Замещение стальных марок с 40Х на 20Г2P
Одной из наблюдаемых в мире тенденций является активное использование стали, содержащей в себе бор. Ключевые предприятия, создающие крепления повышенного уровня прочности, склоняются к ее выбору. В Российской Федерации к таковым относят несколько сталь 30Г1Р и 20Г2Р. У японцев они маркируются как 15В22 и 10В21, а у немцев – 28В2 и 22В. Подчеркнем, что в машиностроении задействуется исключительно высокопрочный крепеж, в основе производственного сырья которого выступают борсодержащие стальные марки.
Однако для создания стойких крепежных соединений применяют и иные стальные марки, такие как 40Х и 35. В экономике ведутся оживленные обсуждения о замещении стали 40Х на 20Г2P. В настоящее время горячекатанный прокат из стали 20Г2P пользуется повышенным спросом. В таблице ниже в порядке возрастания отображен ее состав:
Массовая доля химических элементов % | Производитель АО «ОЭМК» | Производитель ПАО «Северсталь» |
B |
2*10-3-5*10-3 |
|
N |
Менее 1*10-2 |
Менее1,1*10-2 |
P |
Менее 2*10-2 |
|
Al |
2*10-2-5*10-2 |
|
S |
Менее1*10-2 |
|
Cr |
0,15-0,3 |
|
Si |
Менее 0,17 |
От 0,07 до 0,17 |
C |
От 0,2 до 0,25 |
|
Mn |
От 0,9 до 1,3 |
В течение более десяти лет ведутся эксперименты, и они указывают на непосредственные плюсы стали 20Г2Р.
Сделаны выводы:
- Очевидным плюсом стали 20Г2Р является снижение вероятности возникновения брака. Это обеспечивается высокотехнологичностью в результате холодной объемной штамповки компонентов.
- Интересные выводы были сделаны при исследовании с использованием болтов М16. Было выявлено, что свойства необходимого класса прочности значительно стабильны, если проводить термическую обработку изделий. В 35-ой стали при проведении термической обработки стабильность болтов наблюдается лишь у класса 8.8.
Исследование марки стали 20Г2Р закончилось выводом, что для нее характерна высокая прокаливаемость, которая становится возможной из-за добавления марганца и бора. Высокая способность стали рассматриваемой стальной марки воспринимать закалку гарантирует неизменные механические свойства при данном процессе в масле (относится к заготовкам, диаметр которых менее М27) и в воде. Так уменьшается число несоответствий по прямолинейности болтов или подобных стержневых заготовок. Для марки стали 35 данная характеристика не выполняется.
В соответствии с ГОСТом 1759.4 стальной болт относят к группе «Болты, винты и шпильки». Несколько вариантов экспериментов и технические параметры презентованы в таблице ниже:
Класс прочности |
НВ |
σ Н/мм2 |
δ %, выше |
Ударная вязкость при температуре выше 200 градусов |
Ударная вязкость при температуре ниже -600 градусов |
8.8 |
250-300 |
820-1000 |
17 |
1,7 |
1,17 |
10.9 |
304-360 |
1040-1200 |
12 |
0,98 |
0,63 |