Сталь 65Г – расшифровка марки, состав, свойства, условия обработки

Одной из наиболее распространенных отечественных сталей для производства пружин и рессоров в автомобильной, авиационной, горнодобывающей, военной и другой технике, является сталь 65Г. Этот сплав совмещает в себе прочность марганцовистой углеродистой конструкционной стали с высокой сопротивляемостью ударам, что делает ее востребованной в оружейном деле. Сталь 65Г является низколегированной, не содержит в составе дорогих добавок, производится просто, без особенных технологических требований. Это делает ее доступной, распространенной и привлекательной по цене. Сталь относится к классу конструкционных, но не применяется при производстве сварных конструкций, т.к. не предназначена для сварки. Улучшаемость сплава 65Г позволяет существенно повышать срок службы и износостойкость деталей с помощью процедуры закалки.

Расшифровка

Маркировка стали 65Г состоит из числового значения 65 и буквы Г, указывающих на два основных элемента в ее составе, которые определяют свойства. Химических элементов в составе стали 65Г на самом деле гораздо больше, большинство из них являются случайными примесями. Допустимые нормы содержания таких примесей строго регламентированы, особенно для нежелательных элементов – фосфора и серы. Если количество примесей превышает допустимые нормы, элемент либо вводится в маркировку, либо к марке добавляется индекс качества (ст, сталь, А или Ш), указывающий на концентрацию фосфора и серы.

65 – показатель содержания углерода в сотых долях. Это значит, что в стали 65Г содержится 0.65% углерода. Углерод является вторым важнейшим компонентом стали, после железа, составляющего основу материала. С помощью регулирования процента углерода в сплаве, можно определять качества итогового материала, его эксплуатационные характеристики и сферу применения. С повышением содержания углерода сталь приобретает прочную структуру, позволяющую использовать металл для изготовления жестких недеформирующихся со временем металлоконструкций. Минусом такого металла становится сниженная ударная вязкость, что делает его неустойчивым к динамическим (ударным) нагрузкам. Малое содержание углерода приводит к обратным результатам: сталь становится текучей, вязкой, но теряет в жесткости и прочности. Ее назначением становится сопротивление ударным нагрузкам, а при производстве жестких конструкций такая сталь применяется ограниченно. Кроме того, малоуглеродистые стали лучше поддаются механической и технологической обработке.

Г – указывает на содержание марганца до 1.2%. Марганец часто водится в состав стали как раскислитель и присутствует в незначительном количестве почти во всех углеродистых сталях. Этот элемент снижает негативное влияние фосфора и серы. В стали 65Г добавление марганца обусловлено необходимостью упрочнения исходного материала. Благодаря добавлению марганца увеличиваются показатели твердости, ударная вязкость при этом не снижается. Содержание марганца на уровне 1% считается невысоким.

Сталь 65Г – химический состав

Массовая доля элементов не более, %:

Назначение

Сталь 65Г является рессорно-пружинной, ее характеристики упругости, износостойкости и прочности идеально подходят для изготовления нагруженных деталей, особенно – пружин для машиностроения. Сталь считается конструкционной, однако не предназначена для изготовлений сварных конструкций из-за затрудненной свариваемости. Лучше всего этот сплав проявляет себя в подвижных элементах механизмов, работающих при постоянных нагрузках и на износ. После обработки сталь становится еще тверже, детали демонстрируют высокие показатели устойчивости к истиранию, усталости, ломкости.

Свойства стали 65Г позволяют ограниченно применять ее при производстве инструментов, например, ножей.

Применение

Из стали 65Г производят пружины и рессоры, шайбы, фрикционные диски, тормозные ленты, шестерни, корпусы подшипников, фланцы, зажимные и подающие цанги. Ассортимент изделий не ограничивается данным списком, т.к. сталь 65Г универсальна, если речь идет о деталях, требующих высокой износоустойчивости. Сталь 65Г широко применяют в машиностроении, станкостроении, кораблестроении, при производстве тяжелой военной, сельскохозяйственной, горнодобывающей техники и т.д. Стать 65Г настолько распространена, что ее можно найти в любом механизме, где используются пружины и рессоры.

