Сталь 60С2А: характеристики, применение, состав, аналоги

Механические свойства стали, изготовленной с применением легирующих добавок, отвечают строгим требованиям для использования в промышленности. Для получения стали с определенными свойствами в процессе выплавки вводят кремний, марганец, хром, титан, молибден, вольфрам, никель и другие химические элементы. Одной из выплавляемых марок спецсталей является 60С2А, которая обладает высокой прочностью и выраженными пружинящими свойствами. Главной особенностью этой стали является увеличенный предел текучести. Эта особенность дает возможность изготавливать различные изделия с пружинящими свойствами.

Химический состав

Сталь марки 60С2А кроме железа содержит около 0,6% углерода, от 1,6 до 2% кремния, от 0,6 до 0,9% марганца, до 0,3% хрома, до 0,25% никеля и до 0,2% меди. Кроме этого допускаются примеси серы и фосфора в количестве до 0,025%.

Назначение легирующих компонентов

Сталью называется сплав железа с углеродом в количестве до 2,06%. Увеличение количества углерода повышает чувствительность к термообработке, прокаливаемости, возможности получить большую прочность и твёрдость. Но вместе с тем снижается пластичность, металл становится хрупким, неспособным выдерживать ударные нагрузки.

Чтобы сбалансировать свойства материала, получить одновременно противоположные характеристики (твёрдость и вязкость, прочность и коррозионную стойкость) снизить влияние примесей, от которых невозможно полностью избавиться, в состав стали 60С2А входят легирующие компоненты. Они позволяют нивелировать недостатки вносимые высоким количеством углерода. А в чем-то заменять его, получая даже более высокие результаты.

Кремний вводится в состав с целью раскисления. Обладая большим, чем железо сродством к кислороду, он вытесняет его из окислов в расплаве.

Кроме раскисления в количествах до 1% кремний благотворно влияет на прочность и упругость.

Марганец, подобно кремнию, вытесняет железо из окислов. Кроме этого он не даёт образовываться сульфидам железа, повышающих склонность к образованию закалочных трещин, возникающих при термическом упрочнении деталей сложной формы.

Включение марганца в лигатуру до 1%, подобно кремнию, повышает прочность и ударную вязкость. В больших количествах он вызывает рост зерна, снижающих прочностные показатели, в частности способность держать ударные нагрузки.

Таким образом, кремний совместно с марганцем взаимно дополняют друг друга в составе. Они совместно увеличивают прочность, выносливость и вязкость. Но не дают развиваться причинам, приводящим к повышенной хрупкости сплава.

Хром так же, как и кремний с марганцем имеет большее, чем железо сродство к кислороду. Он оказывает содействие защите расплава от окисления, увеличивает прокаливаемость.

Никель участвует в защите сплава от коррозии и, в небольших количествах, снижает склонность к закалочным трещинам.

Медь в небольших (до 1%) количествах повышает прочность и стойкость против коррозии. В более высоких концентрациях она приводит к выпадению интерметаллидов по границам зёрен, что существенно меняет механические свойства при отпуске.

Сопоставляя химический состав и влияние отдельных компонентов на свойства сплава, можно предположить, что марка 60С2А должна обладать высокой прочностью, упругостью, ударной вязкостью, достигаемыми при соблюдении специальных приёмов термической обработки.

сталь 60С2А

Главная->Справочник->Марочник сталей->Конструкционная сталь

сталь 60С2Н2А Cталь 45ХН

Марка 60С2А – назначение

Конструкционная рессорно-пружинная сталь 60С2А используется для изготовления тяжело нагруженных пружин, пружинных колец, торсионных валов, цанг, пружинных шайб, фрикционных дисков, других изделий работающих при температурах до 2500С.

Дополнительные сведения. При нагреве материала рост зерна не происходит. Сталь 60С2А повышено склонна к обезуглероживанию; после термообработки обладает высокой прочностью/ упругостью, хорошей сопротивляемостью знакопеременным/ ударным нагрузкам; после изотермической закалки материал приобретает наилучшие свойства.

Сталь 60С2А – отечественные аналоги

Марка металлопроката	Заменитель
60С2	50ХФА
	60С2Г
	60С2Н2А

Материал 60С2А – характеристики

Марка	Классификация	Вид поставки	ГОСТ	Зарубежные аналоги
60С2	Сталь конструкционная рессорно-пружинная	Сортовой прокат	14959–79	есть
		Лента	2283–79
			2284–79
			21996–76
			21997–76
		Проволока	14963–78

Марка 60С2А – технологические особенности

Термообработка

Режим	Охлаждающая среда	t, 0С
Закалка	масло	870
Отпуск	420

Ковка

Вид полуфабриката	t, 0С	Охлаждение
		Размер сечения	Условия
		мм
Слиток	1200–800	до 300	Низкотемпературный отжиг
			Переохлаждение
Заготовка		до 250	На воздухе
		251–300	В яме

Сварка

Свариваемость

для сварных конструкций не применяется

Флокеночувствительность

Не чувствительна.

Резка

Исходные данные			Обрабатываемость резанием Κυ
Состояние	HB, МПа	σΒ, МПа	твердый сплав	быстрорежущая сталь
горячекатаное	270–320	1100	0,70	0,27

Склонность к отпускной хрупкости

Не склонна.

Сталь 60С2А – химический состав

Массовая доля элементов не более, %:

Кремний	Марганец	Медь	Никель	Сера	Углерод	Фосфор	Хром
1,6–2	0,6–0,9	0,2	0,25	0,025	0,58–0,63	0,025	0,3

Материал 60С2А – механические свойства

Сортамент	ГОСТ	Размеры – толщина, диаметр	Режим термообработки	t	KCU	ψ	δ5	σT	σв
		мм		0С	кДж/м2	%	%	МПа	МПа
Прокат	14959–79		Закалка (масло)	870		20	6	1375	1570
			Отпуск	470
Лента отожжен.	2283–79	0,1–4	8	880
нагартован.			780–1180

Твердость, Мпа

Сортамент	ГОСТ	HB 10-1
Прокат после отжига	14959–79	269
без термообработки	14959–79	302

Температура критических точек, 0С

Критические точки	Ac1	Ac3	Ar1	Ar3	Mn
Температура	770	820	700	770	305

Ударная вязкость, Дж/см2

Режимы термообработки	Среда	t	KCU при температурах
		0С	-700С	-600С	-400С	-300С	-200С	00С	+200С
Закалка	масло	860	34						39
Отпуск	воздух	425

Предел выносливости, Па

Состояние			τ−1	σ−1
σв	Термообработка	t
МПа		0С	МПа	МПа
1380	Закалка (масло)	860		637
	Отпуск	550

Марка 60С2А – физические свойства

t	ρ	R 109	E 10-5	λ	α 106	C
0С	кг/м3	Ом·м	МПа	Вт/(м·град)	1/Град	Дж/ (кг·град)
20	7680	2.12	28
100	7660	2.06	29	11.8	510
200	7630	1.98	29	12.7	510
300	7590	1.92	30	13.3	520
400	7570	1.81	30	13.7	535
500	7520	1.78	30	14.1	565
600	1.58	29	14.5	585
700	1.44	29	14.4	620
800	1.34	28	12.2	700

Сталь 60С2А – точные и ближайшие зарубежные аналоги

Англия

Болгария

Германия

Китай

Польша

США

Франция

Япония

BDS

DIN, WNr

—

AFNOR

JIS

251H60

60S2A

60MnSiCr4

60SiCr7

65Si7

60Si2Mn

60S2A

9260

G92600

61SiCr7

SUP6

SUP7

Материал 60С2А – область применения

Сталь марки 60С2А используют в машиностроении для изготовления изделий пружинного типа, работающих при температурах до 2500С.

Условные обозначения

Механические свойства

HRCэ	HB	KCU	ψ	δ5	σT	σв
МПа	кДж / м2	%	%	МПа	МПа
Твердость по Роквеллу	Твердость по Бринеллю	Ударная вязкость	Относительное сужение	Относительное удлинение при разрыве	Предел текучести	Предел кратковременной прочности

Κυ	σ0,2	τ−1	σ−1
Коэффициент относительной обрабатываемости	Условный предел текучести с 0,2% допуском при нагружении на значение пластической деформации	Предел выносливости при кручении (симметричный цикл)	Предел выносливости при сжатии-растяжении (симметричный цикл)

N	число циклов деформаций/ напряжений, выдержанных объектом под нагрузкой до появления усталостного разрушения/ трещины

Свариваемость

Без ограничений	Ограниченная	Трудно свариваемая
Подогрев	нет	до 100–1200С	200–3000С
Термообработка	нет	есть	отжиг

Физические свойства

R	Ом·м	Удельное сопротивление
ρ	кг/м3	Плотность
C	Дж/(кг·град)	Удельная теплоемкость
λ	Вт/(м·град)	Коэффициент теплопроводности
α	1/Град	Коэффициент линейного расширения
E	МПа	Модуль упругости
t	0С	Температура

Купить конструкционную рессорно-пружинную сталь 60С2А в Санкт-Петербурге Вы можете по телефону +. Специалисты оформят заказ, сориентируют по сортаменту, ценам, условиям доставки.

Cталь 30ХГТ Cталь 35ХН1М2ФА Cталь 40 Cталь 40Г Cталь 45ХН Марка А20 Марка А30 Сталь 08 Сталь 08кп Сталь 08пс Сталь 08Ю Сталь 09Г2 Сталь 09Г2С Сталь 10 Сталь 10Г2 Сталь 10Г2БД Сталь 10Г2С1 Сталь 10кп Сталь 10пс Сталь 10Х14Г14Н4Т Сталь 10ХНДП Сталь 10ХСНД Сталь 12ГС Сталь 12К Сталь 12Х18Н10Т Сталь 12Х2Н4А Сталь 12ХН2 Сталь 12ХН2А Сталь 12ХН3А Сталь 14Г2 Сталь 14Г2АФ Сталь 14Х2ГМР Сталь 14ХГС Сталь 15 Сталь 15Г Сталь 15Г2АФДпс Сталь 15Г2СФД Сталь 15К Сталь 15кп Сталь 15пс Сталь 15Х Сталь 15ХСНД Сталь 15ХФ Сталь 16Г2АФ Сталь 16ГС Сталь 16К Сталь 17Г1С Сталь 17ГС Сталь 18Г2АФпс Сталь 18К Сталь 18кп Сталь 18Х2Н4ВА Сталь 18Х2Н4МА Сталь 18ХГТ Сталь 20 Сталь 20Г Сталь 20К Сталь 20кп Сталь 20пс Сталь 20Х Сталь 20Х2Н4А Сталь 20ХГ2Ц Сталь 20ХГНР Сталь 20ХГР Сталь 20ХГСА Сталь 20ХН Сталь 20ХН2М Сталь 20ХН3А Сталь 20ХН4ФА Сталь 20ХНР Сталь 22К Сталь 25 Сталь 25Г2С Сталь 25пс Сталь 25ХГСА Сталь 25ХГТ Сталь 30 Сталь 30X Сталь 30Г Сталь 30ХГС Сталь 30ХГСА Сталь 30ХГСН2А Сталь 30ХН2МА Сталь 30ХН2МФА Сталь 30ХН3М2ФА Сталь 31Х19Н9МВБТ Сталь 33ХС Сталь 34ХН1М Сталь 34ХН3М сталь 35 Сталь 35Г Сталь 35Г2 Сталь 40Г2 Сталь 40Х Сталь 40Х2Н2МА Сталь 40ХС Сталь 40ХФА Сталь 45 Сталь 45Г Сталь 45Г2 Сталь 45Х сталь 60С2А сталь 60С2Н2А сталь 60С2ХА сталь 60С2ХФА сталь 65 сталь 65Г сталь 65С2ВА сталь 70 сталь 70С3А сталь А12 Сталь А40Г Сталь ВСт3кп Сталь обыкновенного качества ВСт2кп Сталь обыкновенного качества ВСт2пс Сталь обыкновенного качества ВСт2сп Сталь обыкновенного качества ВСт3Гпс Сталь обыкновенного качества ВСт3пс Сталь обыкновенного качества ВСт3сп Сталь обыкновенного качества ВСт4кп Сталь обыкновенного качества Вст4пс Сталь обыкновенного качества ВСт5пс Сталь обыкновенного качества ВСт5сп Сталь обыкновенного качества ВСт6сп Сталь обыкновенного качества Ст0 Сталь ОсВ Сталь ШХ15 Сталь ШХ15СГ Сталь ШХ4

Механические свойства стали 60С2А

Прочностные свойства 60С2А определяются режимами проведенной термообработки. Поскольку интерес представляют эксплуатационные характеристики деталей, в статье не рассматриваются показатели стали в отливках. Они представляют практический интерес только для технологов крупных металлообрабатывающих предприятий, занимающихся изготовлением металлопроката.

