Сталь 50Г конструкционная легированная

Автор: | 06.09.2021
Содержание:

Расшифровка

  • Цифра 50 в обозначении марки стали означает, что содержание углерода в стали составляет 0,5%.
  • Буква Г в конце обозначения означает, что сталь содержит марганец. Отсутствие цифры после буквы означает, что в стали содержится до 1,5% этого легирующего элемента.

Стали заменители

Стали 40Г, 50.

Иностранные аналоги [1]

Обозначение
марки
стали
(Страна)
Стандарт
1049
(США)
SAE J 403,
AISI
1050
(США)
SAE J 403,
AISI
С50
(Германия)
EN 10083-2
Ck50
(Германия)
SEW 550
EN 10083-1
S50C
(Япония)
JIS G 4051
(79)
S53C
(Япония)
JIS G 4051
(79)
1606
(Швеция)
SS
50G
(Польша)
PN/H
84019
50Mn
(Китай)
GB 699-88
к содержанию ↑

Вид поставки

  • сортовой прокат, в том числе фасонный ГОСТ 4543-71, ГОСТ 2590-88, ГОСТ 2591-88, ГОСТ 2879-88.
  • Калиброванный пруток ГОСТ 4543-71, ГОСТ 7417-75, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78.
  • Лист толстый ГОСТ 1577-81, ГОСТ 19903-74.
  • Лента ГОСТ 2283-79.
  • Полоса ГОСТ 4543-71, ГОСТ 82-70.
  • Поковка и кованая заготовка ГОСТ 4543-71, ГОСТ 1133-71.

Химический состав, % (ГОСТ 4543-71)

C Mn Si P S Cu Ni Cr
не более
0,48-0,56 0,17-0,37 0,7-1,0 0,035 0,035 0,30 0,30 0,30

Характеристики и применение [2]

Сталь большой прочности с высокими упругими свойствами. Применяется после термической обработки для деталей, подверженных трению и действию высоких нагрузок. В некоторых случаях применяется в нормализованном состоянии. Применяется для изготовления следующих деталей:

  • диски трения,
  • валы,
  • шестерни,
  • шлицевые валы,
  • шатуны,
  • распределительные валики,
  • втулки подшипников,
  • кривошипы
  • шпиндели,
  • ободы маховиков,
  • коленчатые валы дизелей и газовых двигателей и другие детали, к которым предъявляются требования повышенной прочности и износостойкости.

В автостроении СССР сталь 50Г применялась для изготовления:

  • втулок подшипника кривошипа,
  • зубчатого обода маховика,
  • обода маховика.

В автотракторостроенни и общем машиностроении СССР сталь 50Г применялась для изготовления:

  • дисков поршня,
  • шестерен непрерывного зацепления,
  • шлицевых и шестеренных валы,
  • рессор.

В танкостроении СССР сталь 50Г применялась для изготовления погонов под башни средних танков.

к содержанию ↑

Применение стали 50Г в автомобилестроении и примеры изготовляемых из нее деталей [3]

Группа
стали
Марка
стали*
Примеры
изготовляемых
деталей
Характерные
варианты
термической
обработки
Марганцовистая 50Г Полуоси,
шатуны,
коленчатые валы двигателей
  1. Улучшение.
  2. Нормализация или
    улучшение и
    закалка рабочих
    поверхностей ТВЧ
к содержанию ↑

Температура критических точек, °C [4]

1 Ас3 Аr3 Аr1 Mн
723 760 740 680 320

Термическая обработка стали марки 50Г [2]

Операция Температура в °C Охлаждающая среда
Отжиг 810-850 Атмосфера печи
Нормализация 840-870 Воздух
Высокий отпуск 680-720 Воздух
Закалка 780-840 Масло, вода
Отпуск 300-700 Воздух

Механические свойства

ГОСТ Состояние поставки Сечение, мм σ0.2, МПа σв, МПа δ54),%
не менее
ГОСТ 4543-71 Пруток. Закалка с 850 °C в масле;
отпуск при 600 °C, охл. на воздухе
25 390 650 13
ГОСТ 2283-79 Лента холоднокатаная отожженная 0,1-1,5 До 650 (15)
То же, высшей категории качества 0,1-4,0 До 650 (18)
к содержанию ↑

Механические свойства в зависимости от сечения [2]

Сечение, мм Место
вырезки
образца
σ0.2,
МПа
σв,
МПа
δ5,% ψ,% KCU,
Дж/см2
30 Ц 550 800 18 55 78
50 Ц 490 760 18 55 68
80 Ц 470 740 18 50 59
120 Ц 450 740 16 50 59
1/2R 470 760
К 510 800
160 Ц 430 740 16 45 59
1/2R 470 760
К 510 800
240 Ц 430 740 16 45 59
1/2R 450 760
К 490 780

ПРИМЕЧАНИЕ. Закалка с 840°C в воде; отпуск при 560-580°C, охл на воздухе.

к содержанию ↑

Механические свойства в зависимости от температуры отпуска [5]

tотп, °C σ0.2,
МПа
σв,
МПа
δ5,% ψ,% KCU,
Дж/см2
Твердость НВ
540 740 880 17 50 98 260
580 680 810 18 52 108 235
620 600 750 22 56 118 220

ПРИМЕЧАНИЕ. Закалка с 840°C в воде.

