Сталь 65г время отпуска

Обновлено: 07.05.2024

Сталь 65Г – одна из самых востребованных российских марок рессорно-пружинной стали, которая подходит как для создания ответственных промышленных деталей, так и для изготовления холодного оружия. Из этого обзора вы узнаете ее основные характеристики и особенности обработки.

Состав и расшифровка

Этот сплав – специальная конструкционная низколегированная высокоуглеродная сталь, которая относится к семейству рессорно-пружинных. Ее характеристики определяет ГОСТ 14959-2016.

Символы обозначения несут для специалиста информацию о типе, составе и ключевых свойствах материала. Их расшифровка следующая.

Маркировка начинается с цифрового индекса, что указывает на принадлежность к категории конструкционных сталей. Сам индекс соответствует доле углерода в сплаве в долях процента. То есть в данном случае цифра «65» говорит о том, что углерода в марке содержится от 0,65%. Точные рамки для элемента задает ГОСТ: не менее 0,65%, но не более 0,70%.

Символ «Г» в обозначении качественных конструкционных сталей сообщает о повышенном содержании марганца по сравнению с типовым: стандартно такие сплавы содержат до 0,80% этого элемента, тогда как маркируемые буквой «Г» – от 0,80% до 1,2%. Для сплава 65Г установленный нормативом диапазон: от 0,9% до 1,2%. Введение в состав марганца в такой пропорции позволяет повысить (по сравнению с нелегированными углеродистыми сталями) важнейшие для пружинного сплава характеристики – твердость, упругость, вязкость, улучшить прокаливаемость.

Кроме главной добавки – марганца – в состав стали 65Г входят и другие компоненты. Они выступают в качестве дополнительных и содержатся в небольшом количестве (суммарно не более 2,5%), поэтому в маркировке их не перечисляют.

Но без них сплав не обретет нужные свойства. Точный химический состав сплава 65Г регламентирован ГОСТом, он следующий:

железо (Fe) – около 97%;

углерод (C) – 0,65-0,7%;

марганец (Mn) – 0,9-1,2%;

кремний (Si) – 0,17-0,37%;

никель (Ni) – до 0,25%;

хром (Cr) – до 0,25%;

сера (S) – не более 0,035%;

фосфор (P) – не более 0,035%.

Плюсы и минусы

Сплав 65Г является пружинным, то есть предназначен для производства элементов с повышенной упругостью (пружин, рессор) и работы в таких условиях, для которых большинство других сталей являются слишком жесткими: переменные, повторяющиеся нагрузки, многократные циклы сжатия-растяжения, изгибы, трение. Поэтому от обычных углеродных сталей этот материал отличается рядом свойств:

высокий для стали предел упругости и текучести;

хорошая для своего класса поверхностная твердость;

устойчивость к хрупкому разрушению;

стойкость к истиранию;

хорошая для низколегированных сталей коррозионная стойкость;

сравнительно невысокая стоимость производства в сравнении со сложнолегированными сталями.

Благодаря такому соотношению характеристик сталь 65Г отлично подходит для создания ответственных упругих деталей (например, рессор заднего моста грузовых автомобилей, промышленных пружин), а также холодного оружия: она упругая, твердая, с хорошей ковкостью и возможностью получения острой режущей кромки, которая долго не тупится.

При выборе следует учитывать, что сталь 65Г:

не предназначена для сварных конструкций, трудно режется (как все рессорно-пружинные стали);

имеет более низкую ударную стойкость, чем многие другие пружинные стали;

по коррозионной стойкости хороша для своей группы, но существенно уступает нержавеющим сталям.

Поэтому сплав 65Г не подходит для производства элементов двигателей, испытывающих ударные нагрузки или трубопроводов для агрессивных сред, жестких промышленных конструкций. А также, хотя эта марка хороша для создания холодного оружия, для медицинских изделий и кухонных ножей ее коррозионная стойкость недостаточна.

Но то, что материал имеет ограниченную область применения, это не его недостатки или достоинства, а нюансы, которые должен знать технолог, выбирая материал для конкретного изделия и условий эксплуатации (ведь универсальных сталей не существует).

Характеристики и свойства

Для правильного выбора материала и расчета конструкций, изделий необходимо знать точные физические, механические, технологические характеристики сплава. Приведем ключевые характеристики, которыми по ГОСТу должна обладать сталь 65Г.

