| Марка стали | Механические свойства | Прокали-ваемость, Dкр, мм | ||||||
| σв | σ0,2 | σ-1 | δ | Ψ | твердость | |||
| сердцевины | поверх-ности | |||||||
| МПа | % | НВ, МПа | HRC | вода/масло | ||||
| 56-62 | 5-10/ - | |||||||
| 54-62 | 12-10/ - | |||||||
| 20Х | 54-62 | - /8-20 | ||||||
| 18ХГТ | 30/20-40 | |||||||
| 12ХН3А | 56-62 | 80/70 | ||||||
| 18Х2Н4МА | 58-62 | 100/95 |
Детали группы 2: валы, оси, шпиндели, коленчатые валы, штоки, шатуны, храповики, плунжеры, гильзы цилиндров, червяки и т.п. Материал должен иметь высокий предел выносливости, необходимую прокаливаемость, достаточную ударную вязкость, для некоторых поверхностей высокую износостойкость. Такие свойства обеспечивают улучшаемые среднеуглеродистые и легированные стали (табл. 2).
Таблица 2
Механические свойства
улучшаемых сталей после соответствующей термической обработки
| Марки стали | Механические свойства | Хладно-ломкость, °С | Прокаливаемость, Dкр, мм | ||||||
| σв | σ0,2 | σ-1 | НВ | δ | ψ | KCU | |||
| МПа | % | МДж/м2 | |||||||
| 1,8 | -20 | ||||||||
| 1,4 | -20 | ||||||||
| 40Х | 0,6 | -40 | |||||||
| 50Х | 0,4 | -35 | |||||||
| 40ХН | 0,7 | -60 | |||||||
| 30ХГСА | 0,5 | -20 | |||||||
| 40ХНМА | 0,8 | -80 | |||||||
| 38ХН3МА | 0,8 | -90 |
Для деталей, работающих на растяжение, требуется однородность свойств по всему сечению, для чего необходима сквозная прокаливаемость: Dкр = Dдетали, для деталей, работающих в основном на изгиб и кручение, достаточна прокаливаемость только на четверть: Dкр ³ 0,25 Dдетали.
Детали группы 3: рессоры, пружины. Для обеспечения работоспособности силовых упругих элементов применяют рессорно-пружинные стали, имеющие высокие пределы упругости σупр (текучести σ0,2), выносливости σ-1 и релаксационную стойкость. Этим требованиям удовлетворяют стали с содержанием углерода 0,5-0,7% С – углеродистые и легированные, подвергаемые закалке и среднему отпуску на структуру троостит отпуска. Типичные представители различных классов рессорно-пружинных сталей представлены в табл. 3 Детали должны иметь однородную структуру по всему сечению, поэтому необходима их сквозная прокаливаемость. В результате выбор соответствующей марки стали для рессор и пружин осуществляется на основании значений σ0,2 и σв материалов ([σ]доп £ s0,2/1,6 и [s]доп £ sв/ 2,4) и их критического диаметра закалки (Dкр ≥ Dдетали).
Углеродистые стали 60, 65, 70, 60Г, 65Г, 70Г имеют низкую релаксационную стойкость и малую прокаливаемость и по этой причине применяются для изготовления пружин с сечением проволоки только до 6 мм. Дешевые кремнистые стали 55С2, 60С2, 70С3А применяются для пружин и рессор сечением (толщиной) до 18 мм. Стали 60С2ХА и 60С2Н2А прокаливаются в сечениях соответственно до 50 и 80 мм и применяются для крупных тяжелонагруженных и особо ответственных пружин и рессор.
Таблица 3