Механические свойства при повышенных температурах [2]

tисп, °C σ0.05,
МПа
σ0.2,
МПа
σв,
МПа
δ10,% ψ,%
Нормализация при 830°C, охл. на воздухе (крупнозернистая структура)
200 345 370 760 10 22
300 245 285 740 20 35
400 215 260 590 20 47
500 175 220 520 37 52
Отжиг (мелкозернистая структура)
200 570 810 15 40
300 460 780 25 52
400 375 640 25 55
500 255 450 45 60
к содержанию ↑

Предел выносливости [6,5]

Термообработка σ-1,
МПа
n
417 105
353 5*105
Закалка с 840 °C в масле;
отпуск при 600 °C;
σв = 660 МПа
333 106

Предел ползучести [2]

Предел ползучести стали, содержащей 0,50% С; 1,04% Mn; 0,17% Si, после отжига при 800°C составляет (при скорости ползучести 10-7 мм/мм/час)

Температура в °C 450 500 550
Предел ползучести в кГ/мм2 9,2 6,0 3,7

Ударная вязкость KCU [4]

Термообработка KCU, Дж/см2, при температуре, °C
-20 -40 -50
Закалка с 840 °C;
отпуск при 560-580 °C;
σв = 800 МПа
63 47 39

Технологические свойства [4]

  • Температура ковки, °C: начала 1250, конца 780. Заготовка сечением до 400 мм охлаждается на воздухе.
  • Свариваемость — трудносвариваемая. Способы сварки: РДС — необходимы подогрев и последующая термообработка. КТС без ограничений.
  • Обрабатываемость резанием — Kv тв.спл = 0,90 в закаленном и отпущенном состоянии при НВ 202 и σв = 710 МПа.
  • Склонность к отпускной хрупкости — склонна при 1,0 % Mn.
  • Флокеночувствительность — чувствительна.
к содержанию ↑

Технологические свойства стали 50Г [3]

Марка
стали
Свариваемость Механическая
обрабатываемость
(коэффициент обрабатываемости)* при
использовании резцов из
стали Р18 сплава Т5К10
50Г Весьма низкая 0,55 0,75

*За единицу обрабатываемости принята обрабатываемость стали 45.

Прокаливаемость [7, 4]

Полоса прокаливаемости стали 50Г после закалки с 840 °C приведена на рисунке ниже.
Прокаливаемость стали 50Г

Критический диаметр d

Критическая
твердость HRCэ
Количество
мартенсита, %
d, мм, после закалки
в воде в масле
48-51 50 23-33 6-12
54-57 90 25 8

Плотность ρп кг/см3 при температуре испытаний, °С [8]

Сталь 20°С
50Г 7810

Теплопроводность стали 50Г [2]

По данным НИИ-13, теплопроводность стали марки 50Г после закалки и высокого отпуска (σвр = 68 кГ/мм2) составляет:

Температура в °C 200 300 400 600
λ в кал/см*сек*град 0,092 0,090 0,085 0,082

Коэффициент теплопроводности λ Вт/(м*К) [8]

Марка
стали
λ Вт/(м*К), при температуре испытаний, °С
20 100 200 300 400 500 600 700 800
50Г 43 42 41 38 36 34 31 29 28

Коэффициент линейного расширения [2]

Коэффициент линейного расширения стали, содержащей 0,53% С; 0,92% Mn-0,25% Si; 0,024% Р; 0,033%S, составляет:

Интервал температур в °C α*106
25-100 11,1
25-300 12,9
25-600 14,6

Коэффициент линейного расширения α*106, К-1 [8]

Марка
стали
α*106, К-1 при температуре испытаний, °С
20-100 20-200 20-300 20-400 20-500 20-600 20-700 20-800
50Г 11,8 12,5 13,2 3,8 14,3 14,8 15,1 12,3

Теплоемкость стали , содержащей 0,50% С; 0,72% Mn; 0,3% Si [2]

Температура в °C c в кал/Г*град
300 0,134
400 0,153
500 0,188
600 0,268
625 0,405
640 0,822
650 0,190
700 0,160
800 0,153
900 0,150
950 0,151

Удельная теплоемкость c, Дж/(кг*К) [8]

Марка
стали
c, Дж/(кг*К), при температуре испытаний, °С
20-100 20-200 20-300 20-400 20-500 20-600 20-700 20-800
50Г 487 500 517 533 559 584 609 676

Модуль Юнга (нормальной упругости) Е, ГПа [8]

Марка
стали
При температуре испытаний, °С
20 100 200 300 400 500 600 700 800
50Г 216 213 208 199 185 174 160 142 130

Модуль упругости при сдвиге на кручение G, ГПа [8]

Марка
стали
При температуре испытаний, °С
20 100 200 300 400 500 600 700 800
50Г 84 83 81 77 73 68 62 55 50

Библиографический список

  1. Шишков М.М. Марочник сталей и сплавов — 2000 г.
  2. Справочник по машиностроительным материалам. Т.1. Сталь / Под ред. Г.И.Погодина-Алексеева, Ю.А.Геллера. — М.: Машиностроение, 1959.
  3. Мотовилин Г.В., Масино М.А., Суворов О.М. Автомобильные материалы — 1989.
  4. Марочник сталей и сплавов / Под ред. В.Г.Сорокина. — М.: Машиностроение, 1989
  5. Сталь конструкционная. Ч.1. Справоные данные, 1977.
  6. Марочник стали и сплавов. 3-е изд. перераб и доп. / Под ред. И.Р. Крянина и др. — М.: ЦНИИТмаш, 1977.
  7. Кочанов Н.Н. Прокаливаемость стали. 2-е изд., переработанное и доп. М.: — Металлургия, 1978.
  8. Стали и сплавы. Марочник. Справочник / Под редакцией Сорокина В.Г., Гервасьева М.А. — 2001.
к содержанию ↑

Узнать еще

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *