50ХФА относится к конструкционным рессорно-пружинным сталям. Материал применяют для тяжелонагруженных ответственных деталей, к которым предъявляются требования высокой усталостной прочности, а также для пружин, работающих при температуре до 300 °C. В справочных данных для этой марки указаны заменители 60С2А, 50ХГФА и 9ХС.
Назначение и особенности рессорно-пружинной стали
Основная область применения связана с деталями, испытывающими повторяющиеся нагрузки. В числе прямо указанных изделий находятся пружины и другие ответственные детали. Материал также встречается в сортовом прокате, поковках, листах, полосах, лентах и стальной проволоке, если конкретный вид поставки оформляется по соответствующему нормативному документу.
Для сварных конструкций марка не применяется. Флокеночувствительность обозначена как низкая, а склонность к отпускной хрупкости характеризуется как малая. Эти сведения относятся к технологическим свойствам материала и не заменяют требований документации на конкретный вид продукции.
Химический состав и температурные характеристики
Состав приведён в массовых долях. Углерод находится в диапазоне 0,46–0,54 %, кремний составляет 0,17–0,37 %, марганец 0,5–0,8 %. Содержание никеля ограничено значением до 0,25 %, серы и фосфора, каждого отдельно, до 0,025 %. Хром содержится в количестве 0,8–1,1 %, ванадий 0,1–0,2 %, медь до 0,2 %.
Температуры критических точек указаны в справочном материале следующим образом: Ac1 = 752 °C, Ac3 (Acm) = 788 °C, Ar3 (Arcm) = 746 °C, Ar1 = 688 °C. Значение Mn приведено как 300 °C. В исходных данных отдельно указано, что химический состав также приводится в ГОСТ 10543-98.
- Марка материала: 50ХФА.
- Класс: конструкционная рессорно-пружинная сталь.
- Заменители: 60С2А, 50ХГФА, 9ХС.
- Свариваемость: не применяется для сварных конструкций.
- Флокеночувствительность: не чувствительна.
- Склонность к отпускной хрупкости: малосклонна.
Механические и физические свойства
Показатели зависят от сортамента и состояния поставки. Для прутка по ТУ 14-1-950-74 при размере 1300 мм в таблице приведены предел кратковременной прочности 1300 МПа, предел пропорциональности 1100 МПа, относительное удлинение 10 % и относительное сужение 45 %. Для проката по ГОСТ 14959-79 указаны 1270 МПа, 1080 МПа, 8 % и 35 % соответственно.
| Вид материала | Нормативный документ | Показатели при 20 °C |
|---|
| Пруток | ТУ 14-1-950-74 | σв 1300 МПа, σТ 1100 МПа, δ5 10 %, ψ 45 % |
| Прокат | ГОСТ 14959-79 | σв 1270 МПа, σТ 1080 МПа, δ5 8 %, ψ 35 % |
| Лента отожжённая | ГОСТ 2283-79 | 0,1–4 мм, σв 880 МПа, δ5 8 % |
| Лента нагартованная | ГОСТ 2283-79 | 0,1–4 мм, σв 780–1180 МПа |
Для проката по ГОСТ 14959-79 твёрдость без термической обработки приведена как HB 10-1 = 302 МПа, после термической обработки как HB 10-1 = 269 МПа. Для прутка и проката в справочных данных указано сочетание термической обработки «закалка и отпуск». Ударная вязкость KCU перечислена в таблице для этих видов поставки, но числовые значения в исходном документе не приведены.
Физические свойства представлены для температур от 20 до 800 °C. При 20 °C модуль упругости E составляет 2,18·105 МПа, коэффициент температурного расширения равен 10·10-6 1/°C, теплопроводность 40 Вт/(м·°C), плотность 7800 кг/м3, удельная теплоёмкость 320 Дж/(кг·°C). При повышении температуры до 300 °C приведены значения E 2·105 МПа, расширения 12,9·10-6 1/°C, теплопроводности 37 Вт/(м·°C), плотности 7720 кг/м3 и теплоёмкости 510 Дж/(кг·°C).
Виды поставки и практический выбор
Форму материала выбирают по требуемому виду изделия и нормативу, указанному для конкретной поставки. В документах перечислены поковки по ГОСТ 8479-70, сортовой и фасонный прокат по ГОСТ 1133-71, ГОСТ 2590-2006, ГОСТ 2591-2006 и ГОСТ 2879-2006, а также дополнительные позиции сортамента по ГОСТ 1051-73, ГОСТ 8560-78, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 7419-90, ГОСТ 7417-75, ГОСТ 14959-79 и ГОСТ 14955-77.
Для листов и полос указаны ГОСТ 103-2006 и ГОСТ 4405-75. Ленты выпускаются по ГОСТ 2283-79. Для средне- и высокоуглеродистой стальной проволоки приведены ГОСТ 9389-75, ГОСТ 7372-79, ГОСТ 9850-72 и ГОСТ 26366-84. При сопоставлении характеристик нужно учитывать состояние поставки, размер и документ, поскольку приведённые механические показатели различаются для прутка, проката и ленты.
В справочной документации также приведены зарубежные обозначения и аналоги, среди которых встречаются 50CrV4, 51CrV4, 51CrMnV4, 6150, SUP10 и другие записи, относящиеся к национальным системам обозначений. Такое сопоставление носит справочный характер и не отменяет проверки требований к конкретному изделию и нормативу.
Прокат и изделия из стали 50ХФА в каталоге
В каталоге материал представлен в виде нескольких категорий продукции. К ним относятся круг стальной, прутки круглые стальные, рессорно-пружинный круг, лента рессорно-пружинная, лента холоднокатаная и конструкционный круг. Название категории определяет форму и вид продукции, а марка указывает на материал, из которого она изготовлена.
Для подбора нужной позиции сопоставляют вид проката, нормативный документ и состояние поставки с требованиями к детали. На страницах категорий можно уточнить, какой ассортимент связан с этой маркой, а технические значения следует рассматривать вместе с данными конкретной спецификации.