Механические свойства

При 20 градусах Цельсия сталь 65Г обладает такими механическими свойствами:

твердость в термообработанном состоянии (способность не разрушаться при воздействии твердых тел) по Бринеллю (HB) – 241, по Роквеллу (HRC) – 40-50 единиц;

Сталь 65Г рессорная

Переработка железной руды – ключевая отрасль в мире. Из получившегося материала делают массу вещей, которые часто встречаются в повседневной жизни. Например, сталь 65Г используют для изготовления холодного оружия, пружин, подшипников, рессор и других деталей. Готовые части отличаются повышенной износостойкостью, однако, плохо переносят ударные нагрузки. Поэтому для выпуска двигателей такое вещество не годится.

Отличительные особенности данной субстанции заключаются в отменных режущих показателях: возможность оксидирования, чернения и синения. После процедуры воронения на поверхности элемента образуется защищающая от коррозии плёнка, а сама плоскость приобретает чёрный или синий оттенок. Следует отметить, что такое сырьё не применяется для сварных конструкций.

Химический состав

Марка рессорно-пружинной стали 65Г представляет совокупность из перечисленных ингредиентов:

углерод (C) – 0,65-0,7%;
кремний (Si) – 0,17-0,37%;
марганец (Mn) – 0,9-1,2%;
никель (Ni) и хром (Cr) – с лимитом в 0,25%;
сера (S) и фосфор (P) – не более 0,035%;
медь (Cu) – до 0,2%;
железо (Fe) – 97%.

Химический состав марки 65Г

Главной задачей сделанной продукции является сохранение максимальной стойкости и упругости. Добиться такого эффекта можно при присоединении 1% марганца. Оставшиеся составляющие относятся к категории примесей, и добавляются в соответствии с государственными стандартами.

Механические качества

Пружинная, высокоуглеродистая сталь 65Г обязана соответствовать ГОСТу 14959-79, который подразделяется на кованый, горячекатаный и калиброванный способ модификации структуры, с толщиной заготовки в диапазоне 250 мм.

Вещество, при Т=20 °С, должно иметь нижеупомянутые свойства:

предел прочности при растяжении листа – 980МПа (отожжённый, с размером до 1,5мм – 650 МПа);
текучесть для остаточной деформации – 785МПа;
примерное удлинение при отрыве – 8% (отожжённый – 15%);
относительное сужение – 30%.

При этом её плотность обязана составлять 241 МПа после отжига, и 275 МПа без термообработки.

Механические свойства стали 65Г

Распознать все показатели можно путём испытаний:

При контроле на растяжение. Здесь пускают в ход разрывные машины. Такие тесты позволяют выявить максимальную нагрузку, которую сплав способен выдержать без нарушения целостности.
Диагностика надёжности. Тут проверяют элемент на сопротивление повреждениям от другого, более плотного тела. Определение качеств также проводиться на специальных аппаратах.
На ударную вязкость. После опытов можно выявить, как металл реагирует на динамические повреждения, и есть ли у него склонности к хрупкому разрушению. Для этих проектов эксплуатируют специальный маятник.

Все аналоги тоже проходят идентичные процедуры. Например, тип 70, китайского происхождения, наделён схожими образующими. Однако итоги исследований немного различаются, и его допустимая крепость достигает 1030 МПа. Для иного анализа некоторые модели испытывают в различных температурных условиях.

При нагреве образца ниже критического уровня с последующим остыванием можно увидеть такие результаты: Отпуск с температурой в 200 °C поднимает рамки прочности до 2200 МПа, а ударная твёрдость (KUF) образует всего 5 Дж. Поднятие температуры до 600 °C ведёт к росту KUF до 76 Дж, с уменьшением предела крепости до 880 МПа.

Физические признаки

Большинство сплавов располагают указанными чертами: блеск,
пластичность,
твёрдость изделия,
большой пропуск тепловой и электрической энергии.

И на эти признаки повлияют различные варианты производства, в частности воздействие жаром: при Т=100 °С, модуль упругости (Е×10 -5 ) составляет 2,13 МПа, коэффициент линейного увеличения (а 10 6 ) – 11,8, теплопроводность – 36 Вт/(м.град), плотность материала (p) – 7.830 кг/м 3 , теплоёмкость (С) – 490 Дж.

Физические свойства стали 65Г

Если же сталь марки 65Г будет подвержена более высокой термическом обработке, например, Т=700 °С, то следствия будут следующие: Е×10 -5 – 1.36 МПа, а 10 6 – 14,5, пропуск тепла – 29 ВТ, C=625 ДЖ. По этим сведениям не трудно определить, что нагрев конструкции даёт прирост термической ёмкости и повышает множитель расширения. Другие же индексы незначительно снижаются.

