Сталь 50ХН

Сталь 50ХН — свойства, состав, термообработка

Определение стали 50ХН

Сталь 50ХН — конструкционная легированная хромоникелевая сталь, применяемая для изготовления ответственных деталей, работающих под высокими нагрузками. Благодаря сочетанию прочности, износостойкости и хорошей обрабатываемости, она широко используется в машиностроении и металлургии.

Это надёжная конструкционная легированная сталь, применяемая для изготовления валков, валов‑шестерен, зубчатых колёс и других ответственных деталей. Она сочетает высокую прочность, износостойкость и хорошую обрабатываемость, что делает её востребованной в машиностроении и металлургии. Состав и свойства стали регулируются ГОСТ 4543-71 (заменен на ГОСТ 4543-2016) — легированные конструкционные стали.

Химический состав стали 50ХН

Согласно ГОСТ 4543‑71, сталь 50ХН содержит:

Элемент Содержание, %
Углерод (C) 0,46–0,54
Кремний (Si) 0,17–0,37
Марганец (Mn) 0,50–0,80
Никель (Ni) 1,00–1,40
Хром (Cr) 0,45–0,75
Медь (Cu) ≤0,30
Сера (S) ≤0,035
Фосфор (P) ≤0,035

Этот состав обеспечивает высокую прочность и хорошую закаливаемость.

Физические свойства

  • Плотность: ~7860 кг/м³
  • Температура ковки: начало 1200 °C, конец 800 °C
  • Коэффициент линейного расширения: 11,8–14 ×10⁻⁶ 1/°C
  • Теплопроводность: 32–43 Вт/(м·°C)
  • Удельное электросопротивление: ~0,7–0,9 Ом·мм²/м

Механические свойства стали 50ХН

После закалки и отпуска сталь приобретает:

  • Предел прочности (σв): 980–1670 МПа
  • Предел текучести (σ0,2): 640–1470 МПа
  • Твёрдость после отжига: до HB 207 МПа
  • Относительное удлинение (δ5): 8–12%
  • Ударная вязкость (KCU): 490 кДж/м²

Сталь 50ХН отличается высокой прочностью и износостойкостью, но чувствительна к флокенам и склонна к отпускной хрупкости.

Применение стали 50ХН

Благодаря прочности и износостойкости сталь 50ХН используется для изготовления:

  • валков для горячей прокатки;
  • валов‑шестерен и зубчатых колёс;
  • бандажей и коленчатых валов;
  • шатунов и болтов;
  • выпускных клапанов;
  • других крупных ответственных деталей машиностроения.

Сварка и обработка стали 50ХН

Сварка стали 50ХН практически не применяется из‑за склонности к образованию трещин. Для соединения деталей используют механические методы.

Обработка резанием возможна в нормализованном и отпущенном состоянии при твёрдости HB 170–217. В закалённом состоянии обработка затруднена и требует применения твёрдосплавного инструмента.

Термообработка включает: закалку при 810–840 °C с охлаждением в воде или масле; отпуск при 180–600 °C в зависимости от требуемых свойств.

Сравнение стали 50ХН с аналогами

Марка Отличия
40Х менее прочная и вязкая, используется для средненагруженных деталей
50Х содержит только хром, без никеля; прочность ниже, чем у 50ХН
40ХН ниже прочность, но выше пластичность
60ХГ более твёрдая, но менее вязкая
50ХН оптимальный баланс прочности и вязкости