60 crv сталь характеристики

Обновлено: 02.05.2024

Цифра 60 обозначает, что среднее содержание углерода в стали составляет 0,60%.

Химический состав, % (ГОСТ 1050-88)

C	Si	Mn	Cr	S	Р	Cu	Ni	As
C	Si	Mn	не более
0,57-0,65	0,17-0,37	0,50-0,80	0,25	0,04	0,035	0,25	0,25	0,08

Химический состав, % (ГОСТ 1050-2013)

Марка стали	Массовая доля элементов, %
	C	Si	Mn	P	S	Cr	Ni	Cu
				не более
60	0,57-0,65	0,17-0,37	0,50-0,80	0,030	0,035	0,25	0,30	0,30

Характеристики и описание

Сталь 60 относится к конструкционным нелегированным специальным качественным сталям с высоким содержанием углерода (0,60%) и нормальным содержанием марганца, обладает высокой прочностью и высокими упругими свойствами.[1]

Сталь склонна к трещинам при закалке в воде.

Назначение

Сталь 60 применяется для изготовления деталей, к которым предъявляются требования высокой прочности и износостойкости, например:

Эксцентрики,
цельнокатаные колеса вагонов,
бандажи для подвижного соства железных дорог широкой колеи,
валки рабочие листовых станов для горячей прокатки металлов,
шпиндели,
бандажи,
диски сцепления,
пружинные кольца амортизаторов,
замочные шайбы,
регулировочные шайбы,
регулировочные прокладки,
рабочие валки листовых станов для горячей прокатки металла.

Температура критических точек, °С [81]

Термообработка

Мелкие детали из стали марки 60 (диаметром до 10-12мм) закаливают в масле с температуры 820-860 °С, более крупные детали — в воде с температурой 800-820 °С, отпуск производят при различной температуре в зависиости от требуемых механических свойств.

Зависимость механических свойств стали 60 от температуры отпуска

Твердость HB (ГОСТ 1050-2013)

Марка стали	Твердость HB, не более
	горячекатаной и кованой		калиброванной и со специальной отделкой поверхности
	без термической обработки	после отжига или высокого отпуска	нагартованной	после отжига или высокого отпуска
60	255	229	269	229

Механические свойства металлопродукции для стали 60 (ГОСТ 1050-2013)

Марка стали	Механические свойства, не менее
Марка стали	Предел текучести σ_0,2, МПа	Временное сопротивление σ_в, МПа	Относительное удлинение δ₅, %	Относительное сужение ψ, %
60	400	680	12	35

ПРИМЕЧАНИЕ. Механические свойства для стали 60 определены на нормализованных образцах.

Механические свойства металлопродукции из стали 60 в зависимости от размера (ГОСТ 105-2013)

Механические свойства металлопродукции размером
Предел текучести σ_0,2, МПа не менее	Временное сопротивление σ_в, МПа	Относительное удлинение δ₅, %	Работа удара KU, Дж
		не менее
до 16 мм включ.
580	850—1000	11	+
св. 16 до 40 мм включ.
520	800—950	13	+
св. 40 до 100 мм включ.
450	750-900	14	+

Механические свойства, определяются на образцах, вырезанных из термически обработанных (закалка с отпуском) заготовок.
Знак «+» означает, что испытания проводят для набора статистических данных, результаты испытаний заносят в документ о качестве.
Значения механических свойств приведены для металлопродукции круглого сечения.

Механические свойства в зависимости от сечения [140]

Сечение, мм	Место вырезки образца	σ_0,2, МПа	σ_в, МПа	δ₅, %	ψ, %	КСU, Дж/см 2
Сечение, мм	Место вырезки образца	не менее				КСU, Дж/см 2
Закалка с 780-830 °С в масле; отпуск при 560 °С
30	К	590	920	19	50	24
30	Ц	540	880	—	—	49
Закалка с 780-830 °С в масле; отпуск при 610 °С
10	Ц	600	860	20	58	73
30	К	540	880	20	50	49
60	К	480	730	25	60	49
60	Ц	390	680	27	56	49

Механические свойства в зависимости от температуры отпуска [140]

t_отп., °С	σ_0,2, МПа	σ_в, МПа	δ₅, %	ψ, %	KCU, Дж/см 2	Твердость НВ
400	1430	1690	2	3	4,9	450
450	1280	1430	5	10	19	410
500	1120	1210	7	16	23	375
550	1040	1150	7	20	24	370

ПРИМЕЧАНИЕ. Закалка с 950 °С в масле.

Механические свойства в зависимости от температуры испытаний [82]

t_исп., °С	σ_в, МПа	δ₅, %	ψ, %
20	700	17	60
200	680	14	—
300	560	27	—
500	460	30	—
-25	760	(21)	61
-40	790	(23)	61

Предел текучести стали 60 в зависимости от температуры испытаний

t_исп., °С	σ_0,2, МПа
20	510
200	530
300	450
500	320
-25	540
-40	540

Технологические свойства [81]

Температура ковки, °С: начала 1220, конца 800. Сечения до 300 мм охлаждаются на воздухе.

Свариваемость — не применяется для сварных конструкций, КТС с последующей термообработкой.

Обрабатываемость резанием — Аутвспл = 0,70 и А’у6ст = 0,65 в нормализованном состоянии при НВ 241.

Склонность к отпускной хрупкости — не склонна.

Прокаливаемость [50]

Полоса прокаливаемости стали 60 после заклки с 820°С приведена на рисунке ниже.

Особенности стали CrV

Особенности стали CrV могут помочь решить, стоит ли ее покупать и для чего. Для этого нужно изучить расшифровку и характеристики металла, качество марки. Дополнительно придется проанализировать плюсы и минусы стали, ее уровень твердости.

Что это такое?

За этой простой, вроде бы, формулировкой — марка стали CrV – скрывается вполне примечательная расшифровка. Такой металл отличается внушительным практическим качеством и может бросить вызов даже продвинутым разновидностям, хорошо зарекомендовавшим себя ранее на рынке. Обозначение CrV любому опытному человеку говорит, что в составе сплава присутствуют ванадий и хром. Это типичная инструментальная сталь легированного класса.

В ее состав входит ограниченное (не более 2%) количество углерода.

Карбоновая добавка, уже традиционно, отвечает за твердость материала. Благодаря введению хрома материал лучше переносит закалку. Добавление ванадия гарантирует большую вязкость при термообработке. Типичная рецептура подразумевает использование:

0,18% ванадия (источники не уточняют, средний это или максимальный показатель);

марганца (его может быть 0,7%, а может быть 0,9%, но не больше и не меньше);

0,5% углерода (то есть речь идет о стали малоуглеродистого класса);

кремния (его только 0,3%);

прочих элементов, обнаруживаемых только в крайне малых количествах и не оказывающих существенного воздействия на свойства готового продукта.

Характеристики и свойства

С самого начал стоит указать, что не все фирмы поставляют, действительно, качественный продукт. На рынке встречается большое количество подделок. Параметры настоящей хромованадиевой стали могут быть недостижимы для углеродистого фальсификата. Одним из примечательных моментов оригинального продукта является его высокая твердость. По системе оценок Роквелла она может колебаться от C41 до C55.

Важно подчеркнуть и структурную прочность. Поскольку сплав CrV еще и отличается большой ударной вязкостью, он мало изнашивается.

Для изготовленной из него продукции характерна приличная усталостная сопротивляемость. Устойчивость к разрыву составит не меньше 190-300 единиц. Более точно можно сказать только с учетом конкретной рецептуры и методики обработки металла; в любом случае хромованадиевая сталь — один из рекордсменов по этому показателю.

Модуль упругости, равный 30 единицам, показывает, насколько вещество подвержено неустойчивому деформированию при прикладывании расчетной внешней силы. Индекс упругости у CrV в момент кручения составляет 11,5 балла. Это позволяет сказать про достойную жесткость подобного сплава. Наращивание концентрации хрома теоретически позволяет ограничить коррозию и другие нежелательные окислительные процессы.

Однако металлурги вынуждены мириться с «углеродным ограничением», которое накладывает сама природа.

Хром, как уже указано, отвечает за твердость сплава, а благодаря ванадию он становится технологичнее. Повышенная упругость сильно облегчает штамповую обработку. Положительно сказывается она и на проведении ковки, вытяжки и прочих технологических манипуляций, при которых меняется форма изделия. Усталостная прочность дает металлу возможность лучше переносить циклические нагрузки.

В сравнении с хромистой сталью хромованадиевая не так сильно подвержена росту зерен. У нее отмечают более твердые цементованные поверхности. Повышение предела упругости также обязательно стоит отметить.

Применение

Заметная часть CrV используется для получения гаечных ключей. Мало того, гаечный ключ из простого черного металла, без легирующих добавок, вряд ли прослужит долго. Он и разгибаться будет механически, и ржаветь станет весьма активно. Отпускают такой сплав и на изготовление отверток. Мало того, российский ГОСТ прямо требует, чтобы на ключи использовали сталь 40ХФА, а на отвертки — 50ХФА.

Сталь CrV в зависимости от рецептуры может также использоваться для:

трубопроводов, рассчитанных на повышенное давление;

крепежных изделий в аппаратах химической промышленности;

пружин, применяемых в ответственных участках производства;

рессор и других изделий, эксплуатируемых при температурах до 300 градусов;

деталей быстрорежущего оборудования (обычно при дополнительном улучшении титаном и другими легирующими компонентами);

Описание стали 60 и ее использование

Описание стали 60 и особенностей ее использования стоит начать с того, что речь пойдет о марке, которая относится к группе конструкционных, углеродистых. Одни из главных отличительных черт в данном случае – это отсутствие склонности материала к флокеночувствительности и отпускной хрупкости. А также важно заметить, что эта сталь не используется при монтаже сварных конструкций.

Состав и расшифровка

Стали, к категории которых относится рассматриваемая марка, производят в мартеновских печах или же специальных конвертерах. Обозначение этой категории качественных сплавов начинается с самого слова «Сталь». Указанные после две цифры – это средний показатель содержания углерода. В описываемом случае число 60 обозначает 0,6 процента.

Анализируя химический состав, можно выделить следующие компоненты, которые содержит сталь 60.

Кремний – от 0,17-0,37%.

Марганец – от 0,5-0,8%.

Никель – в пределах 0,3%.

Фосфор – около 0,035%.

Хром – в пределах 0,25%.

Мышьяк – примерно 0,08%.

Не стоит забывать и о таком понятии, как мартенсит. Он является базовым компонентом структуры стали после ее закалки.

Одними из главных особенностей нелегированной специальной стали 60 являются повышенное содержание углерода и нормальная концентрация марганца. Важно акцентировать внимание также на высоком пределе прочности и соответствующей упругости. Технологические свойства сплава выглядят следующим образом.

Температура ковки (начало и конец) – 1220 и 800 градусов соответственно. Охлаждение заготовок с сечением в пределах 300 мм осуществляется на воздухе.

Свариваемость – не используют для сборки сварных конструкций.

Флокеноустойчивость – сплав малочувствителен к поражению флокенами.

Склонность к хрупкости при отпуске – отсутствует.

Механические свойства материала определяются температурой отпуска. Так, твердость НВ согласно ГОСТу горячекатаной и кованой стали без термообработки и после отжига или же высокого отпуска составляет 225 и 229 соответственно. Если речь идет о калиброванном или имеющем специальную отделку поверхности сплаве, то эти показатели фиксируются на отметках 269 и 229.

Виды поставок и аналоги

Описываемый сплав с учетом его ключевых характеристик оказывается на рынке в виде:

фасонного и сортового прокатов;

листов и полос разной ширины;

труб и соединительных элементов для них;

низко-, средне- и высокоуглеродистой проволоки.

Принимая во внимания качество и сферу применения стали, производители во многих странах выпускают ее аналоги.

Соединенные Штаты – 1059, 1060 и 1064, а также С1060, G10590, G10600 и G10640.

Япония – SWR-7, S58C, а также стали S60C-CSP и S65C-CSP.

Германия – C60, C60D, а также C60E и C60R. Помимо этого, немецкие компании производят стали марок 1.0601 и 1.1221, а также Ck60 и Ck60N.

Франция – С60, С60Е и C60RR, 1C60 и 2С60, а также ХС60, ХС65 и AF70.

Великобритания – 060А2, и 060А62, 1449CS и 1449HS, 60CS и 60HS, а также выпускаются C60, C60E и CS60.

Италия – сплавы С60 и 1С60, а также стали С60Е и C60R.

Бельгия – сталь марки С60-1 и С60-2.

Испания – сплавы С60 и С60-Е.

Швеция – марки 1665 и 1678.

Швейцария – С60 и Ck60.

А также европейские страны представляют в соответствующем сегменте следующие типы сплавов:

чешский – 12061;

венгерский – C60E;

румынские – OLC60, OLC60AT и OLC60X;

польские – 60, 60rs, а также D55;

болгарские – 60, C60 и C60E.

И, конечно же, помимо всех перечисленных вариантов, на современном рынке также представлен аналог рассматриваемого сплава, выпускаемый производителями из Поднебесной. В Южной Корее производят сталь марки SM58C, а австралийские компании предлагают сплав с маркировкой 106.0.

Описываемый сплав широко используется при изготовлении деталей разной сложности, к которым предъявляются повышенные требования в контексте устойчивости к износу и прочности. Речь в данном случае идет о следующих элементах:

колеса для вагонов цельнокатаные;

эксцентрики с разными параметрами;

элементы бандажных конструкций для подвижного железнодорожного состава;

валки листовых станов;

регулировочные шайбы и прокладки;

кольца амортизаторов пружинного типа.

Конечно же, это далеко не полный перечень деталей, выполняемых из конструкционной качественной стали 60.

Обработка

Прежде всего стоит выделить такой момент, как обрабатываемость материала резанием. При нормализации и НВ 241 Ку твердого сплава и быстрорежущей стали равны 0,7 и 0,65 соответственно. Не менее важным является также режим термообработки при полном отжиге и закалке.

Так, для мелких деталей (сечение до 12 мм) температура нагрева при закалке в масле составляет 820-860 градусов. Более габаритные заготовки и изделия закаливают в воде при 800-820 градусах. Рабочая температура при отпуске зависит от требований к механическим свойствам.

Важно помнить, что от содержания углерода зависит (обратно пропорционально) температура нагрева. Если показатели будут ниже положенных, то структура просто не успеет правильно сформироваться.

В то же время перегрев может привести к следующим негативным последствиям:

окислению поверхности детали;

повышению внутреннего напряжения;

Сложные по форме изделия необходимо предварительно подогревать. Для этого такие детали несколько раз помещают на короткие временные промежутки в соляные ванны. Альтернативой будет выдержка в печах при температуре от 400 до 500 градусов. Имеет свои особенности и процесс охлаждения стали. При этом используется вода в чистом виде или же с добавлением солей и щелочных растворов. Если речь идет о легированных сплавах, то актуальным становится минеральное масло.

Важно акцентировать внимание на том, что нагрев, выдержка, а также охлаждение и отпуск необходимо выполнять при строгом соблюдении правил. И речь идет о разработанных специалистами технологических картах. Нарушения в данном случае будут причинами следующих проблем.

Неравномерный прогрев и охлаждение детали, подвергающейся термической обработке – появление трещин и деформация металла, неоднородность структуры и ухудшение механических свойств.

Пережог стали, причиной которого становится проникновение молекул кислорода в обрабатываемою поверхность – образование оксидов, способных существенно трансформировать характеристики внешнего слоя. Избыток кислорода в печи при нагреве приводит к выгоранию углерода.

Попадание воды в охлаждающее масло – может стать причиной образования трещин.

Важно помнить, что все перечисленные дефекты, являющиеся последствиями ошибочных действий при обработке стали 60, не получится устранить. Именно поэтому настоятельно рекомендуется выполнять работы на каждой стадии с максимальным вниманием.

Особенности стали марки 60Г

В соответствии со стандартами ГОСТа, все разнообразие сталей (их более 1,5 тысяч) маркируют специальными буквенно-цифровыми обозначениями, которые сразу говорят специалисту о составе и назначении данного материала.

Сталь 60Г относится к конструкционным низколегированным высокоуглеродным сталям.

Расшифровывается обозначение следующим образом.

Первая цифра в обозначении указывает содержание углерода в десятых долях процента, то есть в данной марке его около 0,60%. Причем значение, указанное в маркировке, обычно среднее, для ориентирования. Точный процент содержания углерода в сплаве данной марки задает ГОСТ 1050-2013 – от 0,57 до 0,65%.
Остальные символы в обозначении конструкционных сталей указывают на наличие легирующих добавок. В данном случае это буква «Г», которая обозначает марганец. Поскольку цифры после обозначения добавки не указываются, это значит, что содержание элемента – менее 1,5%. Точные нормы по стандарту – 0,50-0,80%. Этот элемент придает стали стойкость к ударам и повышенную вязкость (в сочетании с особыми методами обработки).

В маркировке обозначаются не все включенные в сплав элементы, а только говорящие об основных свойствах. Полный состав марки 60Г, в соответствие с ГОСТом 1050-2013, выглядит следующим образом:

железо (Fe) – около 97%;
кремний (C) – 0,57-0,65%;
марганец (Mn) – 0,50-0,80%;
кремний (Si) – 0,17-0,37%;
сера (S) – до 0,035%;
никель (Ni) – до 0,30%;
фосфор (P) – до 0,030%;
медь (Cu) – до 0,30%;
хром (Cr) – до 0,25%.

Сталь 60Г – специальный сплав, разработанный для ответственных деталей подвижных механизмов, регулярно подвергающихся разнонаправленным нагрузкам (изгибу, скручиванию, сжатию, растяжению, вибрациям), которые должны выдерживать эти нагрузки без трещин, быстро возвращаться в исходное состояние (например, промышленные пружины).

Многие виды стали являются слишком жесткими для такой работы: они могут просто лопнуть.

А вот 60Г отличает максимальная для стали пластичность. Этот сплав прочный, но в то же время очень упругий, с высокой текучестью. Деталь из этого материала может пружинить, гнуться, изменять свою форму под действием внешних факторов, при этом сохраняя структуру своей кристаллической решетки и физические свойства. После прекращения воздействия изделие вернется в свою обычную форму. Такие особенности сплав 60Г приобретает благодаря химическому составу и особым режимам термообработки.

Ключевые физические свойства стали 60Г определяются ГОСТом. Они следующие:

плотность – 7,82 г/см3;
твердость – в диапазоне 45-47 HRC (твердость по Роквеллу), по шкале Бринелля – 241 HB;
высокая упругость – 84 Гпа;
высокая прочность на разрыв – 750 МПа;
ударная вязкость – 3,0-3,5 кг*м/см2.

Также данную марку отличают такие важные качества, как:

высокая для стали текучесть (способность переносить механические воздействия и деформации без нарушения структуры);
способность к реверсу (восстановлению изначальной формы после сдавливающих и скручивающих воздействий);
повышенная износостойкость;
однородность структуры сплава, что минимизирует риск возникновения трещин и дефектов при нагрузках;
хорошая ковкость, что позволяет создавать изделия нужной формы, в том числе кованый инструмент (например, ножи).

Аналоги

Среди российских марок, производимым по ГОСТу, близким аналогом 60Г является сталь 65Г.

В других странах существуют свои стандарты, определяющие химический состав и технологии обработки сталей, используется своя маркировка. Но в любом случае существует необходимость в производстве рессорно-пружинных сталей. Неполными, но близкими аналогами, обладающими сходными физическими свойствами, являются следующие:

США: 1059, 1060, 1064, C1060, G10590, G10600, G10640;
Страны Евросоюза: 1CS60, 2C60, 2CS60, C60, C60E;
Германия: 1.0601, 1.1221, C60, C60D, C60E, C60R, Ck60, Ck60N;
Япония: S58C, S60C-CSP, S65C-CSP, SWR-7;
Китай – марка 60.

Сталь 60Г востребована в различных отраслях тяжелого и общего машиностроения, где она применяется для изготовления изделий пружинного типа с повышенной надежностью. Например, из данного материала изготавливают:

плоские и круглые промышленные пружины;
автомобильные рессоры и пружины;
пружинные кольца амортизаторов;
тормозные барабаны;
цельнокатаные колеса вагонов;
бандажи подвижного состава железных дорог;
валки рабочие листовых станов для горячей прокатки металлов;
эксцентрики;
шпиндели;
диски сцепления;
регулировочные шайбы и прокладки.

Еще одна область, где востребована сталь 60Г, – производство режущего и колющего инструмента. Благодаря упругим свойствам и ковкости этот материал хорошо подходит для топоров, ножей, колунов и подобных изделий.

Также данный сплав применяется для изготовления металлических струн музыкальных инструментов, например, фортепианных, гитарных.

Если высоколегированные стали обязаны своим особыми качествами специальным добавкам, то сплав 60Г обретает их благодаря технологии обработки (при этом точно выверенная химическая формула также обязательна). Эта обработка включает несколько этапов, каждый из которых имеет свои технологические особенности.

Сначала осуществляется закалка при высоких температурах (в диапазоне 800-860 градусов) и с последующим охлаждением в минеральном масле (для более мелких деталей) или воде (для более крупных изделий), что позволяет получить сталь с мартенситной структурой. Лучше всего для закалки рессорно-пружинной стали зарекомендовала себя схема с применением двух печей: в первой сплав постепенно нагревается до 500-700 градусов, а во второй происходит более быстрая финальная закалка при 800-830 градусах.

Такая схема позволяет обеспечить оптимальную скорость нагрева и правильное распределение тепла. В среднем общее время закалки стали 60Г составляет 20-80 минут, и оно сильно зависит не только от вида печи, но и от формы изделия: изделия сложной формы нужно нагревать дольше, чем плоские и тонкие.

Следующий этап – термический отпуск. Он необходим для того, чтобы избавиться от мартенситных соединений, которые образуются в сплаве при закалке и могут привести к существенному снижению упругости материала, сделав его жестким и ломким. Отпуск стали 60Г осуществляется при 360-610 градусах в течение 30-150 минут (время зависит от типа печи и формы изделия).

В зависимости от температуры отпуска получают несколько категорий стали данной марки с нужными физическими свойствами.

После отпуска необходимо дождаться полного остывания материала, в ходе которого происходит его естественная нормализация. Среда охлаждения – воздух. При соблюдении всех технологических процессов сталь 60Г получает равномерную структуру, упругость, пластичность. Данный сплав отличается хорошей ковкостью. Ковку производят при температурном режиме в 1220-800 градусов. Свариваемость 60Г условная, материал не предназначен для сварки, хотя при необходимости возможна сварка контактным способом.

Сталь 60С2А рессорно-пружинная

Согласно ГОСТ 14959-2016 цифра 60 перед буквенным обозначением указывает среднюю массовую долю углерода в стали в сотых долях процента, т.е. средняя массовая доля углерода в стали составляет 0,60%.
Буква C означает, что сталь легирована кремнием (Si), а цифра 2 указывает примерную массовую долю кремния в целых еденицах, т.е. кремния в стали примерно 2%.
Буква А в конце наименования стали означает, что сталь высококачественная, т.е. сталь с повышенными требованиями к химическому составу и макроструктуре
металлопродукции из нее по сравнению с качественной сталью.

Заменители и аналоги

60С2Н2А, 60С2Г, 50ХФА.

Иностранные аналоги

Германия DIN (EN)	60Si7 (1.5027) [1]
США (AISI, ASTM)	9260
Великобритания (BS)	251A60
Япония JIS	SUP 6
Польша PN/H	60S2A

Вид поставки

Характеристики и применение

Сталь 60С2А является легированной специальной сталью применяюмую для изготовления следующих изделий:

Сталь склонна к обезуглероживанию, устойчива против роста зерна, обладает глубокой прокаливаемостью. Максимальная рабочая температура +250 °C [2], в авиастроение сталь рекомендуется применять не выше температуры +200 °C [3].

Условия применения стали 60С2А для тарельчатых пружин (ГОСТ 33260-2015)

НД на поставку	Стандарт на пружины	Температура применения, °С	Дополнительные указания по применению
Сортамент ГОСТ 2283, ГОСТ 7419.

*После электрохимических покрытий обязательна термообработка (отпуск) для снятия водородной хрупкости с
указанием в КД.

Условия применения стали 60С2А для винтовых цилиндрических пружин (ГОСТ 33260-2015)

НД на поставку	Температура применения, °С	Дополнительные указания по применению
Проволока ГОСТ 14963. Прокат ГОСТ 2590	От -60 до 250	Предохранительные и редукционные клапаны, перепускные и запорные клапаны и др.

ПРИМЕЧАНИЕ. Для пружин II класса допускается замена проката марки 60С2А на марку 60С2.

Максимальные допустимые размеры металлопродукции из стали 60С2А для изготовления рессор и пружин (ГОСТ 14959-2016)

толщина полосы	диаметр или сторона квадрата
14	20