Некоторые выделки обрабатывают в селитровых ваннах, на протяжении 5-10 мин. В других случаях применяют нефтяные или электропечи, и делают отпуск на 20-40 минут. Данное действие снимает внутреннее напряжение, возникшее во время процедуры. Также дополнительная обработка нужна, чтобы заготовка могла возвращаться в первоначальную форму после деформации (актуально для пружин и сетки).

Зависимость цвета проката от температуры в процессе обработки

Готовое изделие будет иметь низкую подверженность к поражению флокенов. Другими словами, на объекте не будут появляться серебристые пятна, которые указывают на пониженную пластичность и вязкость. Эксплуатация элементов с такими показателями запрещается, поскольку они могут стать причиной серьёзной аварии. Главная причина образования флокенов – переизбыток углерода.

Термообработка

Этот этап работы нужен для правки строения материала. Режимы термообработки состоят из нагревания и последующего охлаждения. И тут необходимо следить за скоростью этого процесса. Эта деятельность существенно изменяет атрибуты предмета, однако, химический состав остаётся без изменений.

Термообработка стали 65Г

Всего есть три метода изменения атрибутов:

закалка 65Г стали. Она основывается на перекристаллизации, и складывается из ужесточённого нагрева с дальнейшим охлаждением в воде или масле. Все манипуляции рекомендуется проводить аккуратно, иначе появятся дефекты в виде трещин или искажения;
отпуск. Его проводят после закалки или для подъёма твёрдости. Закалённый металл обладает завышенной жесткостью и хрупкостью. Чтобы снизить сей параметр, вещество нагревают до указанной температуры, а затем медленно остужают на открытом воздухе;
отжиг. К этому методу прибегают тогда, когда объект требуется изогнуть или обработать устройством для резки. Для этого изделие кладут в печь, которая прогрета на 800-900 °С, а затем её постепенно охлаждают.

Это технологическое мероприятие является незаменимым, и его часто используют в изготовлении макетов из цветных металлов.

Более подробно о процессе термообработке читайте статью «Термообработка стали 65Г».

Технические характеристики и создание деталей

Любой компонент, в смесь которого входит железо, должен соответствовать всем межгосударственным требованиям. Что касается типа 65Г, то его характеристики и пробы также должны строго отвечать всем нормам. Определить их можно по аббревиатуре. Расшифровка данного сплава говорит следующее: первые цифры указывают на среднее процентное соотношение углерода в сотых долях (0,65), а символ за ним «Г» – наличие легирующего элемента марганца (повышено его содержание).

Пружинная проволока Метательный нож Лента «Зубр» для цепной пилы из стали 65Г

Сталь 65Г может относиться к ГОСТ 14959-79, 10543-98, 2591-2006, 9234-74, 82-70, 103-2006, 10234-77, 1577-93 и другим. Тут всё зависит от порядка переработки, наличия химических компонентов, внешних параметров и будущего назначения. Из этого получается, что одна разновидность сплава может принадлежать к различным государственным стандартам, и служить для разных целей.

Сталь 65Г имеет широкое применение в современном промышленном производстве.

Из неё выпускают упорные шайбы, целью которых является обеспечение надёжной опоры для валов автомобилей и других механических агрегатов. Также из подобного компонента создаются тормозные ленты, служащие для кратковременной блокировки узлов АКПП. По этой причине сталь обязана быть очень устойчивой к внешним негативным воздействиям.

Вышеперечисленные черты актуальны и для производства исторического оружия: мечи, сабли, шашки и прочее. Однако любителям истории важно понимать, что у подобных изделий имеется одна негативная сторона: подверженность коррозии. Поэтому все лезвия рекомендуется хранить в дали от сырости. Помимо прочего, сталь 65Г отлично подойдёт гостдля ножа метательного разряда, инструментов и шестерней.

Сталь марки 65Г

Применение стали 65Г и термообработка изделий: пружины спиральные, листовые и пружинные шайбы делают из стали 65Г и других пружинно-ресорных сталей. Для изготовления пружин применяют пружинную сталь. Твёрдость пружин находится в пределах R_c = 40-50, а пружинных шайб R_с = 40-48. При приёмке пружины проверяют на твёрдость и на упругость. Метод проверки должен, по возможности, приближаться к фактическим условиям работы пружин (растяжение, сжатие или изгиб).

Пружины, изготовленные из термически обработанной (патентированной) проволоки или ленты классов Н, П и В, проходят дополнительный отпуск при температуре 250-350° для снятия внутренних напряжений, возникших при их изготовлении, и для повышения упругих свойств проволоки.