Здесь будут рассмотрены прочностные показатели товарной стали в виде круга и ленты.

Как уже говорилось в общем описании марки 60С2А, оптимальные показатели достигаются при закалке в масле и последующем отпуске с целью снятия внутренних напряжений.

Круглая сталь после закалки и отпуска имеет предел прочности 12,7 кг/кв. мм, условный предел текучести 11,7 кг/кв. мм. Близость предела текучести к пределу прочности говорит о высоких упругих свойствах стали.

Предел выносливости 60С2А при симметричном цикле на растяжение равен 49 кг/кв. мм, на кручение 29,5 49 кг/кв. мм.

Чтобы понимать значение приведённых чисел, стоит вспомнить, что предел прочности стали 3 составляет около 37 кг/кв. мм.

Общая характеристика стали

Кстати, такой сплав металла, как сталь, можно встретить в автомобилестроении, когда необходимо изготовить какие-то запчасти для машин. Прекрасно этот сплав подходит для изготовления деталей для летательного аппарата, разнообразных приборов, а также еще множества строительных конструкций и некоторых инструментов.
Такое широкое применение стали оправдано тем, что этот сплав имеет много положительных свойств:

Физико-химические.
Механические.
Технологические.

Если попытаться изменить химический состав этого широко распространенного сплава, то тогда можно получить его с различными свойствами. Такое различие позволит использовать его во многих отраслях, не только в тех, которые связаны с техникой, но и с народным хозяйством.

Все углеродистые сплавы имеют классификацию. В основе такого деления могут лежать следующие факторы:

Содержание углерода.
Назначение.
Качество.
Степень раскисления.
Структура в равновесном состоянии.

Применение марки 60С2А

Сфера использования стали определяется её свойствами. Сталь 60С2А широко применяется для изготовления тяжелонагруженных элементов конструкций, испытывающих знакопеременные нагрузки.

Это – разнообразные пружины, фрикционные диски, шайбы Гровера, пружинные кольца, цанги, торсионы – упругие стержни, работающие на кручение. Последние встречаются в подвесках тяжелой гусеничной и колёсной техники, упругих валах многопоточных редукторов, передающих большую мощность.

Стандарты

Название	Код	Стандарты
Листы и полосы	В23	ГОСТ 103-2006
Сортовой и фасонный прокат	В32	ГОСТ 1051-73, ГОСТ 7417-75, ГОСТ 7419-90, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78, ГОСТ 14955-77, ГОСТ 14959-79, TУ 14-1-2118-77, TУ 14-1-501-73, TУ 14-11-245-88, TУ 14-136-367-2008
Сортовой и фасонный прокат	В22	ГОСТ 1133-71, ГОСТ 2590-2006, ГОСТ 2591-2006, ГОСТ 2879-2006
Проволока стальная средне- и высокоуглеродистая	В72	ГОСТ 26366-84
Листы и полосы	В33	ГОСТ 4405-75, TУ 14-1-1409-75, TУ 14-1-1986-77, TУ 14-130-278-96
Ленты	В34	СТП М334-80

Технологические свойства

Название	Значение
Свариваемость	не применяется для сварных конструкций
Склонность к отпускной хрупкости	не склонна
Температура ковки	Начала — 1200 °C, конца — 800 °C. Охлаждение заготовок сечением до 250 мм на воздухе, 251-300 мм — в яме
Флокеночувствительность	не чувствительна
Обрабатываемость резаньем	В горячекатаном состоянии при НВ 270-320 и sВ=1080 МПа Kn тв.спл.=0,70 Kn б.ст.=0,27

Свойства материала

На основании вида температурной обработки определяется прочностные параметры и твердость изделия. Характеристики пружинной стали 60С2А в отливках, кругах и лентах отличаются. В данном случае рассматриваются качества сплава на последних двух примерах.

Круги характеризуются прочностью 129 МПа и пределом текучести 117 МПа. Это обеспечивает их упругость. Для сравнения: предел прочности СТ3 равен 370 МПа. Выносливость при растяжении составляет 490 МПа, на кручение – 295 МПа.

В качестве способа термической обработки чаще всего используется закалка. Она осуществляется с остыванием в масле, после чего производится отпуск для исключения остаточных напряжений.

Механические характеристики

Сечение, мм	t отпуска, °C	sТ\|s0,2, МПа	σB, МПа	d5, %	y, %	кДж/м2, кДж/м2	Твёрдость по Бринеллю, МПа	HRC
Листовой прокат. Изотермическая закалка с выдержкой при 290 °С
≤60	—	≥1720	≥1950	≥10	≥46	≥716	—	—
Сортовой прокат. Закалка в масло с 880-890 °С + Отпуск
—	200	—	—	—	—	≥226	—	≥59
Листовой прокат. Изотермическая закалка с выдержкой при 290 °С + Отпуск при 325 °С
≤60	—	≥1760	≥1920	≥8	≥45	≥490	—	—
Сортовой прокат. Закалка в масло с 880-890 °С + Отпуск
—	250	≥2270	≥2380	—	≥28	≥265	—	≥58
—	300	≥2210	≥2340	≥6	≥26	≥255	—	≥58
Пружины. Отжиг при 860 °С, горячая навивка при 850-890 °С. Закалка в масло с 850-870 °С + Отпуск при 400-420 °С
—	—	—	—	—	—	—	420-475	—
Сортовой прокат. Закалка в масло с 870 °С + Отпуск при 420 °С, охлаждение в масле
15-30	—	≥1570	≥1760	≥5	≥20	≥285	—	—
Сортовой прокат. Закалка в масло с 880-890 °С + Отпуск
—	350	≥2020	≥2240	≥8	≥26	≥226	—	≥57
Сортовой прокат. Сталь категорий: 3, 3А, 3Б, 3В, 3Г, 4, 4А, 4Б. Закалка в масло с 870 °С + отпуск при 470 °С
—	≥1325	≥1470	≥6	≥25	—	—	—
Сортовой прокат. Закалка в масло с 880-890 °С + Отпуск
—	400	≥1830	≥1990	≥8	≥38	≥363	—	≥52
—	450	≥1600	≥1730	≥9	≥39	≥520	—	≥48
—	500	≥1400	≥1530	≥10	≥38	≥461	—	≥44
—	550	≥1240	≥1380	≥10	≥38	≥589	—	≥40

Физические характеристики

Температура	Е, ГПа	G, ГПа	r, кг/м3	l, Вт/(м · °С)	a, 10-6 1/°С	С, Дж/(кг · °С)
0	212	82	7680	28	—	—
20	212	—	7680	28	—	—
100	206	80	7660	29	118	510
200	198	77	7630	29	127	510
300	192	74	7590	30	133	520
400	181	69	7570	30	137	535
500	178	68	7520	30	141	565
600	158	60	—	29	145	585
700	144	54	—	29	144	620
800	134	50	—	28	144	620
1000	—	—	—	—	122	700

Расшифровка марки

В обозначении марки стали присутствует набор букв и цифр, каждая из которых обозначает процентное содержание элементов и их название:

Масса углерода, которая выражается сотыми долями процента;
Одна или несколько букв выражают легирующий элемент;
Доля процента, округленная до целого значения.

Содержание элементов в стали 60С2А, %:

С	Si	Mn	S	P	Cr	Ni	Cu
0.58−0.63	1.6−2.0	0.6−0.9	<0.025	<0.025	<0.3	<0.25	<0.2

При выборе такого материала, как рессорно-пружинная сталь, очень важно правильно подобрать химсостав и механические свойства. ГОСТ на изделия из рессорно-пружинной стали определяется сортаментом и рядом других параметров

На химсостав и свойства оказывает влияние содержание входящих элементов:

C-углерод, определяет структуру и характеристики, повышенное содержание углерода приводит к хладноломкости, снижает вязкость. Пластичность и прочность падает при содержании углерода более 1%. Углерод оказывает влияние на механические свойства, такие как ковкость, свариваемость, механическая обработка.
Si-кремний, является раскислителем и одним из главных легирующих элементов, который способствует износостойкости, термическому упрочнению, играет роль в увеличении упругости, текучести. Оказывает влияние на закаливаемость.
Mn-марганец, влияет на качество, являясь раскислителем, который применяют для удаления серы, фосфора и кислорода. Благоприятно влияет на структуру металла и механические свойства: свариваемость, ковкость.
Cr-хром, является легирующим элементом. Хром увеличивает устойчивость к оксидированию и коррозии, повышает прочность при высоких температурах, а также увеличивает стойкость к абразивному износу.
Ni-никель, является элементом, который повышает прочность. Никель увеличивает коррозионную стойкость, повышает способность к термическому упрочнению, способствует увеличению вязкости и прочности.
Cu-медь, повышает устойчивость к коррозии, увеличивает прочностные свойства. При повышении содержания меди ухудшается качество поверхности при горячей обработке.
S-сера, является нежелательным элементом, повышение содержания серы увеличивает красноломкость, отрицательно влияет на пластичность, свариваемость и ударную вязкость.
P-фосфор, ухудшает пластичность и вязкость, повышает склонность к хладноломкости. Однако повышенное содержание фосфора улучшает механическую обработку.

Номенклатура продукции

Сталь 40х — характеристики и применение

Велик сортамент продукции, изготавливаемой из 60С2А, а также аналогичных сталей, таких как: 60С2, С60, 65 г, 60С2ХА, 60СА2.

Различают следующие виды проката по ГОСТ: полоса, прокат, пруток калиброванный, лента, кованые заготовки, поковки.

К зарубежным аналогам стали 60С2А относят:

Польша-60S2A;
Германия-60MnSiCr4;
Япония-SUP 6, SUP 7;
Болгария-60S2A;
Китай-60Si2Mn;
США-9260,G92600;
Франция-61 SiCr7;
Англия-251 H60.

В настоящее время ведутся разработки новых конструкционных марок, обладающих аналогичными свойствами, внедряются новые методы получения качественных и механических характеристик с уменьшением энергозатрат на производство.

Механические характеристики

Сечение, мм	t отпуска, °C	sТ\|s0,2, МПа	σB, МПа	d5, %	y, %	кДж/м2, кДж/м2	HRC
Листовой прокат. Закалка в масло с 880 °С + Отпуск при 450-550 °С
≤80	—	≥1540	≥1640	≥10	≥35	≥432	45-49
Сортовой прокат. Закалка в масло с 880-890 °С + Отпуск
—	200	—	—	—	—	≥294	≥59
Листовой прокат. Изотермическая закалка с выдержкой при 290 °С
≤60	—	≥1780	≥1960	≥11	≥39	≥736	—
Сортовой прокат. Закалка в масло с 880-890 °С + Отпуск
—	250	≥2190	≥2340	≥6	≥20	≥294	≥58
Листовой прокат. Изотермическая закалка с выдержкой при 290 °С (1 ч) + Отпуск при 325 °С
≤60	—	≥1810	≥1960	≥8	≥38	≥657	45-51
Сортовой прокат. Закалка в масло с 880-890 °С + Отпуск
—	300	≥2180	≥2340	≥6	≥22	≥314	≥58
Сортовой прокат. Закалка в масло с 850 °С + Отпуск при 410 °С, охлаждение в масле
10-20	—	≥1670	≥1860	≥5	—	—	—
Сортовой прокат. Закалка в масло с 880-890 °С + Отпуск
—	350	≥2160	≥2240	≥6	≥24	≥324	≥57
Сортовой прокат. Сталь категорий: 3, 3А, 3Б, 3В, 3Г, 4, 4А, 4Б. Закалка в масло с 870 °С + отпуск при 470 °С
—	≥1470	≥1670	≥6	≥25	—	—
Сортовой прокат. Закалка в масло с 880-890 °С + Отпуск
—	400	≥1870	≥1930	≥7	≥29	≥363	≥53
—	450	≥1690	≥1810	≥8	≥35	≥383	≥49
—	500	≥1540	≥1640	≥10	≥35	≥432	≥46
—	550	≥1440	≥1530	≥10	≥37	≥461	≥43