Металлопрокат
Более 1000 наименований продукции
Весь лист у нас
Металлопрокат » Статьи » Сталь 60С2А – расшифровка марки, химический состав, особенности обработки

Сталь 60С2А – расшифровка марки, химический состав, особенности обработки

Расшифровка и химический состав

Аналоги и заменители

Вид поставки

Характеристики и применение

Условия применения

Максимальные допустимые размеры металлопродукции

Температура критических точек

Рекомендуемые режимы обработки рессор

Технологические свойства

Физические свойства

Сталь 60С2А – конструкционная пружинно-рессорная высококачественная сталь, применяемая для изготовления упругих изделий. Упругость и выносливость являются основными характеристиками сплава. Благодаря содержанию углерода и кремния сплав 60С2А обладает высокими показателями прочности, не влияющими на упругость, что делает сталь пригодной к изготовлению жестких конструкций, за исключением сварных. Сталь практически не поддается свариванию, эта особенность делает в большей степени востребованной для производства деталей в машиностроении, самолетостроении, сельскохозяйственной тяжелой технике и т.д. Сплав относительно прост в производстве и доступен по цене.

Расшифровка и химический состав марки 60С2А

Расшифровка маркировки стали 60С2А указывает на ее химический состав и качество сплава по содержанию вредных примесей – серы и фосфора, а также на степень раскисления.

  • Цифра 60 – это показатель примерного содержания углерода в сотых долях процента, то есть сталь 60С2А содержит приблизительно 0,60% углерода. Повышенное содержание углерода придает металлу прочность и твердость, но делает его уязвимым к ударным нагрузкам. Стали с высоким содержанием углерода сложнее обрабатывать – резка, ковка и сварка таких сплавов обычно ограничены, требуют особого оборудования или сопутствующих процедур, например, термической обработки до и после сварки. Низкое содержание углерода делает сталь мягкой и податливой для обработки. Такая сталь отлично сваривается, режется, ее можно ковать и подвергать различным видам механической обработки практически без ограничений. Такая сталь устойчива к ударным нагрузкам, но характеризуется недостатком жесткости.
  • С2 – указывает на факт (буква С) и на количество (цифра 2) содержания кремния в составе сплава, которого в стали 60С2А приблизительно 2%. Влияние кремния, как легирующей добавки, на свойства стали начинается от 1% содержания. Кремний без снижения вязкости повышает прочность и упругость материала. Благодаря кремнию сталь становится окалиностойкой и лучше противостоит влиянию кислотных сред. Увеличиваются такие показатели, как магнитопроницаемость и электросопротивление.
  • Буква А – означает, что сталь 60С2А относится к высококачественным сплавам. Качество сплава определяется химическим составом, а именно – концентрацией вредных примесей серы и фосфора. По качеству стали делятся на обыкновенные (ст), качественные (сталь), высококачественные (А) и особо высококачественные (Ш). Для каждой категории установлены свои стандарты по уровню содержания фосфора и серы. Фосфор и сера образуют с железом нежелательные соединения, негативно влияющие на структуру стали, повышающие ее хрупкость, особенно в состоянии нагрева (красноломкость) и охлаждения (хладноломкость). Высокое содержание этих примесей существенно ограничивает термическую обработку, приводит к ухудшению свариваемости и в целом отрицательно сказывается на свойствах металла.

Все остальные элементы, входящие в состав стали 60С2А, не включены в маркировку, т.к. не оказывают на свойства стали ощутимого влияния.