Отпуск пружин лучше всего производить в селитровых ваннах в течение 5-10 мин., в зависимости от сечения материала. При отпуске в нефтяных или электрических печах следует особое внимание обращать на равномерность нагрева. Время отпуска в этих печах 20-40 мин.

Пружины, изготовленные из отожжённой стали, подвергают закалке и отпуску. В случае изготовления пружин из проволоки диаметром более 6 мм перед закалкой производят высокий отпуск при температуре 670-720° для устранения наклёпа, явившегося результатом холодной навивки. Пружины, навиваемые нагорячо, перед закалкой проходят нормализацию.

Для нагрева под закалку пружины помещают в камерные печи или соляные ванны, нагретые до требуемой температуры. Во избежание деформации пружины крупных размеров нагревают в специальном приспособлении.

Мелкие пружины в печь загружают на противне. Выдержка в печи должна быть наименьшая - для предотвращения окисления и обезуглероживания. Для уменьшения времени пребывания в печи мелкие пружины кладут на предварительно нагретый противень. При отсутствии в печи защитной атмосферы пружины упаковывают в изолирующую среду или же забрасывают в печь небольшие количества древесного угля. Охлаждают пружины в масле. Охлаждать пружины в воде во избежание появления трещин не рекомендуется. В случае необходимости закалки в воде выдержка должна быть не более 2-3 сек. с последующим охлаждением в масле.

Перед отпуском пружины очищают от масла промывкой в содовом растворе или тщательной протиркой в опилках. Не удалённое с пружин масло при отпуске вспыхивает и изменяет условия отпуска, что приводит к неравномерному нагреву и заниженной твёрдости. Температура отпуска 300-420°. Отжиг крайних витков производится в свинцовой ванне.

Крупные пружины перед отпуском надевают на трубы для устранения коробления.

Следует обратить внимание на поверхность материала, идущего для изготовления пружин. Риски, волосовины и прочие дефекты ведут к образованию трещин, а обезуглероженный слой - к уменьшению упругих свойств пружины.

Весьма часто антикоррозийные покрытия, применяемые для ряда пружин, придают им хрупкость вследствие насыщения металла водородом во время травления и в процессе покрытия. Особенно это заметно на пружинах из проволоки или ленты малого сечения. Эта хрупкость, называемая травильной или водородной, устраняется нагревом готовых пружин в масле, глицерине или сушильном шкафу при температуре 150-180° в течение 1-2 час.

Однако при длительном травлении металл насыщается водородом настолько сильно, что указанная температура не устраняет хрупкости и пружины необходимо отжигать. Во избежание глубокого наводороживания пружины из тонкой проволоки или ленты перед покрытием не следует травить, а нужно подвергать их пескоструйной очистке и после Покрытия нагревать, как указано выше.

Краткие обозначения:
σ_в	- временное сопротивление разрыву (предел прочности при растяжении), МПа	ε	- относительная осадка при появлении первой трещины, %
σ_0,05	- предел упругости, МПа	J_к	- предел прочности при кручении, максимальное касательное напряжение, МПа
σ_0,2	- предел текучести условный, МПа	σ_изг	- предел прочности при изгибе, МПа
δ₅,δ₄,δ₁₀	- относительное удлинение после разрыва, %	σ_-1	- предел выносливости при испытании на изгиб с симметричным циклом нагружения, МПа
σ_сж0,05 и σ_сж	- предел текучести при сжатии, МПа	J_-1	- предел выносливости при испытание на кручение с симметричным циклом нагружения, МПа
ν	- относительный сдвиг, %	n	- количество циклов нагружения
s _в	- предел кратковременной прочности, МПа	R и ρ	- удельное электросопротивление, Ом·м
ψ	- относительное сужение, %	E	- модуль упругости нормальный, ГПа
KCU и KCV	- ударная вязкость, определенная на образце с концентраторами соответственно вида U и V, Дж/см 2	T	- температура, при которой получены свойства, Град
s _T	- предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), МПа	l и λ	- коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала), Вт/(м·°С)
HB	- твердость по Бринеллю	C	- удельная теплоемкость материала (диапазон 20 o - T ), [Дж/(кг·град)]
HV	- твердость по Виккерсу	p_n и r	- плотность кг/м 3
HRC_э	- твердость по Роквеллу, шкала С	а	- коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20 o - T ), 1/°С
HRB	- твердость по Роквеллу, шкала В	σ t _Т	- предел длительной прочности, МПа
HSD	- твердость по Шору	G	- модуль упругости при сдвиге кручением, ГПа

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Читайте также: