Меню

Сталь 18хгнмфр хим состав

SeverHard (18ХГНМФР) – высокопрочная износостойкая сталь

SeverHard (18ХГНМФР) – высокопрочная износостойкая сталь, специально предназначенная для изготовления оборудования, деталей и узлов, работающих в условиях повышенного износа.

Уникальные свойства стали SeverHard (18ХГНМФР) позволяют изготавливать оборудование с более высокими эксплуатационными характеристиками: меньшей массы, способное работать при повышенных нагрузках, с увеличенным сроком службы.

Высокопрочная для тяжелого машиностроения специально предназначена для изготовления оборудования, деталей и узлов, работающих в условиях повышенного износа.

18ХГНМФР, толщина брони 10мм раскрой 2000*6000 мм вес одного листа 942 кг = стоимость 1 листа 178 980 рублей

SeverHard450, толщина брони 16мм, раскрой 2000*6000 мм вес одного листа 1510 кг = 286 900 рублей
SeverHard-450, толщина брони 18мм, раскрой 2000*6000 мм вес одного листа 1700 кг = 323 000 рублей
SeverHard 450, толщина брони 20мм, раскрой 2000*6000 мм вес одного листа 1884 кг = 357 960 рублей

SeverHard (18ХГНМФР)

SeverHard (18ХГНМФР) – высокопрочная износостойкая сталь, специально предназначенная для изготовления оборудования, деталей и узлов, работающих в условиях повышенного износа.

Уникальные свойства стали SeverHard (18ХГНМФР) позволяют изготавливать оборудование с более высокими эксплуатационными характеристиками.

Горно-шахтное оборудование, в т.ч.:

  • Бункеры, вагонетки
  • Ковши бульдозеров, автогрейдеров, экскаваторов
  • Грейферы, грохоты, дробилкиъ
  • Ленты транспортеров
  • Гидромолоты

Источник

18Хгнмфр сталь – ЧерМК / Продукция / Каталог продукции / Подъемно-транспортное машиностроение / Высокопрочная сталь для подъемно-транспортного машиностроения / SeverHard (18ХГНМФР)

Новая высокопрочная свариваемая сталь для платформ БЕЛАЗов

В.Н.Никитин, В.М.Маслюк, ЦНИИчермет им. И.П.Бардина,
Т.Н.Попова, А.В.Голованов, ОАО «Северсталь», С.И.Киселев, В.С.Кураш, ПО «БелАЗ»

На металлургическом предприятии ОАО «Северсталь» освоено производство новой высокопрочной свариваемой стали марки 18ХГНМФР, предназначенной для изготовления платформ большегрузных автосамосвалов БелАЗ. Сталь 18ХГНМФР является аналогом стали НАRDOX-400 [1] и обладает временным сопротивлением в 1050 Н/мм 2 и твердостью НВ 360 ед.

Считается, что чем выше твердость стали, тем выше сопротивляемость износу. Имеются данные [1], показывающие зависимость относительной продолжительности эксплуатации изделия, изготовленного из стали НАRDOX-400, в сопоставлении с другими сталями при работе с магнетитом. Из приведенных в [1] данных видно, что срок службы НАRDOX-400 примерно в пять раз больше, чем у обычной высокопрочной свариваемой стали с пределом текучести 690 Н/мм 2 . Однако известно также, что углеродистая сталь 3сп, имеющая после закалки временное сопротивление 1000–1100 Н/мм 2 и твердость по НВ 360 ед., не обладает высокой износостойкостью и по этой характеристике находится на уровне обычной высокопрочной свариваемой стали с пределом текучести 590 Н/мм 2 и даже ниже. Это показывает, что износостойкость зависит и от других качественных характеристик стали.


Рис. 1 Относительная износостойкость сталей в зависимости
от ударной вязкости и пластичности

Исследования авторов настоящей статьи по изучению износостойкости стали в условиях скользящего ударно-абразивного изнашивания по методике стендовых испытаний режущих элементов землеройных машин показали, что сопротивление износу зависит не только от твердости стали. В случае абразивного износа стойкость против износа будет определяться также уровнем вязких свойств, относительного удлинения и однородности структуры. На рис. 1 показана износостойкость сталей, обработанных на одинаковую твердость, но обладающих разной ударной вязкостью и пластичностью. Наибольшую износостойкость показала сталь 25ХГН3МФБ (1), обладающая высокой вязкостью и пластичностью – ее стойкость в два раза превосходит износостойкость взятой для сравнения широко применяемой стали 65Г (4). С понижением вязкости и пластичности опытных сталей 25ХГ3МФ (2) и 25ХГ (3) их износостойкость уменьшалась соответственно. Повышенная износостойкость стали с высокой вязкостью и пластичностью, по сравнению со сталями с меньшими указанными характеристиками, при одинаковой их прочности объясняется тем, что вязкие материалы лучше сопротивляются отрыву микроскопических кусочков металла от поверхности листа при воздействии твердых минералов при погрузке и разгрузке породы. Показано также, что если сталь обладает неоднородной структурой, состоящей из смеси мартенсита (бейнита) и полигонального феррита, ее износостойкость уменьшается, несмотря на высокую твердость. На износостойкость влияет также и чистота стали по неметаллическим включениям. Чем выше чистота, тем меньше износ. И обязательным условием высокой износостойкости стали для платформ автосамосвалов является ее прокаливаемость на всю толщину листа. Твердость стали по толщине листа не должна понижаться.

Рассмотренные вопросы предъявляют высокие требования к легированию высокопрочных свариваемых сталей, предназначенных для изготовления платформ большегрузных автосамосвалов и к металлургии при их изготовлении. Эти стали для обеспечения требуемых высоких свойств по прочности и хладостойкости должны содержать никель, молибден, ванадий, ниобий. При выплавке должны быть применены все известные способы по очистке сталей от вредных примесей (по сере, фосфору и неметаллическим включениям) вплоть до вакуумной обработки стали, что не может не отражаться на экономической стороне вопроса.

Читайте также:  Выбрать марку стали для изготовления валика приводной цепи эскалатора

Механические свойства листовой стали 18ХГНМФР в состоянии поставки

Для изготовления качественных платформ БелАЗов на ОАО «Северсталь» началось освоение производства высокопрочной износостойкой стали марки 18ХГНМФР. По прочностным и пластическим характеристикам она должна обеспечивать предел текучести не менее 950 Н/мм 2 , временное сопротивление 1050 Н/мм 2 , ударную вязкость KCV не менее 40 Дж/см 2 при температуре –40°С. Твердость должна быть не менее 360 НВ.

ОАО «Северсталь» имеет большой опыт производства высокопрочных свариваемых сталей с пределом текучести 600–700 Н/мм 2 , поэтому разработанная технология изготовления стали 18ХГНМФР (выплавка в ЭСПЦ в 100 тонной электропечи, разливка на УНРС, прокатка и термоулучшение на стане 2800) не вызывала непреодолимых проблем и не приводила к отбраковке продукции, которая вся отправлялась на Белорусский автозавод. Выход годного составил более 98%.

Механические свойства листовой стали 18ХГНМФР представлены в таблице.

Испытания на разрыв показали,что новая сталь обеспечивает предел текучести от 960 до 1030 Н/мм 2 , временное сопротивление от 1080 до 1200 Н/мм 2 , относительное удлинение от 11 до 18%. При этом значения твердости колеблются в пределах 360–375 НВ, а испытания на изгиб дали полностью положительные результаты. Испытания ударной вязкости на образцах с круглым надрезом показали высокие значения от 43 до 108 Дж/см 2 при температуре –40°С. ОАО «Северсталь» отгрузило более 2.5 тыс. т листового проката толщиной 9, 12, 14, 18, 22, 25 мм. Работы по повышению механических свойств на разрыв и ударной вязкости КСV-40 продолжаются за счет оптимизации технологии производства.

Разработанная сталь имеет в основном мартенситную структуру в листах толщиной до 25 мм, а, следовательно, и высокую твердость и износостойкость по всему сечению листа.

Проведенное промышленное опробование новой стали дало важные практические результаты. Показано, что в России возможно производить листовой износостойкий прокат с временным сопротивлением 1050–1200 Н/мм2, отвечающий высоким требованиям. Без этих сталей практически невозможно создавать крупногабаритную технику и, прежде всего, в горнодобывающих отраслях промышленности.

Источник

Стали HARDOX® — особенности, опыт использования, отечественные аналоги

Введение

С некоторых пор в своих разработках мы используем стали HARDOX®. Данный материал для нашей страны уже давно не является новинкой. Но, возможно, некоторые из наших читателей, как и мы в свое время, не сталкивались на практике с данным материалом и им будет интересна та информация, которой мы хотим поделится с ними в нашем инженерном журнале. А те, кто уже знаком с этой сталью и имеет практический опыт ее применения поделится своим впечатлением и даст новую интересную информацию к размышлению и обсуждению. Основной подход данной публикации в следующем – мы учимся вместе с нашими читателями, а зачастую благодаря им.

Вопрос о сталях HARDOX® мы поднимаем не в качестве наставлений или руководства к действию, настоящая статья больше служит для инициации обсуждения и обмена опытом. Это объясняется тем, что за короткую практику использования сталей Хардокс у нас накопилось больше вопросов, чем ответов. Связано это с тем, что ранее в разработках нашего коллектива использовался достаточно ограниченный круг материалов. Например, для некоторых деталей HARDOX® пришел на замену сталям 08кп, 10, 20, 45, 40Х.

Что такое сталь HARDOX®

Данный материал в виде труб, круга и листового проката производится шведской компанией SSAB с 1974 года. И большую часть информации о свойствах и областях применения можно почерпнуть как раз на сайте данного предприятия [1].

В настоящее время под маркой HARDOX®® производится достаточно широкий спектр продукции [2]:

  • стойкая к коррозионному износу листовая сталь для кислотных сред HARDOX® HiAce;
  • стойкая к абразивному истиранию толстолистовая сталь HARDOX® HiTuf;
  • стойкие к абразивному истиранию листовые стали HARDOX® 400, 450, 500, 550, 600;
  • износостойкая с повышенной твердостью и ударной вязкостью листовая сталь HARDOX® 500 Tuf;
  • исключительно стойкая к абразивному износу листовая сталь HARDOX® Extreme с твердостью 650…700 единиц по Бриннелю;
  • круглый прокат из стали HARDOX®;
  • трубы из стали HARDOX® с твердостью 400 и 500 единиц по Бриннелю;
  • жаропрочная износостойкая листовая сталь HARDOX® HiTemp для рабочих диапазонов температуры 300…500°C.

Практический опыт

Первое наше практическое применение данного материала было реализовано при изготовлении накладок на захват манипулятора (рис 1). Накладки, как и сам захват проектировались с нуля по эскизам клиентов.

Рисунок 1 – Накладка манипулятора, сталь HARDOX® 500

Основными требованиями к накладкам были возможность их быстрой замены и изготовления из относительно недорого износостойкого материала, который хорошо поддается механической обработке.

Читайте также:  Твердость стали 40х после азотирования

Накладка выполнена с рифленой поверхностью, крепится она на захват манипулятора винтами В процессе работы накладки показали себя вполне хорошо, но как показал опыт есть еще резервы по модернизации самого конструктива манипулятора и накладок, что не связано со свойствами выбранного материала.

Далее перед нами стояла задача по модернизации рабочего колеса центробежного вентилятора горизонтального сушильного агрегата. На рис. 2 представлена в общем виде конструкция колеса такого типа [3].

Рисунок 2 – Рабочее колесо радиального вентилятора.
1 – ступица; 2 – передний диск; 3 – задний диск; 4 – лопатка.

В наши задачи входило изменение конструкции колеса с целью обеспечения заданных параметров производительности вентилятора путем изменения конструктивных параметров. При этом ставилось требование обеспечения прочности и износостойкости конструкции.

Ранее на заводе изготовителе для данных колес использовали сталь AISI 1010 Carbon Steel (аналог стали 08кп). Колеса из этой стали показали малый резерв по прочности и ресурс эксплуатации.

Помимо подбора рационального материала для изготовления, основные конструктивные изменения касались корректировки кривизны лопаток, изменения углов их позиционирования и количества в составе колеса.

В ходе работы над модернизацией колеса мы выбрали сталь HARDOX® 400 опираясь только на описание ее физико-механических характеристик, известную на практике устойчивость к абразивному и кавитационному износу, и что для нас было очень важно, то что данный материал обладал хорошей свариваемостью. Далее в процессе работы мы выяснили, что “изобрели велосипед” и стали HARDOX® давно успешно применяются для такого типа конструкций [4]. Сварка конструкции осуществлялась сварочной проволокой ER70S-6 с предварительным подогревом свариваемых участков металла до температуры, примерно, 75…85°C. Охлаждение сварных швов делалось плавным, а сама конструкция крепилась жестко к монтажной плите для уменьшения коробления. Также в процессе работы над проектом были проведены расчеты прочности конструкции колеса с использованием SOLIDWORKS, которые показали верность нашего выбора материала. Параллельно проведены приближенные расчеты сварных соединений колеса классическими аналитическими методами расчета деталей машин.

В результате промышленной эксплуатации была подтверждена надежность модернизированного колеса в широком диапазоне частот вращения вплоть до 1200 мин-1. При этом температура рабочей среды составляла от 35 до 175°C.

Следующей задачей, где нами была применена сталь HARDOX® 400 стало изготовление конструктивных элементов линий переработки мелкофракционных сырьевых материалов применяемых в металлургическом производстве (небольшие бункеры, шиберные затворы, загрузочные устройства). Особенностью работы этих деталей является то, что они работают в условиях абразивного, порой ударного воздействия потока частиц сыпучих материалов (фракция от 0 до 10мм) с насыпной плотностью от 0,3 до 2,3 г/см3. Твердость частиц шихты при этом составляет от 2 до 5 единиц по шкале Мооса [5], отдельные материалы, к примеру, отсевы ферро- и силикомарганца имеют твердость частиц до 43 HRC. Ряд материалов представляют собой шихты на основе мелкофракционных материалов с содержанием жидкой фазы, а также представляют собой агрессивные среды. То есть в данном варианте использование стали является вполне рациональным решением.

Обработка сталей HARDOX®

Так как наш коллектив в большей степени занимается разработкой технологий и оборудования, то решение вопросов обработки металлов резанием занимаются наши партнеры-изготовители, у которых есть свои методы и подходы к решению различных производственных задач. Но, в целом их методы не отличаются от общепринятых. Поэтому в данном разделе статьи мы лишь кратко коснемся способов обработки сталей Хардокс.

В процессе нашей работы выяснилось, что существует много различных мнений и подходов к обработке сталей HARDOX®, которые можно разделить на две категории.

Первая – рекомендации от производителя и его торговых представителей [6,7]. Они достаточно содержательны и подробны, однако мы так и не нашли в них данных о стойкости обрабатывающего инструмента, а также показателей износостойкости самих сталей, что является важным фактором при выборе материала и проектировании оборудования.

Вторая – рекомендации основанные на личном опыте машиностроительных предприятий. Такие рекомендации особо ценные, ведь инструмент вещь дорогостоящая и здесь важно соблюсти здравый смысл в его приобретении и использовании. Но, по факту, такого рода информации крайне мало. Нам удалось найти только отрывочные частные рекомендации, вот наиболее доступные из них:

  1. Быстрорез с кобальтом отечественный или импортный (не Китай), напайной ВК (огромный расход), Sandvik со сменными пластинами, цельные твердосплавные свёрла (только ЧПУ) – сверловка. Фрезеруется вполне фрезами со сменными пластинами (импортными). Обрабатывается сносно Хардокс 400. С 500 похуже – расход по инструменту возрастает.
  2. Советские сверла будут брать Р6М5К5 (на малых оборотах с охлаждением; готовьте несколько заточенных сверл). ВК напайные – очень приличный расход. По времени умножайте на 5 (если брать с учётом переточки и смены инструмента).
  3. Был опыт обработки стали HARDOX 450. Фрезеровали уступ шириной 50 мм построчно с глубиной 5 мм. Пробовали фрезы Sandvik, Seco, Walter, Iscar. В нашем случае лучше себя показала фреза Seco R220.96-0063-08-4A. Конечно по сравнению с нашим инструментом стоит немало, но оно того стоит. Обработку вели на следующих режимах: ар=5 мм, n=800 об/мин, Vf=260 мм/мин. Обрабатывали без СОЖ. Сплав пластин – TP1500 лучше всего себя показал.
  4. Сверлим Р18, точим китайскими пластинами. Фрезеруем пятиграником кировоградским, плохо, но стоит.
  5. HARDOX 500 сверлится и быстрорезом и твердым сплавом (цельные от 3 мм, напайные, со сменными пластинами – для диаметров от 12 мм).
  6. Для нежестких станков твердосплавный инструмент не рекомендуется. При использовании быстрореза вибрации крошат кромку, поэтому следует поднимать жесткость. Быстрорез рекомендуется использовать легированный кобальтом, к примеру Р6М5К5, или зарубежный аналог HSS-Co. Сверла желательно применять с утолщенной сердцевиной и малым углом наклона винтовых канавок (геометрия сверла аналогична той, что используется для нержавеющих сталей).
  7. Скорость для быстрореза рекомендуется небольшая – не более 5 м\мин. К примеру, около 130 оборотов при сверлении отверстия диаметром 10 мм. Подача на один оборот сверла – примерно 0,1 мм.
  8. Для твердосплавного инструмента скорость резания можно поднимать до 30 м\мин. Подача – одна десятая на один оборот. Твердосплавный инструмент рекомендован однокарбидный с кобальтом от 8%. Оптимальным вариантом является инструмент из мелкозернистого металла, типа сандвиковского H10F – у него прочность на уровне быстрореза и твердость под 92 HRA. Обязательно рекомендовано применение СОЖ – расход в литрах в минуту=диаметру сверла в мм.
Читайте также:  Группа качества стали z25

Кое-какие сведения мы почерпнули из различных видео, вот примеры некоторых из них:

Аналоги

Несмотря на то, что нашим коллективом на практике было опробовано применение сталей HARDOX®, по ряду причин на сегодня есть необходимость применения аналогов данного материала. К примеру, когда нами проектировались детали для предприятий расположенных на территории Северной Америки, то применение Хардокса было вполне оправданным. В условиях стран СНГ, в первую очередь по экономическим причинам, логичным и перспективным является применение сталей местного производства.

В качестве аналогов продукции SSAB нашим коллективом рассматриваются стали производимые ОАО “Северсталь” и ЧАО “Азовсталь”.

В табл. 1 приведены базовые механические характеристики для используемых нами сталей HARDOX® и принятых аналогов.

Таблица 1. Механические свойства*

Марка стали Предел текучести, МПа Предел прочности, МПа Твердость по Бринеллю Работа удара KCU;KCV Дж/см2 Относительное удлиннение,min %
HARDOX® 400 1000 1250 370…430 45 (-40) 10
HARDOX® 450 1200 1400 425…475 35 (-40) 10
HARDOX® 500 1500 1250…1400 450…540 37 (-40) 10
18ХГНМФР 1080…1200 960…1030 360…375 43…108 (-40) 11…18
14ХГ2САФД 590…1030 490….930 39 (-40) 14…16
25ХГСР ≥620 ≥800 285…390 40 (+20) 12
16ХГМФТР(класс прочности С 80 ≥750 ≥830 29 (-40) 16
16Х2ГСБ(класс прочности 500) 490…735 590…830 39;29 (-40) 14…15
S690QL 650…690 760…940 228-278 30…40(-40) 14

*могут немного отличаться от указанных в таблице в зависимости от толщины проката

При выборе аналогов мы опирались, в основном, на доступность на рынке данных сталей, а также на следующие показатели: величину предела текучести, предела прочности, твердость по Бринеллю и, в меньшей степени, на показатели ударной вязкости и относительного удлинения.

Как видно, из данных таблицы 1 отечественные стали по ряду показателей уступают сталям HARDOX®, но разница в цене в 1,5…2,0 раза и более простые способы механической обработки делают местные аналоги вполне конкурентоспособными.

Также интересным и вполне ожидаемым фактом в процессе знакомства со сталью HARDOX® стало то, что у нее существует множество зарубежных аналогов-конкурентов. К примеру: Strenx (Weldox) 700; Swebor 400; DILLIDUR 400V; Miilux 400; HARTPLAST 400; Quard 400 и т.д. Все современные зарубежные стали конкуренты Хардокса не уступают по большинству показателей качества. И в данном варианте на выбор материала существенное влияние оказывает его доступность и цена на региональном рынке.

Сразу отмечу, что для окончательного принятия решения, о выборе той или иной марки стали, при создании конкретной детали или конструкции нам достаточно часто приходится дополнительно консультироваться со специалистами в области металловедения и термообработки.

Если Вас заинтересовала данная тематика, мы просим поделиться своим опытом и мнением по поводу применения и обработки деталей из сталей HARDOX® и их аналогов.

Источник

Adblock
detector