Конструкционные легированные стали

Конструкционная сталь — легированная или углеродистая сталь, предназначенная для изготовления различных деталей, механизмов и конструкций в машиностроении и строительстве и обладающая определенными механическими, физическими и химическими свойствами. Например, ШХ15 — специализированный материал для подшипников.

По форме, размерам и предельным отклонениям металлопродукция соответствует требованиям:

• прокат круглый (круг сталь 40х) — ГОСТ 2590-88, ГОСТ 7417;
• прокат квадратный — ГОСТ 2591-88, ГОСТ 8559;
• прокат шестигранный — ГОСТ 2879-88, ГОСТ 8560;
• прутки кованые квадратные и круглые — ГОСТ 1113-88;
• полосы — ГОСТ 103-76, ГОСТ 4405;
• профили для косых шайб: ГОСТ 5157;
• со специальной отделкой поверхности — ГОСТ 14955.

Классификация материала и применение марки 18ХГТ

Марка: 18ХГТ
Классификация материала: Сталь конструкционная легированная
Применение: Улучшаемые или цементуемые детали ответственного назначения, от которых требуется повышенная прочность и вязкость сердцевины, а также высокая поверхностная твердость, работающие под действием ударных нагрузок.

Химический состав материала 18ХГТ в процентном соотношении

C	Si	Mn	Ni	S	P	Cr	Ti	Cu
0.17 — 0.23	0.17 — 0.37	0.8 — 1.1	до 0.3	до 0.035	до 0.035	1 — 1.3	0.03 — 0.09	до 0.3

Механические свойства 18ХГТ при температуре 20oС

Сортамент	Размер	Напр.	sв	sT	d5	y	KCU	Термообр.
—	мм	—	МПа	МПа	%	%	кДж / м2	—
Пруток, ГОСТ 4543-71	980	885	780	Закалка и отпуск
Сталь	1520	1320	720	Закалка 850oC, масло, Отпуск 200oC, воздух,
Сталь	980	730	1130	Закалка 850oC, масло, Отпуск 200oC, воздух,

Технологические свойства 18ХГТ

Свариваемость:	без ограничений.
Флокеночувствительность:	не чувствительна.
Склонность к отпускной хрупкости:	малосклонна.

Расшифровка обозначений, сокращений, параметров

Механические свойства :
sв	— Предел кратковременной прочности ,
sT	— Предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации),
d5	— Относительное удлинение при разрыве ,
y	— Относительное сужение ,
KCU	— Ударная вязкость ,
HB	— Твердость по Бринеллю ,

Физические свойства :
T	— Температура, при которой получены данные свойства ,
E	— Модуль упругости первого рода ,
a	— Коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20o- T ) ,
l	— Коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала) ,
r	— Плотность материала ,
C	— Удельная теплоемкость материала (диапазон 20o- T ),
R	— Удельное электросопротивление,

Свариваемость :
без ограничений	— сварка производится без подогрева и без последующей термообработки
ограниченно свариваемая	— сварка возможна при подогреве до 100-120 град. и последующей термообработке
трудносвариваемая	— для получения качественных сварных соединений требуются дополнительные операции: подогрев до 200-300 град. при сварке, термообработка после сварки — отжиг

Другие марки из этой

Обращаем ваше внимание на то, что данная информация о марке 18ХГТ, приведена в ознакомительных целях. Параметры, свойства и состав реального материала марки 18ХГТ могут отличаться от значений, приведённых на данной странице. Более подробную информацию о марке 18ХГТ можно уточнить на информационном ресурсе Марочник стали и сплавов. Информацию о наличии, сроках поставки и стоимости материалов Вы можете уточнить у наших менеджеров. При обнаружении неточностей в описании материалов или найденных ошибках просим сообщать администраторам сайта, через форму обратной связи. Заранее спасибо за сотрудничество!

Сталь низколегированная качественная конструкционная

Нормативный документ: качественная конструкционная низколегированная сталь изготовляется согласно ГОСТ 19281-89.

Сталь Низколегированная — легированная сталь с содержанием общей массы легирующих элементов менее 2,5% от общей массы стали.

Марки стали низколегированной

Марки стали: 09Г2, 09Г2С, 0ХСНД, 17Г1С, 16Г2АФ, 10ХНДП, 15ХНДП, 0ХСНД, 15ХСНД и т.д.

Сталь низколегированная марок 10ХНДП, 15ХНДП, 0ХСНД, 15ХСНД является атмосферно коррозионно-стойкой (АКС).

Заменители некоторых марок стали:

• 09Г2С — 09Г2, 09Г2ДТ, 09Г2Т, 10Г2С;
• 10ХСНД — 16ГАФ.

Применение стали низколегированной

Низколегированная сталь применяется для изготовления корпусов вагонов железнодорожных, метро, трамвая, несущих конструкций локомотивов, сельскохозяйственных и других полевых машин и инженерных сооружений, работающих в условиях переменных динамических нагрузок и сезонных и суточных теплосмен.

Свариваемость: сталь низколегированная сваривается без ограничений.

Конструкционная легированная сталь 18ХГТ

Марка 18ХГТ – назначение

Конструкционная легированная хромомарганцовая сталь 18ХГТ используется для изготовления ответственных деталей, которые после улучшения/ цементирования обладают высокой прочностью, износостойкостью и вязкостью, а также для изделий, подвергаемых высоким динамическим и вибрационным нагрузкам, работающим в интервале температур -70 +4500С.

Сталь 18ХГТ конструкционная легированная

Сталь 18ХГТ – это конструкционный легированный сплав. Добавление букв в название ее означает присутствие указанных элементов в сплаве. Например, буквы ХГТ в расшифровке стали 18ХГТ дают понять, что в ней содержится хром, марганец и титан. Добавочные компоненты вводятся специально для того, чтобы сплав смог достичь требуемых от него механических или физических свойств. Такие добавки повышают прочность, антикоррозийность и другие свойства металла.

Химический состав

По химическому составу сталь 18ХГТ содержит следующие элементы в процентном соотношении:

• Хром – 1,3 %.
• Углерод – 0,23%.
• Марганец – 1,1%.
• Титан – 0,09%.
• Кремний – 0,37%.

Сера, фосфор, никель, медь и азот содержатся в совсем малых количествах. Процент указанных элементов дан в максимальном значении. Он может быть немного меньше, но обязательно в допустимых ГОСТом значениях.

Химический состав стали 18ХГТ

Основные свойства

На основные характеристики стали 18ХГТ присутствие таких элементов, как хром. Он является дешевым легирующим элементом. В соединении с углеродом химический элемент придает марке данного сплава прочность и устойчивость материала. При этом наблюдается незначительное понижение вязкости. А также хром положительно влияет на критическую скорость термообработки стали 18ХГТ.

Присутствие марганца положительно влияет на ковкость и дает хорошую свариваемость металлу. Этот компонент не образует карбида. Он растворяется и превращается в легированный цементит. Присутствие большого количества марганца делает ее хрупкой при закалке.

Присутствие кремния в этом типе сплава придает ей прочность. Благодаря этому элементу также не теряется пластичность. Другой элемент – титан. При соединении с углеродом компонент образует высокотвердые изделия. Детали, в которых присутствует титан, способны сопротивляться смятию.

Свариваемость 18ХГТ не имеет ограничений. Металл хорошо соединяется с любыми сплавами.

• Контактная точечная сварка.
• Ручная дуговая сварка.

Свариваются детали без подогрева и термообработки в последующем. Только с деталями, обработанными химико-термически, возможны проблемы во время сварки.

Конструкционная легированная сталь не подвержена различным внутренним дефектам. Во время проверки на излом или разрыв сплав данной марки показывает отличные результаты. Изделия из нее также не склонны к хрупкости во время отпуска детали и проверки на излом.

К физическим свойствам относится отличная износостойкость, вязкость. Из этой марки изготавливаются детали, которые могут работать под длительными и высокими вибрационными и динамическими нагрузками.

Температура среды, в которой допустима работа деталей из конструкционного сплава, может колебаться от минус семидесяти градусов по Цельсию до четырех сот пятидесяти со знаком плюс.

Круг из стали 18ХГТ

Механические свойства 18ХГТ таковы, что пятимиллиметровое изделие выдерживает давление до 1520 Мпа, если материал прошел термообработку при 850 градусах по Цельсию с отпуском в двести градусов. Двадцатимиллиметровые детали из нее выдерживают давление до 950 Мпа при той же закалке и отпуске. Для охлаждения используется масло вместо воды. Оно замедляет процесс, так как от скорости охлаждения зависит результативность закалки.

Твердость изделия из этого металла после отжига равна 217 HB. При повышении температуры до 500 градусов твердость стали 18ХГТ повышается. ГОСТ данного материала 4543-71.

Применение материала

Сталь 18ХГТ нашла применение в изготовлении таких деталей, как поршневые пальцы, зубчатые колеса полуоси. К последним предъявляются большие требования, так как они работают при среднем давлении и набольших скоростях. Материал из которых они изготовлены должен иметь высокую прочность, вязкость и твердость. Характеристики 18ХГТ соответствуют всем вышеперечисленным критериям.

Из данного соединения металлов изготавливают также ведомые валы реверса, шестерни реверс-режимного редуктора, колеса гидропередач, для тракторных шестерен заднего моста. Разрезные кольца, цанги, фрикционные диски – также являются популярными изделиями из марки данной стали.

А также у нее существуют зарубежные аналоги. Например, в Германии применяется 20MnCr5G, в Болгарии — 18ChGT. Самый близкий сосед – Китай использует аналог — 20CrMnTi.

Сталь 18ХГТ конструкционная легированная

Заменители

• 30ХГТ,
• 25ХГТ,
• 12ХН3А,
• 12Х2НАА,
• 20ХН2М,
• 14ХГСН2МА,
• 20ХГР.

Аналоги

Расшифровка

Согласно ГОСТ 4543-2016 цифра 18 перед буквенным обозначением указывает среднюю массовую долю углерода (C) в стали в сотых долях процента, т.е. среднее содержание углерода в стали 18ХГТ составляет 0,18%.
Буква Х означает, что сталь легирована хромом, отсутствие цифры за буквой означает, что содержание хрома до 1,5%.
Буква Г означает, что сталь легирована марганцем, отсутствие цифры за буквой означает, что содержание марганца до 1,5%.
Буква Т означает, что сталь легирована титаном, отсутствие цифры за буквой означает, что содержание титана до 1,5%.

Вид поставки

• сортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 4543-71,ГОСТ 2590-88, ГОСТ 2591-88, ГОСТ 2879-88.
• Калиброванный пруток ГОСТ 7417-75, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78, ГОСТ 1051-73.
• Шлифованный пруток и серебрянка ГОСТ 4543-71, ГОСТ 14955-77.
• Полоса ГОСТ 103-76.
• Поковки и кованые заготовки ГОСТ 1133-71.

Характеристики и применение [1]

—
Сталь 18ХГТ является хромо-марганцовой конструкционной легированной сталью и применяется для изготовления улучшаемых или цементуемых деталей ответственного назначения, от которых требуется повышенная прочность и вязкость сердцевины, а также высокая поверхностная твердость, работающие под действием ударных нагрузок, например:

• шестерни полуосей и коробок передач,
• сателлиты,
• кулачки шарнира переднего ведущего моста,
• втулки,
• червячные валы,
• кулачковые муфты,
• пальцы,
• конические кольца подшипников диаметром 60-250 мм,
• ролики диаметром до 25 мм.

Cталь марки 18ХГТ в ряде случаев используется в промышленности вместо стали марки 12ХН2. Данная сталь может применяться как для цементуемых, так и для улучшаемых деталей. Закалка этой стали производится с температуры 850-880°C в масле с последующим отпуском при температуре 500-650°C.

Так как сталь 18ХГТ характеризуется отпускной хрупкостью, необходимо после высокого отпуска ускоренное охлаждение деталей.

Цементация стали 18ХГТ производится при 940-950°C с последующей закалкой с температуры 780-800°C в масле и отпуском при 180-200°C.

Сравнительная характеристика механических свойств стали марок 18ХГТ и 12ХН2

В результате цементации и последующей термической обработки сталь марки 18ХГТ приобретает несколько большую прочность по сравнению со сталью 12ХН2 при практически равных значениях ударной вязкости и пластичности.

Марка стали	Режимы термической обработки в °С		σа, кГ/мм 2	σт, кГ/мм 2	δ %	ψ %	ан в кГ*м/см 2
	Закалка в масле	Отпуск
18ХГТ	800	200	120	90	13	55	7
12ХН2	780	200	80	60	12	50	8

Однако следует учитывать, что сталь 18ХГТ прокаливается хуже чем сталь 12ХН2.

В нефтяном машиностроении сталь 18ХГТ применяется для изготовления ответственных высоконагруженных деталей, например:

• валов,
• шестерен коробок передач,
• осей,
• червяков,
• кулачковых муфт и т.д.

к содержанию ↑

Температура критических точек, °С

Ac1	Ас3	Аr3	Аr1	Mн
740	825	730	650	360

Химический состав, % (ГОСТ 4543-71)

C	Si	Mn	Cr	Ti	Р	S	Cu	Ni
					не более
0,17-0,23	0,17-0,37	0,80-1,10	1,00-1,30	0,03-0,09	0,035	0,035	0,30	0,30

Химический состав, % (ГОСТ 4543-2016)

Марка стали	Массовая доля элементов, %
	C	Si	Mn	Cr	Ni	Mo	Al	Ti	V	B
0,17-0,23	0,17-0,37	0,80-1,10	1,00-1,30	2,75-3,15	—	—	—	0,030-0,090	—	—

1. Знак «-» означает, что массовую долю данного элемента не нормируют и не контролируют, если иное не указано в 7.1.2.3 ГОСТ 4543-2016.

к содержанию ↑

Твердость по Бринеллю (ГОСТ 4543-2016)

Марка стали	Твердость НВ, не более
18ХГТ	217

ПРИМЕЧАНИЕ:
Твердость по Бринеллю указана для металлопродукции в отожженном (ОТ) или высокоотпущенном (ВО) состоянии, а также горячекатаной и кованой металлопродукции, нормализованной с последующим высоким отпуском (Н+ВО), для диаметров или толщин свыше 5 мм.

Твердость калиброванной металлопродукции и металлопродукции со специальной отделкой поверхности диаметром или толщиной свыше 5 мм, поставляемой в нагартованном состоянии (НГ) (ГОСТ 4543-2016)

Марка стали	Твердость НВ, не более
18ХГТ	229

Ориентировочные режимы предварительной термической обработки стали 18ХГТ [2]

Режимы термической обработки изделий из стали 18ХГТ [2]

*Закалка на воздухе.

Режимы термической обработки стали 18ХГТ при цементации [2]

Режимы умягчающей обработки стали 18ХГТ [3]

Марка стали	Операция	Температура нагрева, °C
18ХГТ	Нормализация, отпуск	900-930

Типовые режимы термической обработки цементуемой стали 18ХГТ [4]

ПРИМЕЧАНИЕ. Твердость поверхности после цементации — HRC 58-62.

