Термообработка стали 60с2а закалка отпуск

Обзор стали 60С2А

В настоящее время на различных производствах используются стали разных марок. Каждый из подобных материалов имеет свои отличительные характеристики, плюсы и минусы. Так, для производства упругих предметов, к примеру, пружинных деталей, сегодня часто задействуется металл с маркировкой 60С2А. О нем и поговорим в данной статье.

Состав и расшифровка

Прежде чем детально рассматривать все особенности и нюансы применения сплава с маркировкой 60С2А, целесообразно расшифровать его наименование. Если обратить внимание на название данного металла, то можно почерпнуть такую важную информацию о нем:

• 60C подразумевает то, что в содержании сплава имеется углерод в объеме 0,6%;
• цифровое значение «2» свидетельствует о том, что в металле имеется 2% кремния;
• буквенное значение «A» указывает на высокое качество материала.

Химический состав рассматриваемого сплава складывается из нижеперечисленных важных компонентов.

• C – углерод. Именно этот компонент оказывает важнейшее влияние на состояние материала. Он отражается на его структуре. Очень высокое содержание рассматриваемого химического элемента приводит к хладноломкости, способствует снижению уровня вязкости. И пластичность, и уровень плотности металла могут значительно снизиться при наличии более 1% углерода. Этот элемент отражается на механических свойствах материала.
• Si – кремний. Компонент, выступающий в роли раскислителя. Кроме того, кремний служит легирующим элементом, приводящим к более высокой износостойкости готового продукта. Рассматриваемый компонент также ведет к термоупрочнению, приумножает упругость и текучесть сплава, влияет на уровень закаливаемости.
• Mn – марганец. Химический элемент, от которого тоже зависит качество сплава. Марганец также является раскислителем. Его добавляют, чтобы удалить из содержания серу, кислород и фосфор. Компонент очень хорошо отражается на структурных особенностях материала, способствует свариваемости и ковкости.
• Cr – хром. Еще один легирующий компонент. Приумножает устойчивость металла и к коррозии, и к процессу оксидирования. А также хром способствует упрочнению металлов даже под воздействием очень высоких температурных значений. Благодаря хрому возрастает устойчивость к абразивному изнашиванию.
• Ni – никель. Элемент, призванный повышать характеристики прочности материала. Благодаря ему укрепляется коррозийная стойкость, а также способность к термоуплотнению. При этом растет вязкость и прочность стали.
• Cu – медь. За счет наличия данного элемента возрастает устойчивость металла к коррозии, заметно повышаются и прочностные показатели. Если меди содержится слишком много, то из-за этого может серьезно пострадать качество поверхностей стали по ходу горячих обработок.
• S – сера. Указанный элемент не является желательным, он не приносит пользы. Из-за повышения объема серы повышается и красноломкость металла, страдает степень его пластичности, уменьшается вязкость ударного типа.
• P – фосфор. Еще один нежелательный элемент, из-за которого ухудшается уровень пластичности металла, снижается вязкость, зато возрастает риск хладноломкости. Правда, превышение процентного содержания фосфора может повлечь за собой и улучшение механических обработок стали с маркировкой 60С2А.

Абсолютно все составляющие, которые имеются в содержании рассматриваемого сплава, регулируются соответствующим ГОСТом.

Характеристики и свойства

Узнаем все самое важное и необходимое о стали с маркировкой 60С2А.

• Данный вид металла относят к перлитной категории. Чтобы добиться структуры мартенситного типа, подобному материалу требуется быстрое охлаждение после нагрева до критических температурных показателей. Для этого подойдет масло.
• Классическая площадка текучести у этого материала не предусмотрена.
• Показатели остаточного деформирования являются крайне низкими. Благодаря этому можно сделать вывод, что особенностью металла 60С2А является повышенная степень упругости вкупе с выносливостью.
• Прочностные характеристики рассматриваемого сплава можно определить, отталкиваясь от вида термообработки. Таким же образом определяется и степень жесткости стали. К примеру, металлические круги имеют прочность, составляющую 129 Мпа, а также предел текучести – 117 МПа. Благодаря этому обеспечивается упругость изделий.
• Предел кратковременной прочности подобного сплава находится в рамках 780-1180 МПа.
• После процедуры отпуска подобный материал не становится слишком хрупким. Кроме того, сталь с маркировкой 60С2А не демонстрирует флокеночувствительности.
• Если подробно рассматривать модуль упругости стали с маркировкой 60С2А, то здесь актуальным будет такое значение – E=212000 МПа. Модуль сдвига G – 820000 МПа.
• Твердость стали по Роквеллу доходит до отметки 269 МПа.
• Удельный вес рассматриваемого популярного металла составляет 7680 кг/куб.м.
• Качественный сплав с маркировкой 60С2А может быть подвергнут резке. Осуществляется подобная операция при горячекатаном состоянии и при условии HB от 270 до 320.
• Для изготовления сварных конструкций рассматриваемая категория металла не подходит.