Химический состав, % (ГОСТ 14959-79)

C

Mn

Si

Cr

Cu

Ni

S

P

не более

0,58-0,63

0,60-0,90

1,6-2,0

0,30

0,20

0,25

0,025

0,025

Химический состав, % (ГОСТ 14959-2016)

Марка
стали

Массовая доля элементов, %

С

Si

Mn

Ск

V

W

Ni

B

Cu,
не более

60С2А

0,58-0,63

1,60-2,00

0,60-0,90

Не более 0,30

Не более
0,25

0,20

Заменители и аналоги стали 60С2А

Аналогами называют идентичные по химическому составу сплавы, произведенные в других странах и маркированные в соответствии с иностранными стандартами. Заменители – это любые сплавы, обладающие похожими свойствами в достаточной степени, чтобы ими можно было заменить основную марку. Отечественными заменителями стали 60С2А являются марки 60С2Н2А, 60С2Г, 50ХФА.

Иностранные аналоги:

Германия DIN
(EN)

60Si7
(1.5027) [1]

США
(AISI,
ASTM)

9260

Великобритания
(BS)

251A60

Япония
JIS

SUP 6

Польша
PN/H

60S2A

Вид поставки

Сталь 60С2А поставляется в виде сортового, в том числе фасонного проката. Полосы, калиброванный пруток, серебрянка, поковки и заготовки. Реже встречается листовой прокат данной марки стали.

Характеристики и применение

Сталь 60С2А не склонна к отпускной хрупкости и нечувствительна к флокенам. Эту сталь называют рессорно-пружинной, что указывает на ее предпочтительное применение – изготовление тяжело нагруженных пружин, колец, фрикционных дисков, валов, шайб. Максимальная температура нагрева стали 60С2А – 250С. Сплав может применяться при повышенной влажности благодаря наличию кремния в составе, но это не делает его нержавеющим. 60С2А является улучшаемым сплавом. Показатели упругости, прочности, устойчивости к динамическим переменным нагрузкам повышаются после термообработки. Для улучшения свойств, сталь подвергается трем видам термической обработки – отжигу, закалке и отпуску. Рекомендуемая термическая обработка:

  • низкий отжиг при 650-700 °С;
  • закалка с 870±10 °С в масле;
  • отпуск при 430-490 °С (HRC 44-48, σв= 155-180 кгс/мм2).

Сталь 60С2А не применяется для изготовления сварных конструкций, т.к. создать прочное сварное соединение не представляется возможным.

Условия применения

Условия применения стали 60С2А для тарельчатых пружин (ГОСТ 33260-2015)

НД на поставку

Стандарт
на пружины

Температура
применения, °С

Дополнительные
указания по
применению

Сортамент
ГОСТ 2283,
ГОСТ 7419.

Технические
требования
ГОСТ 14959

ГОСТ 3057

От -60 до 120

Применяется для работы в
условиях атмосферной
коррозии с
противокоррозионными
покрытиями*

*После электрохимических покрытий обязательна термообработка (отпуск) для снятия водородной хрупкости с
указанием в КД.

Условия применения стали 60С2А для винтовых цилиндрических пружин (ГОСТ 33260-2015)

НД на поставку

Температура
применения, °С

Дополнительные
указания по
применению

Проволока ГОСТ 14963.
Прокат ГОСТ 2590

От -60
до 250

Предохранительные и
редукционные клапаны,
перепускные и запорные
клапаны и др.

ПРИМЕЧАНИЕ. Для пружин II класса допускается замена проката марки 60С2А на марку 60С2.

Максимальные допустимые размеры металлопродукции из стали 60С2А для изготовления рессор и пружин (ГОСТ 14959-2016)

толщина полосы

диаметр или сторона квадрата

14

20

Температура критических точек, °С

Ac1

Ac3

Arc3

Arc1

Mн[5]

770

820

770

700

305

Рекомендуемые режимы обработки рессор из стали 60С2А

Температура, °C

Твердость HB
готовых рессор

закалка в масле

отпуска

850-870*

460-480

418-387

*При гибке листов и закалке с одного нагрева температура повышается до 900-950 °C.

Твердость металлопродукции из стали 60С2А в состоянии поставки (ГОСТ 14595-2016)

Твердость металлопродукции, НВ, не более

без термической обработки
(категории 1 Б, 2Б, ЗБ, 4Б, ЗГ, ЗД и ЗЕ)

термически обработанной
(категории 1А, 2А, ЗА, ЗБ и 4А)

302

269

Механические свойства

Источник

Состояние
поставки

Сечение,
мм

σ0,2,
МПа

σв,
МПа

δ5,
%

ψ,
%

KCU,
Дж/см2

Твердость HB,
не более

не менее

ГОСТ 14959-79

Сталь категорий

§  3,

§  3А,

§  3Б,

§  3В,

§  3Г,

§  4,

§  4А,

§  4Б

Закалка с 870 °С в масле;
отпуск при 420 °С

1375

1570

6

20

[6]

Изотермическая закалка с 860-880 “С,
охл. в расплавленной соли при 310-330 °С;
отпуск при 310-330 °С,
охл. на воздухе

10

1570

1770

12

50

62

HRCэ 47-50

[7]

Пружины. Навивка при 850-950 °С;
закалка с 850-870 °С в масле;
отпуск при 430-460 °С, охл. на воздухе

Не определяются

388-477

Рессоры. Закалка с 850-870 °С в масле;
отпуск при 400-450 °С,
охл. на воздухе

То же

387-418

Механические свойства металлопродукции при испытании на растяжение (ГОСТ 14595-2016)

Рекомендуемый режим термической обработки образцов

Механические свойства, не менее

Закалка

Отпуск

Температура
нагрева, °С

Среда
охлаждения

Температура
нагрева, °С

Среда
охлаждения

Предел
текучести
σт, Н/мм2

Временное
сопротивление
σв, Н/мм2

Относительное
удлинение
δ5,%

Относительное
сужение
ψ, %

870

Масло

420

Воздух

1375

1570

6

20

ПРИМЕЧАНИЕ:

  1. Механические свойства металлопродукции при испытании на растяжение, определяются на продольных термически обработанных образцах.
  2. При рекомендуемой термической обработке допускаются отклонения по температуре:
    • закалки — ±15 °С;
    • закалки — ±50 °С;

Механические свойства стали различных плавок

Диаметр
заготовки,
мм

σпц

σ0,2

σв

δ5

ψ

НВ
кгс/мм2

кгс/мм2

%

14

144

160

10

40

460

150

163

10

44

460

15

136

143

162

10

40

445

135

142

162

11

45

445

155

160

10

44

445

152

155

10

42

445

21

133

147

163

10

43

445

135

146

161

10

47

445

155

163

11

53

460

154

159

11

56

460

 

Механические свойства отожженной и нагартованной ленты из стали 60С2А (ГОСТ 2283-79)

Номинальная
толщина, мм

Временное
сопротивление
σв, Н/мм2
(кгс/мм2),
не более

Относительное
удлинение
δ4, %,
не менее

Временное
сопротивление
σв, Н/мм2
(кгс/мм2)

Лента отожженная

Лента нагартованная

От 0,10 до 4,00 включ.

880
(90)

8

780-1180
(80-120)

Механические свойства в зависимости от температуры отпуска

tотп., °C

σ0,2, МПа

σ0,2, МПа

δ5, %

ψ, %

KCU, Дж/см2

Твердость HRCэ

300

1960

2160

2

36

10

462

400

1470

1670

7

39

18

425

500

1080

1290

10

42

29

340

600

730

1030

17

48

298

ПРИМЕЧАНИЕ. Закалка с 850 °С в масле; отпуск.

