Поковки легированные

Легированная сталь – особый продукт металлургии, имеющий свой, зачастую весьма сложный химический состав. Получая в качестве добавок различные химические элементы, легированные сплавы обретают новые физические свойства. Среди последних следует упомянуть высокие характеристики прочности и вязкости, жаростойкость и коррозионной устойчивость. Особыми механическими свойствами отличаются поковки легированной стали, прошедшие упрочнение пластической обработкой давлением.

Поковки из конструкционной легированной стали – особая разновидность металлопродукции, механическими характеристиками превосходящая металлопрокат из аналогичного сплава. Обретая улучшенные свойства, они пользуются повышенным спросом в различных отраслях отечественной промышленности. Горизонты применения достаточно широки, начиная от машиностроения и заканчивая атомной энергетикой. Преимущественно они используются в качестве заготовок, некоего промежуточного сырья (полуфабриката) для дальнейшей металлообработки резкой. Неслучайно форма и габариты поковок конструкционных легированных максимально приближены к будущим деталям.

Технологии производства

Обработка давлением вносит структурные изменения металла, именно это оказывается причиной улучшения качественных характеристик. Обработанные таким образом заготовки:

обретают улучшенные характеристики прочности и ударной вязкости;
получают более равномерную структуру, исключающую расслоения в процессе эксплуатации;
проще в металлообработке резанием, что облегчает производство деталей.

Очевидно, что обработка давлением – простой и доступный способ улучшить физические свойства легированных сплавов, не меняя их химического состава.

На настоящий момент практикуется две популярных технологии производства кованых заготовок: штамповка и ковка. Востребованность в каждом из способов определена в зависимости от типа производства и потребности в изделиях. Так, в частности изготовление методом штамповки целесообразно в условиях крупносерийных предприятий. Достаточно крупные вложения в подготовку (изготовление матриц, пуансонов) окупаются в случае массового производства.

Технологически ковка несколько сложнее, однако фактически не требует дорогостоящих подготовительных операций. Процесс универсален, поскольку предусматривает использование стандартного кузнечно-прессового оборудования. Технология одинаково применима и при ковке хромистой поковки 20Х и для сплавов с более сложным химическим составом. Примером тому могут служить поковки 38ХН3МФА из хромоникельмолибденованадиевого легированного стального сплава.

К основным преимуществам последней технологии следует отнести возможность применения при штучном и мелкосерийном производстве. Правда, только этим достоинства обоих методов не ограничиваются:

штамповка дает качественные поверхности заготовок, в то время как ковка позволяет получать более высокие показатели прочности;
штамповка требует меньше затрат времени и усилий, а ковка практически не имеет ограничений в габаритах изделия.

Разумеется, сегодня несложно купить поковку, произведенную как методом ковки, так и штамповкой.

Кованые изделия из популярных марок стали

Как упоминалось выше, физические свойства легированных сталей зависят от их химического состава (легирующих добавок). По количеству последних легированные стали делятся на:

низколегированные с суммарным содержанием легирующих элементов до 2.5%;
среднелегированные, общее количество добавок в таких сплавах может достигать 10%;
высоколегированные с количеством добавок в пределах 10 … 50%.

Влияние добавок видно на примере достаточно популярной поковки 40Х из стали, со средним содержанием углерода порядка 0.4%, легированной хромом. Характеристики прочности гарантированы достаточно высоким содержанием углерода, хром повышает антикоррозионные свойства. Такие заготовки используются при производстве металлоизделий с повышенными характеристиками прочности, включая улучшаемые. Практически аналогичное назначение имеет
поковка 40ХН из сплава, дополнительно к хрому легированного никелем.

Достаточно высоким спросом пользуются заготовки из среднелегированных стальных сплавов. Примером таких металлоизделий может выступать ЭИ659 поковка (второе название сплава 23Х2НВФА). Легированные не только хромом с никелем, но и вольфрамом, ванадием, рядом иных химических элементов, они предназначены для создания высоконагруженных деталей работающих при t ≤ 500°C.

Повышенной прочностью отличаются поковки 30ХГСА, среднелегированного сплава с повышенным содержанием углерода. Легированная хромом, марганцем и кремнием (по 1.5% каждого элемента) сталь способна работать при температурах не выше +200°C.
Высокое содержание никеля до 3.15%, а также другие легирующие элементы обеспечивают поковкам 12ХН3А востребованность при производстве специфических металлоизделий. Гарантируя нижний температурный предел в -100°C они отличаются высокой поверхностной твердостью и вязкостью сердцевины.

Высокие показатели твердости, обусловленные повышенным содержанием углерода (примерно 0.4%) – главная причина спроса на поковки 40ХЕ2МА из хромоникельмолибденового сплава. Это определяет востребованность заготовок при производстве высоконагруженных деталей.

Низколегированные стали повышенной прочности

При изготовлении заготовок для сварных металлоконструкций большой популярностью пользуются низколегированные конструкционные стали. Примером готовой продукции из них может выступать поковка 09Г2С или поковки 10ХСНД из сплавов, предназначенных специально для этих целей.

Особенности стального сплава, из которого изготавливается поковка 09Г2С ГОСТ 8479-70, определены его химическим составом. Низкое содержание углерода (порядка 0.09%), а также легирование марганцем (≤2%) и кремнием (≤1%) придают сплаву высокие прочностные характеристики. Это позволяет при производстве металлоконструкций использовать более тонкие поковки сталь 09Г2С. Сварка стали 09Г2С допустима различными способами и практически не имеет ограничений. А широкий температурный диапазон, в котором сплав сохраняет свои свойства (-70 … +425°C) расширяет горизонты применения.

Несколько выше верхний температурный предел (+450°C) у сплава 10ХСНД с примерно таким же содержанием углерода (0.1%), но легированного хромом, кремнием, никелем и медью. Для сплава характерны высокие характеристики прочности и коррозионной стойкости. Разумеется, безупречна и свариваемость стали 10ХСНД.