная. Сортамент." - устанавливает размеры и предельные отклонения для калиброванного квадратного проката из стали ХВСГ.
• ГОСТ 8560-78 "Сталь калиброванная шестигранная. Сортамент." - устанавливает размеры и предельные отклонения для калиброванного шестигранного проката из стали ХВСГ.
• ГОСТ 14959-2016 "Прокат сортовой, калиброванный со специальной отделкой поверхности из легированной конструкционной стали. Общие технические условия." - устанавливает требования к сортовому и калиброванному прокату со специальной отделкой поверхности из стали ХВСГ.
• ГОСТ 5950-2000 "Прутки, полосы и мотки из инструментальной легированной стали. Общие технические условия" - распространяется на прутки, полосы и мотки из инструментальной легированной стали, в том числе из стали марки ХВСГ.
• Различные отраслевые стандарты и технические условия (ОСТ, ТУ), регламентирующие требования к конкретным деталям и изделиям, изготавливаемым из стали ХВСГ.

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

Сталь ХВСГ используется в различных цехах металлообрабатывающих предприятий для изготовления широкого спектра деталей и инструментов. Основные операции:

• Механическая обработка:
  • Токарная обработка: Изготовление валов, осей, втулок, шпинделей и других деталей вращения.
  • Фрезерная обработка: Изготовление корпусных деталей, пресс-форм, штампов и других деталей сложной формы.
  • Шлифовальная обработка: Достижение высокой точности размеров и качества поверхности деталей.
  • Сверление, зенкерование, развертывание: Создание отверстий различного диаметра и точности.
  • Резьбонарезание: Нарезание внутренней и наружной резьбы на деталях.
  • Строгание, долбление: Формирование плоских поверхностей и пазов.
• Термическая обработка:
  • Закалка: Повышение твердости и прочности стали.
  • Отпуск: Снятие внутренних напряжений и повышение пластичности закаленной стали.
  • Отжиг: Снижение твердости и улучшение обрабатываемости стали.
  • Нормализация: Улучшение структуры стали и повышение ее прочности.
  • Цементация: Насыщение поверхностного слоя стали углеродом для повышения твердости и износостойкости.
  • Азотирование: Насыщение поверхностного слоя стали азотом для повышения твердости, износостойкости и коррозионной стойкости.
• Кузнечно-штамповочное производство:
  • Ковка: Изготовление заготовок для деталей путем пластической деформации металла.
  • Штамповка: Изготовление деталей сложной формы путем деформации металла в штампах.
• Инструментальное производство:
  • Изготовление режущего инструмента (фрезы, сверла, метчики, плашки, развертки).
  • Изготовление измерительного инструмента (калибры, шаблоны, лекала).
  • Изготовление штампов и пресс-форм для холодной штамповки.
• Пружинное производство:
  • Навивка пружин различной формы и размеров.
  • Термическая обработка пружин для придания им необходимых упругих свойств.
• Производство спортивного оружия:
  • Изготовление пружин и других деталей для пневматического оружия.

 

Сталь ХВСГ является востребованным материалом в различных отраслях промышленности благодаря сочетанию высокой прочности, износостойкости и упругих свойств. Правильный выбор режима термической обработки и технологии изготовления позволяет получить детали с оптимальными характеристиками, обеспечивающими их надежную и долговечную работу в условиях высоких нагрузок и износа. Применение соответствующих ГОСТов и технических условий гарантирует качество и соответствие деталей требованиям, предъявляемым к ним в конкретной области применения.