Механические свойства при повышенных температурах

tисп., °C

σ0,2, МПа

σ0,2, МПа

δ5, %

ψ, %

KCU, Дж/см2

Пруток диаметром 17 мм.
Закалка с 860 °С в масле;
отпуск при 550 °С, 3 ч, твердость НВ 340-364 [8]

20

1090

1270

11-13

33

24

300

930

1220

15

44

43

400

820

950

19

71

44

500

510

590

23

87

43

Заката с 860 °С в масле;
отпуск при 425 °С [9]

20

1570

1710

10

46

32

200

1370

1670

13

40

34

300

1270

1570

20

58

400

1080

1220

22

71

Предел выносливости

Термообработка

σ-1, МПа

n

Изотермическая закалка,
выдержка при 330 °С, 1 ч
+ отпуск при 300 °С, 1 ч;
σв = 1680 МПа

686

106

Закалка + отпуск при 420 °С;
σв = 1810 МПа

637

106

Закалка в масле;
отпуск при 400 °С;
σ0,2 = 1760 МПа,
σв = 1900 МПа

500

Ударная вязкость KCU

Термообработка

KCU, Дж/см2,
при температуре, °С

+20

-70

Закалка с 850 °С в масле;
отпуск при 460 °С, 1 ч, охл. на воздухе

39

34

Технологические свойства

  • Температура ковки, °С: начала 1200, конца 800. Сечения до 250 мм охлаждаются на воздухе, сечения 251-350 мм — в яме.
  • Свариваемость — не применяется для сварных конструкций.
  • Обрабатываемость резанием — Kvтв.спл= 0,70 и Kvб.ст = 0,27 в горячекатаном состоянии при НВ 270-320 σв = 1080 МПа.
  • Флокеночувствительность — не чувствительна.
  • Склонность к отпускной хрупкости — не склонна.

Прокаливаемость (ГОСТ 14959-2016)

Твердость HRCэ на расстоянии от торца, мм (закалка с 850 °С)

1,5

3

4,5

6

9

12

15

18

27

39

60-67

59-67

57-66

54-65

44,5-63

38,5-60

35,5-56

34-52,5

30-43,5

27-39,5

Критический диаметр d

Критическая
твердость, HRCэ

Количество
мартенсита, %

d, мм,
после
закалки с 850 °С

в воде

в масле

51-53

50

47-82

24-53

58-60

90

60

36

Плотность ρп кг/см3 при температуре испытаний, °С

Сталь

20°

100°

200°

300°

400°

500°

60С2А

7680

7660

7630

7590

7570

7520

Коэффициент линейного расширения α*106, К-1

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

60С2А

11,8

12,7

13,3

13,7

14,1

14,5

14,4

12,2

Коэффициент теплопроводности λ Вт/(м*К)

Марка Стали

λ Вт/(м*К), при температуре испытаний, °С

20

100

200

300

400

500

600

700

800

60С2А

28

29

29

30

30

30

29

29

28

Модуль Юнга (нормальной упругости) Е, ГПа

Марка Стали

При температуре испытаний, °С

20

100

200

300

400

500

600

700

800

60С2А

212

206

198

192

181

178

158

144

134

Модуль упругости при сдвиге на кручение G, ГПа

Марка стали

При температуре испытаний, °С

20

100

200

300

400

600

700

800

60С2

82

80

77

74

69

54

54

50

Удельная теплоемкость c, Дж/(кг*К)

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

60С2А

510

510

520

535

565

585

620

700

Физические свойства

Физические свойства стали 60С2А

T (Град)

E 10- 5 (МПа)

a 10 6 (1/Град)

l (Вт/(м·град))

r (кг/м3)

C (Дж/(кг·град))

R 10 9 (Ом·м)

20

2.12

 

28

7680

 

 

100

2.06

11.8

29

7660

510

 

200

1.98

12.7

29

7630

510

 

300

1.92

13.3

30

7590

520

 

400

1.81

13.7

30

7570

535

 

500

1.78

14.1

30

7520

565

 

600

1.58

14.5

29

 

585

 

700

1.44

14.4

29

 

620

 

800

1.34

12.2

28

 

700

 

Оформление заказа
Организация; контактные Ф.И.О.:
Телефон:
Комментарий:
Форма заказа обратного звонка!
Организация; контактные Ф.И.О.:
Телефон: