Як правильно вибрати сталь для машинобудування

Точність – основний показник якості виготовлення сучасних машин та механізмів. При цьому сьогодні даний термін вже відноситься не тільки до розміру комплектуючих, але й до форми, взаємного розташування поверхонь та фізико-механічних характеристик деталей. А забезпечити дотримання основних й специфічних вимоги можна тільки при використанні металів та сталей з відповідними хімічними, фізичними й технологічними властивостями.

Саме тому складність вибору матеріалу є основною проблемою, яку необхідно вирішити конструкторами та виробникам. Та якщо першим треба виконати правильні розрахунки, то другим – безпомилково обрати постачальника, який гарантовано забезпечить відповідність металопродукції державним стандартам України, країн СНД та Євросоюзу та заявленим показникам якості.

Ключові параметри сталей

В умовах сучасного машинобудування використовуються сталі вуглецеві, низьколеговані, леговані та сталі зі спеціальними властивостями. Враховуючи, що відмічається певне посилення вимог до експлуатаційних та технологічних якостей машин та агрегатів, забезпечити їх машинобудівникам також допомагає й Метінвест-СМЦ. Це основний металотрейдер Україні, який поставляє на ринок металопрокат вищого ґатунку, й головне надає повну інформацію щодо хімічних та фізико-механічних властивостей продукції.

Об’єктивна інформація дозволяє виробникам вибирати для машинобудування сталі за необхідними критеріями. Це можуть бути як стандартні параметри – зварюваність, твердість після загартиування, так й специфічні – жароміцність, стійкість до абразивного зносу тощо.

Зварюванність

• Низьковуглецеві сталі. Вони містять до 0,22% вуглецю та зварюються без обмеження з нагрівом металу до 120…150°С.
• Середьно- та високовуглецеві сталі. В них вміст вуглецю перевищує 0,23%, що вже приводить до обмеження зварюваності й підвищення температури зварювання до 200…300°С й вище.
• Низьколеговані сталі також відносяться до обмежено зварюваних матеріалів, але температура нагріву трохи нижче – до 200…250°С.
• Леговані конструкційні, жароміцні аустенітні, корозійностійкі марки неаустенітного класу – важко зварювані  сталі. Перед зварюванням їх необхідно прогріти майже до 250…400 градусів та обов’язково використовувати електроди с відповідним хімічним складом, бо відхилення від технології призводять до утворення тріщин або загартових структур.

Флокеночутливість

Всі марки сталей за параметрами флокеночутливості умовно поділені на чотири групи.

Оброблюванність різанням

Оцінювання сталі за цим показником здійснюється за параметрами V60 – швидкістю різання, що відповідає 60-тихвилинній стійкості різців, й відображається коефіцієнтами Kvтв.спл та Kvшв.ст по відношенню до еталонної сталі, за яку приймають вуглецеву сталь 45 зі швидкістю різання V60 = 1.

Оброблюванність сталі дозволяє одразу оцінити наскільки матеріал буде зручний та економічний в токарно-механічній обробці та дозволить зробити поверхню деталі з відповідним класом чистоти.

Корозійна стійкість

Використання нержавіючих марок сталі в машинобудуванні доцільно, тільки якщо деталі, що виготовляються, будуть працювати в хімічно агресивному середовищі або в мовах постійної високої вологості.

Прожарюванність

Сталі з низькою прожарюванністю прогріваються наскрізь. В цьому випадку термічно оброблюється вся деталь – тонкі поверхневі шари загартовуються, а серцевина отримує підвищену в’язкість при середній твердості.

Сталі 25ХГТ, ШХ15СГ, 20ХН3А використовують, коли необхідно забезпечити високу твердість тонких поверхневих шарів з в’язкою серцевиною. В машинобудуванні з них виготовляють зубчасті колеса, черв’яки, важелі та інших деталей. А для отримання спеціальних властивостей їх піддають цементації й нітроцементації.

Ще для того, щоб правильно обрати сталь для машинобудування необхідно врахувати параметри міцності й пластичності, чутливість металу до відпускної крихкості. Іноді треба враховувати холодноламкість, червоноламкість й схильність до накопичення втомних напруг. Справитися з таким завданням по силах висококваліфікованим спеціалістам або за допомогою консультацій фахівців.