Низколегированная сталь марки 35ГСЛ: состав, свойства и сферы применения
Сталь марки 35ГСЛ относится к низколегированным литейным сталям с содержанием углерода около 0,35% (цифра «35») и повышенным уровнем марганца (до 2,5%) и кремния (буквы «Г» и «С» в названии). Буква «Л» традиционно означает, что сталь предназначена для производства литых изделий.
Основная сфера применения стали 35ГСЛ — изготовление ответственных деталей и конструкций, работающих под воздействием динамических и статических нагрузок в составе промышленного оборудования. К таким деталям относятся зубчатые колёса, ролики, обоймы, зубчатые венцы, рычаги, фланцы, шкивы, сектора, колонны и ходовые колёса.
Ближайшими по своим параметрам заменителями считаются стали 20ГСЛ, 25ГСЛ и 40ХЛ. Выбор конкретной марки зависит от требуемой прочности, толщины отливки, а также от наличия легирующих элементов и необходимых свойств готовой детали.
Химический состав (в %)
| Элемент | Содержание |
|---|---|
| C (углерод) | 0,25–0,35 |
| Mn (марганец) | 1,10–1,40 |
| Si (кремний) | 0,60–0,80 |
| Cr (хром) | ≤0,30 |
| Ni (никель) | ≤0,30 |
| Cu (медь) | ≤0,30 |
| S (сера) | ≤0,040 |
| P (фосфор) | ≤0,040 |
Повышенное содержание марганца и кремния по сравнению с обычными углеродистыми сталями способствует улучшению литейных свойств и увеличению прочности. При этом умеренное содержание углерода (~0,35%) позволяет достичь необходимого баланса между твёрдостью, пластичностью и технологической свариваемостью.
Механические свойства
Механические характеристики стали 35ГСЛ зависят не только от её химического состава, но и от проведённой термообработки. Ниже приведены усреднённые данные для отливок сечением до 100 мм.
| Режим термообработки | Сечение (мм) | σ0,2 (МПа) | σв (МПа) | δ5 (%) | ψ (%) | KCU (Дж/см2) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Нормализация 870–890 °C, отпуск 570–600 °C | до 100 | ≥350 | ≥600 | ≥14 | ≥25 | ≥29 |
| Закалка 920–950 °C, отпуск 570–650 °C | – | ≥400 | ≥650 | ≥14 | ≥30 | ≥49 |
Если сравнивать нормализацию с закалкой (с последующим отпуском), то при закалке можно достичь более высоких значений предела текучести (σ0,2 ≥400 МПа) и временного сопротивления разрыву (σв ≥650 МПа), а также повысить ударную вязкость (KCU). Однако повышается жёсткость, и в случае сварочных работ потребуются дополнительные меры по подогреву и снятию сварочных напряжений.
Технологические свойства
| Свойство | Показатель |
|---|---|
| Свариваемость | Приемлемая: РДС, АДС под газовой защитой, ЭШС. Рекомендуется прогрев и термообработка для снижения рисков образования трещин. |
| Обрабатываемость резанием | Оптимальна при твёрдости ~156 HB, упрощая механическую обработку (резку, фрезерование, сверление). |
| Флокеночувствительность | Не чувствительна |
| Склонность к отпускной хрупкости | Не склонна |
Как и другие низколегированные литейные стали, 35ГСЛ требует соблюдения грамотных режимов сварки, поскольку повышенный марганец и кремний при неправильном температурном режиме могут привести к структурным дефектам и трещинообразованию.
Литейные свойства
| Наименование | Значение |
|---|---|
| Температура начала затвердевания | ≈1487 °C |
| Показатель трещиноустойчивости | 1,0 |
| Склонность к образованию усадочных раковин | 1,2 |
| Жидкотекучесть | 0,9 |
| Линейная усадка | 2,2–2,3% |
| Склонность к образованию усадочной пористости | 1,0 |
При проектировании литниковой системы следует учитывать повышенную склонность (1,2) к образованию усадочных раковин. Чтобы предотвратить дефекты в крупных и толстостенных отливках, нужны правильные расчёты питателей, температура заливки и оптимальный температурный режим охлаждения формы.
Заключение
Сталь 35ГСЛ сочетает в себе достоинства умеренного содержания углерода (около 0,35%) и добавленных марганца (до 1,4%) и кремния (до 0,8%). Благодаря этому она хорошо подходит для изготовления литых деталей механического оборудования, где важно выдерживать ударные и циклические нагрузки. При соблюдении надлежащих режимов литья, термообработки и сварки можно получить высоконадежные узлы с длительным сроком службы.
Информация о стали 35ГСЛ предоставлена на основе материалов из книги «Марочник сталей и сплавов» (авт. В. Г. Сорокин, В. А. Мирмельштейн, изд. 1989 г.) и практического опыта специалистов «ОборонСпецСплав».