Главная  >  Справочник  >  Сталь инструментальная легированная ХГ

Сталь инструментальная легированная ХГ: описание, свойства, применение

Сталь ХГ – это конструкционная легированная сталь, обладающая повышенной прочностью, износостойкостью и упругостью. Благодаря своему химическому составу и свойствам, она широко применяется в машиностроении, автомобилестроении и других отраслях промышленности для изготовления деталей, работающих в условиях высоких нагрузок и износа.

Свойства стали ХГ

Сталь ХГ характеризуется следующими ключевыми свойствами:

• Высокая прочность: Обеспечивает надежность и долговечность деталей, подверженных значительным механическим нагрузкам.
• Износостойкость: Повышает срок службы деталей, работающих в условиях трения и абразивного износа.
• Упругость: Позволяет деталям выдерживать деформации без остаточных изменений формы.
• Прокаливаемость: Обеспечивает возможность получения высокой твердости и прочности в глубоких слоях материала после термической обработки.
• Обрабатываемость: Хорошо поддается механической обработке, что облегчает изготовление деталей сложной формы.
• Свариваемость: Ограниченно свариваемая, требует предварительного подогрева и последующей термообработки для предотвращения образования трещин.

Химический состав стали ХГ (ГОСТ 4543-71)

Химический состав стали ХГ определяется ГОСТ 4543-71 и включает следующие элементы:

Элемент	Содержание, %
Углерод (C)	0.37 - 0.45
Кремний (Si)	0.17 - 0.37
Марганец (Mn)	0.50 - 0.80
Хром (Cr)	0.80 - 1.10
Никель (Ni)	до 0.30
Медь (Cu)	до 0.30
Сера (S)	до 0.025
Фосфор (P)	до 0.025

Расшифровка обозначения:

• Х – указывает на наличие хрома в составе стали.
• Г – указывает на наличие марганца в составе стали.
• Цифры (отсутствуют в данном случае) – указывают на среднее содержание углерода в сотых долях процента (0.4% в данном случае, округленно).

Механические свойства стали ХГ

Механические свойства стали ХГ зависят от режима термической обработки и формы проката. Приводятся типичные значения для улучшенного состояния (закалка и отпуск):

Свойство	Значение	Единица измерения
Предел прочности (временное сопротивление) (σв)	880 - 1080	МПа
Предел текучести (σт)	685 - 880	МПа
Относительное удлинение (δ5)	12 - 18	%
Относительное сужение (ψ)	45 - 60	%
Ударная вязкость (KCU)	49 - 78	Дж/см²
Твердость по Бринеллю (HB)	255 - 321

Расшифровка обозначений:

• σв – предел прочности при растяжении, характеризует максимальное напряжение, которое материал может выдержать до разрушения.
• σт – предел текучести, характеризует напряжение, при котором материал начинает пластически деформироваться.
• δ5 – относительное удлинение, характеризует способность материала к пластической деформации перед разрушением. Измеряется в процентах от первоначальной длины образца.
• ψ – относительное сужение, характеризует способность материала к пластической деформации в поперечном сечении перед разрушением. Измеряется в процентах от первоначальной площади поперечного сечения.
• KCU – ударная вязкость, характеризует способность материала сопротивляться хрупкому разрушению при ударных нагрузках.
• HB – твердость по Бринеллю, характеризует сопротивление материала вдавливанию твердого индентора.

Физические свойства стали ХГ

Свойство	Значение	Единица измерения
Плотность	7850	кг/м³
Модуль упругости	205 - 210	ГПа
Коэффициент линейного теплового расширения (20-100°C)	11.7 x 10⁻⁶	1/°C
Теплопроводность	46	Вт/(м·°С)
Удельное электросопротивление	0.24	Ом·мм²/м

Расшифровка обозначений:

• Плотность – масса вещества в единице объема.
• Модуль упругости – характеризует способность материала сопротивляться упругой деформации.
• Коэффициент линейного теплового расширения – характеризует изменение линейных размеров материала при изменении температуры.
• Теплопроводность – характеризует способность материала проводить тепло.
• Удельное электросопротивление – характеризует сопротивление материала электрическому току.

Области применения стали ХГ

Сталь ХГ находит широкое применение в различных отраслях промышленности благодаря своим высоким механическим свойствам и износостойкости. Основные области применения:

• Машиностроение:
  • Изготовление валов, шестерен, зубчатых колес, осей, кулачков, рычагов, крепежных деталей и других деталей, работающих в условиях высоких нагрузок, трения и износа.
  • Производство деталей гидро- и пневмоаппаратуры.
  • Изготовление инструмента (штампы, матрицы, пуансоны).
• Автомобилестроение:
  • Производство деталей трансмиссии (шестерни, валы).
  • Изготовление деталей подвески (пружины, рессоры).
  • Производство деталей двигателей (клапаны, шатуны).
• Транспортное машиностроение:
  • Производство осей и валов для железнодорожного транспорта.
  • Изготовление деталей для судостроения.
• Нефтегазовая промышленность:
  • Производство бурового инструмента и оборудования.
  • Изготовление деталей насосов и компрессоров.
• Строительство:
  • Изготовление тяжелонагруженных элементов конструкций.

Виды металлопроката из стали ХГ

Сталь ХГ поставляется в различных видах металлопроката:

• Сортовой прокат:
  • Круг (ГОСТ 2590-2006)
  • Квадрат (ГОСТ 2591-2006)
  • Полоса (ГОСТ 103-2006)
  • Шестигранник (ГОСТ 2879-2006)
• Листовой прокат:
  • Лист горячекатаный (ГОСТ 1577-93, ГОСТ 19903-2015)
  • Лист холоднокатаный (ГОСТ 16523-97, ГОСТ 19904-90)
• Трубы:
  • Бесшовные трубы (ГОСТ 8732-78, ГОСТ 8734-75)
• Поковки и штамповки:
  • Поковки (ГОСТ 8479-70)
  • Штамповки (по индивидуальным чертежам)

ГОСТы, регламентирующие сталь ХГ и металлопрокат из нее

На сталь ХГ и металлопрокат из нее распространяются следующие ГОСТы:

• ГОСТ 4543-71 Сталь легированная конструкционная. Марки. (Определяет химический состав и общие требования к стали)
• ГОСТ 1577-93 Прокат толстолистовой и широкополосный из конструкционной качественной стали. Технические условия.
• ГОСТ 16523-97 Прокат тонколистовой из углеродистой стали качественной и обыкновенного качества общего назначения. Технические условия.
• ГОСТ 8479-70 Поковки из конструкционной углеродистой и легированной стали. Общие технические условия.
• ГОСТ 103-2006 Полоса стальная горячекатаная. Сортамент.
• ГОСТ 2590-2006 Прокат сортовой стальной горячекатаный круглый. Сортамент.
• ГОСТ 2591-2006 Прокат сортовой стальной горячекатаный квадратный. Сортамент.
• ГОСТ 2879-2006 Прокат сортовой стальной горячекатаный шестигранный. Сортамент.
• ГОСТ 19903-2015 Прокат листовой горячекатаный. Сортамент.
• ГОСТ 19904-90 Прокат листовой холоднокатаный. Сортамент.
• ГОСТ 8732-78 Трубы стальные бесшовные горячедеформированные. Сортамент.
• ГОСТ 8734-75 Трубы стальные бесшовные холоднодеформированные. Сортамент.
• ГОСТ 7566-2018 Металлопродукция. Приемка, маркировка, упаковка, транспортирование и хранение.

Операции в цехах, производимые с использованием материалов из стали ХГ

В производственных цехах сталь ХГ используется на различных этапах технологического процесса, включая:

• Механическая обработка:
  • Токарная обработка: Изготовление деталей вращения (валы, оси, шестерни) на токарных станках.
  • Фрезерная обработка: Изготовление деталей сложной формы (корпуса, кронштейны) на фрезерных станках.
  • Сверление: Создание отверстий в деталях.
  • Шлифование: Доводка поверхностей деталей до требуемой точности и шероховатости.
  • Зубонарезание: Изготовление зубчатых колес и шестерен.
• Термическая обработка:
  • Закалка: Нагрев стали до определенной температуры и быстрое охлаждение для повышения твердости и прочности.
  • Отпуск: Нагрев закаленной стали до более низкой температуры для снятия внутренних напряжений и повышения пластичности.
  • Нормализация: Нагрев стали до определенной температуры и охлаждение на воздухе для улучшения структуры и механических свойств.
  • Улучшение: Комбинация закалки и высокого отпуска для достижения оптимального сочетания прочности и пластичности.
• Сварочные работы:
  • Сварка деталей и конструкций из стали ХГ (требует предварительного подогрева и последующей термообработки).
• Кузнечно-прессовое производство:
  • Ковка: Изменение формы заготовки путем пластической деформации под ударами молота или пресса.
  • Штамповка: Изготовление деталей заданной формы в штампах под давлением.
• Инструментальное производство:
  • Изготовление штампов, пресс-форм и другого инструмента для обработки металлов.
• Ремонтное производство:
  • Восстановление изношенных деталей и оборудования с использованием стали ХГ.

Благодаря своим уникальным свойствам, сталь ХГ является незаменимым материалом для производства широкого спектра деталей и конструкций, работающих в условиях высоких нагрузок и износа. Правильный выбор марки стали ХГ и соблюдение технологии обработки обеспечивают надежность и долговечность изделий.