Одна из экзотических сфер применения стали 65Г – производство клинкового оружия: метательных ножей, мечей для исторических реконструкций и спортивных состязаний. Клинки из этой стали требуют ухода, т.к. сталь подвержена ржавлению. Охотничьи и кухонные ножи из сплава марки 65Г не изготавливаются т.к. к этим видам ножей предъявляются другие эксплуатационные требования. В частности это связанно с подверженностью коррозии стали 65Г, в то время как кухонные и охотничьи ножи часто контактируют с влагой, потому изготавливаются преимущественно из нержавеющих сталей.

Детали и конструкции, подверженные ударным нагрузкам, также не изготавливаются из стали марки 65Г.

Режимы термообработки

Детали из стали 65Г рекомендуется улучшать с помощью закалки. Закалка повышает прочность поверхностного слоя изделия, делает изделие износостойким и продлевает срок его эксплуатации. Благодаря тому, что закалка меняет структуру не всего изделия, а лишь внешнего слоя, она не оказывает существенного влияния на упругость материала, который остается мягким внутри. Чтобы верно определить режим закалки, нужно учесть:

1. каким образом и на каком оборудовании будет проводиться процедура;
2. влияние температуры нагрева в зависимости от характеристик конкретной марки;
3. оптимальное время выдержки, так же зависящее от характеристик металла;
4. среду закаливания;
5. оптимальный способ охлаждения.

От технологической грамотности проведения процесса будет зависеть качество итогового результата. В случае со сталью 65Г, которая является низколегированной, закалку проводят быстро, чтобы не потерять углерод, а вместе с ним и показатели прочности. Однако нагревать изделие слишком быстро также не следует, это приведет к неравномерному прогреву и закалочным трещинам.

Рекомендуется подогреть сталь в термической печи до предзакалочных температур (от 550 до 700С), после чего ее можно направлять в закалочную печь. Идеальной средой для быстрого нагревания являются солевые расплавы. Газовые и электрические печи для закалки изделий из стали 65Г применять можно, но не рекомендуется.

Форма и габариты изделия учитываются при определении оптимальной температуры закалки. Например, небольшая деталь сложной формы, изготовленная из листового проката, закаляется при минимальной температуре закаливания в диапазоне рекомендуемых (800 – 820С). Если эксплуатационные нагрузки на деталь неравномерны, закалка также может осуществляться в разных режимах для разных частей детали. Это достигается управлением температуры закалки, благодаря которому можно менять толщину слоя и величину менее прокаливаемой зоны на поверхности изделия.

Нагрев стали до верхней границы рекомендованной температуры закалки может приводить к снижению ударной вязкости через образование зернистой структуры.

Плюсы и минусы стали 65Г

Сталь 65Г распространена настолько широко благодаря ряду отличительных характеристик, соотношению цена/качество, простоте производства. Ее недостатки ограничивают сферу применения, но несмотря на это она остается одной из лучших и наиболее востребованных в своей специфике – производстве рессор, пружин и других нагруженных деталей.

Достоинства стали 65Г:

• Износоустойчивость и прочность. Защищает делать от ломкости, деформации и разрушения даже при высоких нагрузках. После прохождения термической обработки базовые характеристики сплава увеличиваются.
• Ударопрочность. Сталь не деформируется при ударах, за это качество ее выбирают производители клинкового оружия, такого, как метательные ножи.
• Высокое сопротивление на разрыв.
• Простота механической обработки. Поклонники ножей из сплава 65Г отмечают легкость в заточке в сравнении с другими материалами. Однако у этого свойства есть обратная сторона: лезвие ножа остается острым недолго.

Недостатки стали 65Г:

• Ржавление. Сталь 65Г требует ухода, защитного покрытия или особых условий эксплуатации, иначе деталь подвергнется коррозии.
• Нож из стали 65Г легко наточить, но и затупляется он быстро. За оружием нужен постоянный уход.
• Затрудненная свариваемость. Сталь 65Г не применяется в сварных конструкциях.

Аналоги и заменители

Характеристики

Технологические особенности

Термообработка

Ковка

Сварка

Флокеночувствительность - мало чувствительна.

Резка

Склонность к отпускной хрупкости - При содержании Mn ≥1% склонна.

Материал 65Г – механические свойства

Твердость, Мпа

Температура критических точек, ⁰С

Ударная вязкость, Дж/см²

Предел выносливости, МПа

Физические свойства

Условные обозначения

Механические свойства

Свариваемость

Физические свойства