Механические свойства

Источник	Термообработка	Сечение, мм	σ0,2, МПа	σв, МПа	δ5, %	ψ, %	KCU, Дж/см 2	Твердость HB сердцевины не более
			не менее
ГОСТ 4543-71	Нормализация при 880-950 °С; закалка с 870 °С в масле; отпуск при 200 °С, охл. на воздухе или в воде	Образец	880	980	9	50	78	—
ГОСТ 23.4.125-77	Нормализация при 930-960 °С Цементация при 930-950 °С; закалка с 825-840 °С в масле; отпуск при 180-200 °С	— 50	360 800	64 1000	— 9	— —	— —	HB 157-207 HB 285 *1
Цементация при 920-950 °С, охл. на воздухе; закалка с 820-860 °С в масле; отпуск при 180-200 °С, охл. на воздухе	20 60	930 780	1180 980	10 9	50 50	78 78	HB 341 *1 HB 240-300 *1

*1 Твердость поверхности HRC_э57-63.

Механические свойства в зависимости от сечения

Сечение, мм	σ0,2, МПа	σв, МПа	δ5, %	ψ, %	KCU, Дж/см 2	Твердость HRCэ
5	1320	1520	12	50	72	—
15	930	1180	13	50	78	38
20	730	980	15	55	113	30
25	690	980	19	50	93	28

ПРИМЕЧАНИЕ. Закалка с 850 °С в масле; отпуск при 200 °С, охл. на воздухе.

Механические свойства в зависимости от температуры отпуска

tотп, °С	σ0,2, МПа	σв, МПа	δ5, %	ψ, %	KCU, Дж/см 2	Твердость HRCэ
200	1150	1370	11	57	98	41
300	1150	1330	10	57	78	41
400	1150	1210	9	57	78	40
500	950	940	15	66	144	32
600	7200	780	20	73	216	22

ПРИМЕЧАНИЕ. Закалка с 880 °С в масле.

Механические свойства при повышенных температурах

tисп, °С	σ0,2, МПа	σв, МПа	δ5 (δ4), %	ψ, %
Нормализация
20	420 (HB 156)	520	(26)	77
200	360	460	(24)	78
300	310	465	(24)	68
400	800	470	(29)	75
500	300	410	(27)	76
600	240	325	(45)	86
Образец диаметром 6 мм, длиной 50 мм, кованый и нормализованный. Скорость деформирования 50 мм/мин; скорость деформации 0,03 1/с
700	205	235	46	88
800	76	135	51	94
900	54	95	65	96
1000	50	78	58	100
1100	25	43	61	100
1200	13	25	56	100

к содержанию ↑

Предел выносливости

Термообработка	σ-1, МПа	τ-1, МПа	n
Закалка с 880 °С в масле, отпуск при 500 °С	490	294	—
Цементация при 960 °С; закалка с 840 °С в масле; отпуск при 180-200 °С	637	—	10 6
Нормализация при 1100 °С, подстуживание до 870 °С, закалка в масле, отпуск при 200 °С	—	480	5·10 5

к содержанию ↑

Ударная вязкость KCU

КСU, Дж/см2 при температуре, °С
+20	-20	-40	-60
114	101	93	85

Технологические свойства

Температура ковки, °С	начала 1200, конца 800. Сечения до 250 мм охлаждаются на воздухе, сечения 251-350 мм — в яме
Свариваемость	сваривается без ограничений (кроме химико-термически обработанных деталей). Способы сварки: РДС, КТС
Обрабатываемость резанием	Kv тв.спл. = 1,1 и Kv б.ст. = 1,0 после нормализации при НВ 156-159 и σв = 530 МПа
Флокеночувствительность	не чувствительна
Склонность к отпускной хрупкости	малосклонна

к содержанию ↑

Прокаливаемость (ГОСТ 4543-71)

Полоса прокаливаемости стали 18ХГТ после нормализации при 920 °С и закалки с 900 °С приведена на рис. 16.
Рис. 16. Полоса прокаливаемости стали 18ХГТ