Сталь 25 низкоуглеродистая нелегированная специальная

Расшифровка стали 25

Число 25 указывает среднее содержание углерода в сотых долях процента, т.е. содержание углерода в стали 25 равно 0,225%.

Стали заменители

Cталь 20, Сталь 30

Иностранные аналоги

070 М26 (Велиобритания)	B.S.970 Part 1 (1991)
1025 (США)	SAEJ403, AISI
2С25 (Испания)	UNE 36051-91 (1)
25 (Китай)	GB 699-88
С25 (Германия)	EN 10083-2
С1332 (Югославия)	JUS C.B9.021
С25E (Еврокормы, Германия)	EN 10083-1 (91)
ML 25 (Китай)	GB 5953-86
OLC25 (Румыния)	STAS880
S25C (Японии)	JIS G4051
S28C (Япония)	JIS G4051
ХС25 (Франция)	AFNOR NF А-37-502(84)

Характеристики [1, 2]

• Сталь 25 является низкоуглеродистой нелегированной специальной сталью.
• Сталь выплавляется в открытых электродуговых печах.
• Сталь хорошо деформируется в горячем и холодном состояниях. Температурный интервал деформации 1230-750°C.
• Высокий отжиг или нормализация при 900±20°C; низкий отжиг при 670±15°C. Для повышения сопротивления срезу нагартованная сталь подвергается отпуску при 350-400°C.
• Сталь удовлетворительно обрабатывается резанием. Обрабатываемость резанием — в горячекатном состоянии при σ_в=450-490 МПа, K_{v тв.спл.}=1,7, K_{v σ.ст}=1,6
• Сталь сваривается без ограничений, кроме деталей после ХТО. Способы сварки: РДС, АДС под флюсом и газовой защитой, КТС. При газовой и атомно-водородной сварке в деталях тонких сечений в конструкциях с жесткими контурами или сложной конфигурации, возможно образование трещин.
• Флокеночувствительность — не чувствительна.
• Склонность к отпускной хрупкости — не склонна
• Сталь примененяется для изготовления:
  • Болты,
  • гайки,
  • винты,
  • крепежные детали и другие несиловые детали,
  • оси,
  • валы,
  • соединительные муфты,
  • собачки,
  • рычаги,
  • вилки,
  • валики,
  • фланцы,
  • тройники,
  • после ХТО — винты, втулки, собачки и другие детали, к которым предъявляются требования высокой поверхностной твердости и износостойкости при невысокой прочности сердцевины.
• Плотность — 7850 кг/м³

.

Области применения качественной низкоуглеродистой стали 25 [5]

Марка стали	Назначение
25	Без термической обработки или после нормализации: элементы трубных соединений, штуцера, вилки, фланцы, болты, корпуса и клапаны холодильных аппаратов, патрубки, трубные пучки теплообменных аппаратов, штанги конусов доменных печей, кованые и штампованные тяги, змеевики, коллекторы, трубы, головки и днища маслоотделителей трубных секций и другие детали котлотурбостроения, химического машиностроения и пр., работающие при температурах от -40 до +425 °C (детали из кипящей стали при температурах не ниже -20°C). После цементации и цианирования: детали, от которых требуется высокая твердость поверхности и невысокая прочность сердцевины: кулачковые валики, рычаги, оси, втулки, вкладыши, малонагруженные шестерни, крепежные детали, фрикционные диски, шпиндели, упоры, пальцы, звездочки, шпильки, вилки тяг, наконечники штанг толкателей вилки и валики переключения передач, толкатели клапанов, оси балансиров и катков, валики масляных насосов, пальцы задних рессор и другие детали автотракторного, сельскохозяйственного и общего машиностроения
25	Небольшие детали, работающие на износ в условиях трения и малых удельных усилий, от которых требуется высокая твердость поверхности: кулачковые валики, тяги, шарниры муфт, поршневые кольца. Термическая обработка — цементация, закалка и низкий отпуск

Химический состав, % (ГОСТ 1050-2013)

C, углерод	0,22-0,30
Mn, марганец	0,50-0,80
Si, кремний	0,17-0,37
P, фосфор	не более 0,030
S, сера	не более 0,035
Cr, хром	не более 0,25
Ni, никель	не более 0,30
Cu, медь	не более 0,30
As, мышьяк	не более 0,08

Механический свойства по ГОСТ или ТУ (не менее) [1]

Вид полуфабриката	ГОСТ или ТУ	Состояние полуфабриката или контрольных образцов	σ0,2	σв	δ5	ψ	HD (dотп) мм
			кгс/мм2		%
Прутки калиброванные	ГОСТ 1051-73	Нагартованные	—	55	7	40	4,1
		Отожженные	—	42	19	50	4,0
Штамповки и поковки	ОСТ 90085-73	Без термической обработки, нормализованные или отожженные	24	13	18	50	5,4-4,6
Проволока для холодной высадки	ГОСТ 5663-51	Нагартованная	—	60-75	—	35	—

Механические свойства при комнатной температуре [1]

Вид полуфабриката	Состояние	Е	σ0,2	σ0,2	σв	δ10	ψ	τпц	τ0,3	τв
Прутки	Отожженные при 900°C	20 000	28	31	50	25	50	18	19	50

Механические свойства проката

ГОСТ	Состояние поставки	σв, МПа	δ5 (δ4), %	ψ, %	Твердость НВ, не более
		не менее
ГОСТ 1050-88	Сталь горячекатаная, кованая, калиброванная и серебрянка 2-й категории после нормализации	450	23	50	—
	Сталь калиброванная 5-й категории после отжига или высокого отпуска	410	19	50	—
ГОСТ 10702-78	Сталь нагартованная калиброванная и калиброванная со специальной отделкой без термообработки	540	7	40	217
ГОСТ 1577-93	Полоса нормализованная или горячекатаная	450	23	50	—
ГОСТ 4041-71 (образцы поперечные)	Лист термообработанный 1 и 2-й категорий	390-540	26	—	138
ГОСТ 16523-89 (образцы поперечные)	Лист горячекатаный	390-540	(21)(22)	—	—
	Лист холоднокатаный	390-540		—	—

Механические свойства поковок (ГОСТ 8479-70)

Термообработка	Сечение, мм	σ0,2, МПа	σв, МПа	δ5, %	ψ, %	KCU, Дж/см2	Твердость НВ, не более
		не менее
Закалка + отпуск + нормализация	До 100	175	350	28	55	64	101-143
	100-300	175	350	24	50	59	101-143
	300-500	175	350	22	45	59	101-143
	До 100	195	390	26	55	59	111-156
	100-300	195	390	23	50	54	111-156
	300-500	195	390	20	45	49	111-156
	До 100	215	430	24	53	54	123-167
	100-300	215	430	20	48	49	123-167
	До 100	245	470	22	48	49	143-179
Закалка + отпуск	100-300	275	530	17	38	34	156-197

Механические свойства стали после ХТО [3]

Режим ХТО	Сечение, мм	σ0,2, МПа	σв, МПа	δ5, %	ψ, %	Твердость, не более
		не менее
Цементация при 920-950 °C; закалка с 820-840 °C в воде; отпуск при 180-200 °C, охл. на воздухе	60	345	550	25	45	HRCэ 170*1; НВ 55-63*2

• *1 Сердцевины.
• *2 Поверхности.

Механические свойства при повышенных температурах [3]

tисп., °C	Условия испытания	σ0,2, МПа	σв, МПа	δ10 (δ5), %	ψ, %	KCU, Дж/см2
20	После прокатки. Скорость деформирования 0,8 мм/мин	310	490	28	58	78
200		320	560	13	44	97
300		200	540	22	57	88
400		165	465	25	66	69
500		150	330	28	70	49
700	После прокатки. Образец диаметром 6 мм и длиной 30 мм. Скорость деформирования 16 мм/мин; скорость деформации 0,009 1/с	130	145	(42)	77	—
800		69	96	(57)	78	—
900		47	79	(53)	95	—
1000		40	54	(60)	100	—
1100		24	38	(66)	100	—
1200		14	23	(101)	100	—
1300		20	25	(67)	100	—

ПРИМЕЧАНИЕ. σ⁴⁰⁰_1/10000= 137 МПа, σ⁴⁰⁰_1/100000= 103 МПа, σ⁴⁵⁰_1/1000= 81 МПа, σ⁴⁵⁰_1/100000= 52 МПа.

Механические свойства сердцевины цементованной стали 25 после закалки и отпуска [5]

Марка стали	Режим термической обработки*		Сечение образца, мм	σт, кгс/мм2	σв, кгс/мм2	δ, %	ψ, %	HB
	температура закалки, °C	охлаждающая среда
25	780-800	Вода	≤50	32-38	55-62	≥17	≥40	146-163

* Температура цементации 920-950 °C — для стали 25;
температура отпуска сталей 180-200 °C.

Предел выносливости низкоуглеродистой стали [5]

Марка стали	Состояние металла	σт	σв	σ-1	δ5, %
		кгс/мм2
25	После прокатки	29,8	47,5	24,0	27

Типовые режимы термической обработки низкоуглеродистой стали 25 [5]

Вариант обработки	Операции термической обработки	Температура обработки, °C, для сталей	Охлаждающая среда
		25
I	Нормализация	880-900	Воздух
II	Цементация	920-940	»
	Закалка	760-780	Вода
	Отпуск	180-200	Воздух
III	Цианирование	840-860	—
	Закалка	820-840	Вода
	Отпуск	180-200	Воздух

Предел выносливости (n = 107) [4]

Состояние стали	σ-1, МПа
Закалка с 870 °C в масле; отпуск при 480 °C, σ0,2 = 330 МПа, σв = 460 МПа	203
Отжиг, σв = 410 МПа	186
Нормализация, σв = 450 МПа	245
Горячая прокатка, σв = 400 МПа	225

Ударная вязкость KCU [3]

Термообработка	KCU, Дж/см2, при температуре, °C
	+20	-20	-40	-60
Отжиг	136-145	28-68	25-44	7,8
Нормализация	196	43-115	97-149	37-49

Коэффициент термического линейного расширения [1]

Температура °C	α*106 1/град
20-100	12,2
20-200	13,2
20-300	13,8
20-400	14,4
20-500	14,8

Температура °C	α*106 1/град
100-200	14,2
200-300	15,2
300-400	16,0
400-500	16,5

Коэффициент теплопроводности (после отжига при 950°C) [1]

Температура °C	λ вт/м*град
100	51,0
200	48,5
300	44,4
400	42,7
500	39,3
600	35,6

Удельная теплоемкость [1]

Температура °C	с кдж/кг*град
100	0,494
200	0,528
300	0,565
400	0,611
500	0,682
600	0,770

Критические точки [1]

Ас₁ 720°C, Ас₃ 840°C.

Критические точки низкоуглеродистой стали 25 [5]

Марка стали	Критические точки, °C
	Ac1	Ac3	Ar1	Ar3
25	735	840	680	824

Принятые обозначения

• σ_пц — Предел пропорциональности;
• σ_0,2 — Условный предел текучести при растяжении (остаточная деформация 0,2%)
• σ_в — Предел прочности при растяжении
• δ₁₀ — Относительное удлинение после разрыва на длине l₀=10d₀
• τ_пц — Предел пропорциональности при кручении
• τ_0,3 — Условный предел текучести при кручении (остаточная деформация сдвига 0,3%)
• τ_в — Предел прочности при кручении

Библиографический список

1. Скляров Н.М., Потак Я.М., Авиационные материалы. Т1 — Конструкционные стали — 1975 г.
2. Шишков М.М. Марочник сталей и сплавов — 2000 г.
3. Марочник сталей и сплавов / Под ред. В.Г.Сорокина. — М.: Машиностроение, 1989.-639 c.
4. Справочник по машиностроительным материалам. Т.1. Конструкционные стали, чугуны и припои / Под ред. А.Т.Туманова — М.: Машиностроение, 1965. — 515 с.
5. Тылкин М.А. Справочник термиста ремонтной службы. 1981 г.