Типы выпуска

Существует несколько основных типов выпуска металла с маркировкой 60С2А. Ознакомимся со списком наиболее распространенных и популярных вариантов:

• прокат сортового типа (в его число входит и фасонный вид);
• калиброванные прутки;
• стальная лента;
• проволочная продукция;
• шлифованные прутки и серебрянка;
• круг;
• лист.

Каждый из указанных видов проката, в котором выпускается стальная продукция, соответствует и регулируется рядом ГОСТов.

Применение

Качественный сплав, который соответствует установленной маркировке 60С2А, в настоящее время используется на большом количестве производств. Применение такого типа стали подразумевает эксплуатацию в условиях крайне жестких деформаций и нагрузок циклического типа. По этим причинам к рессорно-пружинному металлу предъявляются особенные требования, касающиеся его уровня пластичности, истираемости, стойкости к изнашиванию.

Механические особенности рассматриваемого сплава чаще всего задействуются при изготовлении пружинных деталей, а также валов фрикционного типа, рессорных элементов, штанг и прочих изделий подобного рода. Материал марки 60С2А в соответствии с ГОСТ 14959-79 относят к классу высоконагруженных. Из такого металла изготавливают проволоку. Подобный товар характеризуется очень хорошими деформирующими свойствами. Кроме того, сплав 60С2А нередко применяют в машиностроении. Многие составляющие, которые делаются из этого материала, предназначаются для установки на автомобили, разного рода механизмы и оборудование. Речь идет даже о гусеничной или колесной тяжелой технике.

Аналоги

Качественный тип стали с маркировкой 60С2А имеет множество неплохих аналогов, демонстрирующих максимальную схожесть с ним. Аналогичные сплавы производятся в разных странах, обозначаются различными маркировками. Рассмотрим наиболее популярные из них:

• отличным качеством характеризуются аналоги из Японии – SUP6 и SUP7;
• в качестве аналогов могут послужить и немецкие сплавы – 60MnSiCr4, 60SiCir7, 65Si7;
• аналоги производятся и на территории Китая – 0Si2Mn;
• для производства пружин и даже казачьей шашки, а также прочих подобных деталей подойдет металл из Франции с маркировкой 61SiCr7;
• аналогами могут послужить стали из Америки – 9260, G92600.

Обработка

Качественный металл 60С2А может проходить различные виды обработок, в том числе и термообработки. Рассмотрим основные особенности и нюансы проведения таких операций.

• Закалка рассматриваемого материала должна производиться при температурном режиме, составляющем 870 градусов Цельсия. Далее стальная заготовка отправляется на охлаждение в специальное масло. Отпуск при этом необходимо производить при 470 градусах Цельсия, за счет чего появляется возможность получения троостита. Материал будет сохранять твердость в рамках 35-45 HRC.
• В целом температурная обработка стали рассматриваемой марки бывают следующей: начальной (подразумевается отжиг материала), конечной (имеется в виду закалка) и средней (подразумевается отпуск стали).
• Процедура отпуска способствует значительному повышению параметров твердости металла.

Если навивка пружинной детали производится при условии единственного подогрева, то на следующей стадии должна быть непосредственно термическая обработка в соответствии со всеми нормами и правилами.

Источник

Пружинная сталь 60С2А

Пружинная сталь 60С2А используется для изготовления не только пружин, но и рессор. В качестве альтернативы данному материалу могут применяться стали 50ХФА, 60С2Г, 60С2Н2А.

Сплав относится к перлитам. Чтобы получить мартенсит, необходимо принудительно охладить изделие после закалки или прочих видов термообработки в масляной ванне. Благодаря отсутствию площадки текучести металл является упругим и выносливым.

Расшифровка

Расшифровка стали 60С2А позволяет получить информацию:

• 60С – 0,6% углерода в составе;
• 2 – 2% кремния;
• А – высококачественный материал.

Химический состав

Остальная часть химического состава стали 60С2А представлена железом. Сталь – это сплав Fe и C при содержании последнего в количестве менее 2,06%. При увеличении процента углерода в составе материал становится более чувствительным к температурной обработке, прокаливаемым, прочным и твердым. К отрицательным последствиям относятся снижение пластичности, ударной вязкости и повышение хрупкости.

Для улучшения свойств металла предусматривается введение легирующих добавок. В результате сплав получается твердым и вязким, прочным и устойчивым к коррозии.

Кремний Si используется в качестве раскислителя, замещая молекулы кислорода в стали 60С2А. Это делает сталь более прочной и упругой. Марганец Mn вводится с этой же целью, он препятствует образованию сульфидов железа. В результате снижается количество трещин при закалке изделий. При содержании марганца более 1% происходит рост зерна, что приводит к уменьшению однородности структуры и прочности.

Хром Cr применяется в качестве легирующего компонента благодаря способности вытеснять кислород. Он образует карбиды железа, препятствует корродированию сплава, улучшает прокаливаемость. Никель Ni также повышает антикоррозионные свойства пружинной стали 60С2А и снижает красноломкость. Аналогичными свойствами обладает медь Cu. При увеличении ее содержания в составе более 1% происходит выделение интерметаллидов, которые снижают технологичность металла при отпуске.

Тщательно выверенный состав обеспечивает такие свойства стали, как прочность, упругость, ударная вязкость, антикоррозионные качества.

Применение

Эксплуатационные характеристики марки стали 60С2А обусловили его область применения. Он может использоваться для изготовления нагруженных деталей, которые подвергаются действию знакопеременных нагрузок. К ним относятся:

• торсионы – гибкие стержни, воспринимающие крутильные нагрузки;
• цанги;
• шайбы Гровера;
• фрикционы;
• пружины.

Данные элементы устанавливаются на машины, механизмы и оборудование, в т.ч. на гусеничную и колесную тяжелую технику.

Свойства материала

На основании вида температурной обработки определяется прочностные параметры и твердость изделия. Характеристики пружинной стали 60С2А в отливках, кругах и лентах отличаются. В данном случае рассматриваются качества сплава на последних двух примерах.

Круги характеризуются прочностью 129 МПа и пределом текучести 117 МПа. Это обеспечивает их упругость. Для сравнения: предел прочности СТ3 равен 370 МПа. Выносливость при растяжении составляет 490 МПа, на кручение – 295 МПа.

В качестве способа термической обработки чаще всего используется закалка. Она осуществляется с остыванием в масле, после чего производится отпуск для исключения остаточных напряжений.

Технические характеристики

К основным характеристикам стали 60С2А относятся:

Цена стали 60С2А варьируется в районе 50 руб. за килограмм. Она изменяется на основании количества стали, сроков и способа доставки.

Термообработка

Закалка осуществляется при 870 градусах, изделие остывает в масляной ванне. Отпуск производится при 470 градусах, что позволяет получить троостит (ферритоцементитную структуру). Она сохраняет твердость 35-45 HRC.

Температурная обработка бывает:

• начальной – отжиг;
• конечной – закалка;
• средней – отпуск.

Отпуск повышает твердость стали 60С2А до 365-445 НВ. Если навивка пружины осуществляется при однократном нагреве, то следующей стадией является термообработка.

Механическая обработка

Окончательные напряжения после остывания снимают одиночным максимальным сжатием пружины с задержкой на 5-8 секунд. Торцевые части пружин d?8 мм обрабатывают на фронтальном и торцевом шлифовочно-обдирочном оборудовании. При этом происходит постоянная подача жидкости в рабочую зону, что обеспечивает понижение температуры детали. Для прутьев из стали 60С2А менее 8 мм используются токарные станки.

Упрочнение

Наклеп осуществляется в дробеметной машине, в которой каждая точка подвергается воздействию дроби в течение 20-30 секунд. Подача осуществляется со скоростью 70-100 кг/минуту, диаметр элементов – 0,8-1,2 мм. Такая обработка создает ровный серебристый цвет.

Второй вариант обработки – заневоливание. Пружину выдерживают в сжатом состоянии на протяжении 20-40 часов. Процедура производится после термообработки стали 60С2А. Также используется многократное обжатие (5-10 раз) и наклеп дробью.

Аналоги стали 60С2А

В качестве аналогов материала могут применяться:

• японские SUP6, SUP7;
• немецкие 60MnSiCr4, 60SiCr7, 65Si7;
• китайская 0Si2Mn;
• французская 61SiCr7;
• американские стали 9260, G92600.

Источник