35 сталь свойства и противопоказания
Для создания различных деталей и механизмов могут применяться самые различные материалы. Среди металлов следует отметить сталь 35. Она относится к классу углеродистых конструкционных сталей высокого качества, считается самым доступным предложением. Сталь 35 (ГОСТ 1050-88 ранее определял основные качества и химический состав, сейчас ему на смену пришел ГОСТ 1050-2013) применяют для получения промышленного крепежа различного типа.
Сталь 35
Основные характеристики
Основные характеристики во многом определяют область применения металла. Сталь 35 характеризуется следующими качествами:
- Плотность Стали 35 составляет 7826 кг/м3 при температуре 20 градусов Цельсия. Стоит учитывать, что показатель снижается при повышении температуры. Серьезное повышение температуры приводит к перестроению структуры, она становится более пластичной. Показатель плотности учитывается при проведении различных расчетов. К примеру, нужно проводить расчет оказываемого давления на несущие конструкции.
- При выборе металла уделяется внимание показателю твердости. В рассматриваемом случае твердость составляет 163 МПа. Сталь М35 может подвергаться различной термической обработке, которая направлена на повышение твердости поверхностного слоя. Часто в качестве термической обработки применяется технология нормализации, которая делает структуру более однородной и устойчивой к воздействию высоких нагрузок.
- Степень свариваемости ограничена. Именно поэтому рекомендуется проводить предварительный подогрев заготовки. За счет подогрева структуры стало возможным использование различных технологий сваривания. Для повышения качества получаемого шва после сварки проводится дополнительная термическая обработка.
- Структура не склонна к отпускной хрупкости. При термической обработке выполняется отпуск, который снижает внутренние напряжения. Слишком высокая хрупкость определяет то, что при ударе и другой динамической нагрузке могут появляться структурные трещины.
- Материал подвергается резанию. Это свойство определяет то, что материал часто поставляется на машиностроительные заводы где устанавливается большое количество токарного и фрезеровального оборудования. Поставляемые заготовки могут обрабатываться при использовании обычных резцов. Существенно повысить качество и скорость обработки можно за счет использования резцов с твердосплавными пластинами.
Механические свойства ст 35
Рассматриваемый металл может подвергаться ковке при температуре 1280 градусов Цельсия. Охлаждение может проводится при применении масла или на открытом воздухе, выбор проводится в зависимости от размеров заготовки.
Химический состав
Различные химические элементы могут изменять эксплуатационные характеристики получаемых материалов. Марка стали 35 характеризуется следующим соотношением химических элементов:
- Основной состав представлен железом. Он включается в состав практически всех сплавов, в данном случае концентрация около 97%.
- Твердость и другие качества связаны с углеродом. В рассматриваемом случае концентрация этого химического элемента составляет от 0,32 до 0,4%.
- В состав включается кремний, марганец и никель. Они определяют основные эксплуатационные характеристики. Концентрация никеля не более 0,25%, марганца в диапазоне от 0,5 до 0,8%. На кремний приходится всего 0,17-0,37% состава.
Лист стальной 140х500 мм сталь 35
Вредные компоненты выдерживаются в определенном диапазоне, что позволяет выдерживать более высокие эксплуатационные характеристики. Современные технологии производства позволяют повысить качество материала.
Расшифровка стали: индекс 35 показывает, что в сплаве содержится 0,35% углерода, а остальные элементы составляют незначительное количество.
Применение стали 35
Как ранее было отмечено, рассматриваемый металл получил широкое применение. Это связано с низкой стоимостью производства и довольно высокими эксплуатационными характеристиками. Сплав часто применяется при получении следующих деталей:
- Характеризующиеся низкой прочностью и испытывающие небольшие напряжения. В эту группу относят коленчатые валы, оси, цилиндры, обод, траверсы и другие.
- Различных крепежных элементов: болты, гайки и шпильки. Они обходятся дешево, но при этом не могут эксплуатироваться при изготовлении износостойких деталей.
При выборе этого сплава следует учитывать, что из-за достаточно высокой концентрации углерода существенно снижается степень свариваемости. Поэтому заготовки в большинстве случаев поставляются для механической обработки. Устойчивость к коррозии средняя, получаемые детали могут применяться в умеренно агрессивной среде. Часто получаемые болты применяются при возведении фундамента или создании других несущих конструкций.
Скачать ГОСТ 1050-2013
Аналоги сталь 35 обладают схожим химическим составом и свойствами, маркируются при применении стандартов ГОСТ. В других странах применяются свои стандарты. К примеру, в США аналоги получили название 1034, 1035, из Китая поставляют сплавы ML35 и ZG270-500. Более доступным предложением можно назвать металлы, которые производятся отечественными компаниями.
Характеристики стали 35 позволяют классифицировать ее как конструкционный сплав, широко применяющийся в промышленности для производства крепежных элементов. Хотя отсутствие в составе дорогих добавок снижает прочностные свойства материала, однако делает его одним из самых доступных для применения.
Химический состав 
Регламентировавший ранее состав и характеристики стали 35 ГОСТ 1050-88 заменен на другой стандарт. Особенности ее производства и обработки сегодня определяются ГОСТом 1050-2013. Расшифровка маркировки указывает на содержание в металле главного элемента – углерода – 0,35%. Доля других добавок также невелика:
- никеля – 0,25%;
- марганца – 0,5-0,8%;
- кремния – 0,17-0,37%;
- меди и хрома – до 0,25%;
- серы и фосфора – не более 0,3-0,35%;
- мышьяка – 0,08%.
Заменители стали 35 отличаются, в основном, массовой долей углерода:
- 30;
- 35Г;
- 40.
Несмотря на эти отличия, свойства аналогов практически идентичны. Сплав имеет множество аналогов и за рубежом:
- 1034, 1038 – в Соединенных Штатах;
- 1.0501, С35, Сk35 – Германии;
- 1С35, RF36 – Франции;
- 080А32, 080А35 – Великобритании;
- С35 – Италии;
- С36 – Бельгии;
- 1572 – Швеции;
- 1.1181, С35Е – Евросоюзе;
- S35C, SWRCH35K – Японии;
- ML35 – Китае.
Номенклатура выпускаемой продукции регламентируется множеством стандартов и поставляется на рынок в виде:
- сортового проката;
- калиброванного и шлифованного прутка;
- толсто- и тонколистовой стали;
- серебрянки;
- ленты и полосы;
- проволоки;
- поковок;
- разнообразных труб.
Физические свойства
От химического состава зависят основные характеристики и применение стали 35.
Плотность металла с повышением температуры уменьшается. В диапазоне от 20 до 800 градусов она изменяется с 7826 до 7600 кг/м3. Одновременно увеличивается пластичность стали. Показатель плотности необходим при расчете величины нагрузки на несущие элементы конструкции.
С увеличением температуры изменяются и другие физические свойства материала:
- удельное электросопротивление – от 251 до 1156*109 Ом*м при 900 градусах;
- удельная теплоемкость – 469-699 Дж/кг*град;
- коэффициент линейного расширения – с 12 до 13,9 1/град;
- коэффициент теплопроводности уменьшается с 49 до 28 Вт/м*град;
- уменьшается и модуль упругости в интервале 20-400 градусов с 2,06*10-5 до 1,68*10-5 МПа.
Механические параметры
Твердость сплава равна 163 МПа. Показатель можно увеличить с помощью термической обработки. Чаще всего для этой цели используется режим нормализации, который упорядочивает структуру металла и увеличивает поверхностную твердость.
Свариваемость стали марки 35 ограниченная. Поэтому для заготовок чаще выбирают механические способы обработки. Но предварительный подогрев заготовки дает возможность применения разных технологий сварки:
- аргонодуговой;
- электродуговой ручной;
- электрошлаковой.
Для упрочнения и зачистки сварного шва рекомендуется последующая термообработка.
Склонность к отпускной хрупкости отсутствует, что снижает вероятность образования структурных трещин при динамических нагрузках. Операция отпуска, которая сопутствует термообработке, в значительной степени снимает внутренние напряжения.
Способность к обработке резанием достаточно высокая, что позволяет с особой точностью придавать нужную форму деталям даже с помощью обычных инструментов. А применение резцов с твердосплавными элементами дает возможность увеличить скорость и точность обработки в несколько раз.
Флокеночувствительность металл не проявляет.
Коррозионная устойчивость сплава невысока, несмотря на присутствие в составе никеля. Но она достаточна для использования изделий в средах с низкой агрессивностью
Термическая обработка
Для улучшения механических свойств стали 35 используют термообработку. После закалки и отпуска происходит:
- снижение внутренних напряжений;
- улучшение структуры мартенсита;
- повышение прочности и вязкости без заметной потери твердости.
Различают термообработку двух видов:
- поверхностную, когда затрагивается небольшая глубина заготовки;
- объемную, при которой тепловое воздействие достигает всей глубины металла.
Закалка проводится в температурном диапазоне 860-900 градусов, в зависимости от толщины или диаметра заготовки. Рекомендуемое время выдержки составляет 2-2,5 часа, после чего применяется воздушное охлаждение.
После закалки производится отпуск стали путем нагрева до 600-650 градусов и постепенном остывании на воздухе с заданной скоростью. Отпуск уменьшает хрупкость и повышает вязкость материала. В некоторых случаях используется закалка с низким отпуском при 160-200 градусов.
В процессе резания на поверхности заготовки образуется слой с деформированной структурой и внутренними напряжениями. Со временем он может привести к изменению размеров изделия, что особенно актуально для сложных конструкций. Повысить стабильность структуры поверхностного слоя и сопротивление деформации поможет рациональный режим отжига при температуре 400 градусов.
Металл подвергается ковке в интервале 1280-750 градусов. Способ охлаждения выбирается в зависимости от толщины или сечения изделия. Для деталей толщиной до 800 мм используют воздушное охлаждение.
Преимущества и недостатки
Плюсы и минусы сплава обусловлены его механическими свойствами. Среди его достоинств:
- высокая устойчивость к ударным нагрузкам позволяет использовать его в производстве крепежных деталей;
- твердость в сочетании с низкой пластичностью востребованы в строительстве для изготовления несущих элементов;
- сталь не подвержена образованию трещин;
- доступная стоимость является одним из важных факторов высокого спроса на сталь 35;
- диапазон температур применения стали – от минус 40 до плюс 425 градусов.
Недостатки стали выражаются:
- в ограниченной свариваемости, которая ограничивает сферу ее применения;
- низкой антикоррозийной устойчивости;
- проявлении признаков «усталости» при долговременных механических нагрузках.
Область применения
Характеристики стали 35 определяют область ее применения. В машиностроении сталь используют для изготовления механизмов, не предназначенных для работы на износ:
- производства различного крепежа – болтов, гаек, фланцевых элементов;
- деталей, не требующих высокой прочности – коленчатых валов, цилиндров, дисков, ободов, шатунов.
В строительной отрасли сталь применяется:
- для сооружения трубопроводов;
- производства железобетонных плит;
- сантехнических изделий – эмалированных ванн, раковин;
- уголков и арматуры.
В быту используются изготовленные из стали 35:
- трубы разного диаметра;
- сетки и листы;
- прутья.
Хотя сталь 35 не демонстрирует высокие технологические характеристики, она находит широкое применение практически во всех отраслях промышленности. Свойства практичности и доступной стоимости обеспечивают ей востребованность на рынке металлопроката.
| Страна | Стандарт | Описание | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Россия | ГОСТ 1050-2013 | Металлопродукция из нелегированных конструкционных качественных и специальных сталей. Общие технические условия | |||||||||
Характеристики стали 35
| Классификация | Сталь конструкционная углеродистая качественная |
| Применение | Детали невысокой прочности, испытывающие небольшие напряжения: оси, цилиндры, коленчатые валы, шатуны, шпиндели, звездочки, тяги, ободы, траверсы, валы, бандажи, диски и другие детали. |
Химический состав 35
Массовая доля элементов стали 35 по
ГОСТ 1050-2013
| C (Углерод) | Si (Кремний) | Mn (Марганец) | P (Фосфор) | S (Сера) | Cr (Хром) | Ni (Никель) | Cu (Медь) | Fe (Железо) |
| 0,32 — 0,4 | 0,17 — 0,37 | 0,5 — 0,8 | остальное |
В стали марки 35, предназначенной для изготовления патентированной проволоки, массовая доля марганца должна быть от 0.30 % до 0,60 % , никеля — не более 0,15 %, хрома — не более 0,15 %, меди — не более 0,20 %, что должно быть указано в заказе.
Механические свойства стали 35
Свойства по стандарту ГОСТ 1050-2013
| Предел текучести, σ0,2, МПа | Временное сопротивление разрыву, σв, МПа | Относительное удлинение при разрыве, δ5, % | Относительное сужение, ψ, % |
| > 315 | > 530 | > 20 | > 45 |
Найдено в торговом каталоге metal.place
Заменители
Сталь 40Х, 35ХР.
Иностранные аналоги
| Германия DIN | 34Cr4 |
| США (AISI, ASTM) | 5135, 5132 |
| Франция (AFNOR) | 34Cr4 |
| Великобритания BS | 530M32 |
| Япония JIS | SCr430, SCr435 |
Вид поставки
- Cортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 4543-71, ГОСТ 2590-88, ГОСТ 2591-88, ГОСТ 2879-88, ГОСТ 10702-78.
- Калиброванный пруток ГОСТ 7417-75, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78, ГОСТ 1051-73.
- Шлифованный пруток и серебрянка ГОСТ 14955-77.
- Полоса ГОСТ 103-76.
- Поковки и кованые заготовки ГОСТ 1133-71, ГОСТ 8479-70.
Назначение
Сталь марки 35 используется для изготовления улучшаемых деталей.
- Оси,
- валы,
- шестерни,
- кольцевые рельсы,
- Шпильки и болты фланцевых соединений
Расшифровка стали 35Х
Цифра 35 обозначает, что среднее содержание углерода в стали составляет 0,35%.
Буква Х означает, что в стали содержится хром в количестве до 1,5%.
Химический состав, % (ГОСТ 4543-71)
| С | Si | Mn | Cr | Ni | Cu | S | P |
| не более | |||||||
| 0,31-0,39 | 0,17-0,37 | 0,5-0,8 | 0,8-1,1 | 0,30 | 0,30 | 0,035 | 0,035 |
Химический состав, % (ГОСТ 4543-2016)
| Марка стали | Массовая доля элементов, % | |||||||||
| C | Si | Mn | Cr | Ni | Мо | Al | Ti | V | B | |
| 35Х | 0,31-0,39 | 0,17-0,37 | 0,50-0,80 | 0,80-1,10 | — | — | — | — | — | — |
ПРИМЕЧАНИЕ.
- В стали 35 допускается массовая доля остаточных элементов, не более: вольфрама — 0,20 %, молибдена — 0,11 %, ванадия — 0,05 % и остаточного или преднамеренно введенного титана (за исключением стали марок, перечисленных в примечании 1 настоящей таблицы) — не более 0,03 %.
- Для цементуемых сталей допускается введение алюминия, при этом массовая доля общего алюминия должна быть не менее 0,020 %.
- Знак «-» означает, что массовую долю данного элемента не нормируют и не контролируют, если иное не указано в 7.1.2.3 ГОСТ 4543-2016.
к содержанию ↑
Применение стали 35Х для крепежных деталей арматуры (ГОСТ 33260-2015)
| Марка материала, класс или группа по ГОСТ 1759.0 | Стандарт или технические условия на материал | Параметры применения | |||||
| Болты, шпильки, винты | Гайки | Плоские шайбы | |||||
| Температура среды, °С | Давление номинальное, МПа(кгс/см2) | Температура среды, °С | Давление номинальное, МПа(кгс/см2) | Температура среды, °С | Давление номинальное, МПа(кгс/см2) | ||
| 35Х | ГОСТ 4543 | От -40 до 425 | 20 (200) | От -40 до 450 | 20 (200) | От -40 до 450 | Не регламен- тируется |
ПРИМЕЧАНИЕ. Допускается применять крепежные изделия из стали марки 35Х при температурах ниже минус 40°С до минус 60°С, если при испытании на ударный изгиб образцов типа 11 по ГОСТ 9454 при рабочих отрицательных температурах ударная вязкость не будет ниже 300 кДж/м2(3 кгс*м/см2 ) ни на одном из испытуемых образцов.
к содержанию ↑
Стойкость стали 35 против щелевой эрозии (ГОСТ 33260-2015)
| Группа стойкости | Балл | Эрозионная стойкость по отношению к стали 12X18H10T (принятой за 1) | Материал |
| Пониженной стойкости | 4 | 0,15-0,25 | Кованная легированная перлитная сталь, содержащие от 1 до 3% хрома, термически обработанные на КП50 — КП75 и ее сварные соединения |
к содержанию ↑
Температура критических точек, °С
| Ас1 | Ас3 | Аr3 | Аr1 | Mн |
| 743 | 782 | 730 | 693 | 360 |
Термообработка
Закалка стали 35Х производится при температурах 830-860 °С, охлаждение при закалке (в зависимости от толщины и формы изделия) производится в воде или масле.
Необходимо учитывать, что ударная вязкость хромистой стали при медленном охлаждении после высокого отпуска, по сравнению с вязкостью при быстром охлаждении, может понизиться в 1,5-2 раза. Поэтому изделия из хромистой стали после отпуска при 500-650 °С нужно охлаждать быстро (например в масле).
к содержанию ↑
Твердость по Бринеллю (ГОСТ 4543-2016)
Твердость по Бринеллю металлопродукции в отожженном (ОТ) или высокоотпущенном (ВО) состоянии, а также горячекатаной и кованой металлопродукции, нормализованной с последующим высоким отпуском (Н+ВО), диаметром или толщиной свыше 5 мм должна соответствовать нормам, указанным в таблице ниже.
| Марка стали | Твердость НВ, не более |
| 35Х | 197 |
Твердость калиброванной металлопродукции и металлопродукции со специальной отделкой поверхности диаметром или толщиной свыше 5 мм, поставляемой в нагартованном состоянии (НГ) из стали марки 35Х, должна соответствовать нормам, указанным в таблице ниже.
| Марка стали | Твердость НВ, не более |
| 35Х | 255 |
к содержанию ↑
Механические свойства
| ГОСТ | Состояние поставки, режим термообработки | Сечение, мм | КП | σ0,2, МПа | σв, МПа | δ5, % | Ψ, % | KCU, Дж/см2 | Твердость HB, не более |
| не менее | |||||||||
| ГОСТ 4543-77 | Пруток, закалка с 860 °С в масле, отпуск при 500 °С, охл. в воде или в масле | 25 | — | 730 | 910 | 11 | 45 | 69 | — |
| ГОСТ 8479-70 | Поковка. Закалка | 100-300 | 395 | 395 | 615 | 15 | 40 | 54 | 187-229 |
| + отпуск | До 100 | 490 | 490 | 655 | 16 | 45 | 59 | 212-248 | |
к содержанию ↑
Механические свойства в зависимости от сечения
| Сечение, мм | σ0,2, МПа | σв, МПа | δ5, % | Ψ, % | KCU, Дж/см2 | Твердость НВ |
| 30 | 760 | 880 | 15 | 50 | 78 | 262 |
| 50 | 650 | 820 | 15 | 50 | 78 | 248 |
| 80 | 550 | 740 | 15 | 50 | 78 | 217 |
| 120 | 490 | 700 | 15 | 50 | 59 | 207 |
| 160 | 450 | 670 | 15 | 50 | 59 | 197 |
| 240 | 390 | 630 | 15 | 50 | 59 | 187 |
Примечание: Нормализация при 850 °С; отпуск при 660 °С, охл. на воздухе; закалка с 850 °С в воде; отпуск при 570 °С, охл. в воде или масле.
к содержанию ↑
Механические свойства в зависимости от температуры отпуска
| tотп. °С | σ0,2, МПа | σв, МПа | δ5, % | Ψ, % | KCU, Дж/см2 |
| 500 | 880 | 980 | 15 | 53 | 98 |
| 600 | 680 | 830 | 19 | 61 | 127 |
| 700 | 540 | 710 | 24 | 68 | 166 |
Примечание: Закалка с 850 °С в воде.
Механические свойств при повышенных температурах
| tисп. °С | σ0,2, МПа | σв, МПа | δ5, % |
| 20 | 460 | 690 | 28 |
| 200 | 390 | 700 | 22 |
| 300 | 360 | 670 | 22 |
| 400 | 310 | 540 | 24 |
Примечание: Закалка с 840 °С в масле; отпуск при 580 °С.
Механические свойства (ГОСТ 4543-2016)
| Марка стали | 35Х | |||
| Режим термической обработки | Закалка | Температура, °С | 1-й закалки или нормализации | 860 |
| 2-й закалки | — | |||
| Среда охлаждения | Масло | |||
| Отпуск | Температура, °С | 500 | ||
| Среда охлаждения | Вода или масло | |||
| Механические свойства, не менее | Предел текучести, σт, МПа | 735 | ||
| Временное сопротивление, σв, МПа | 910 | |||
| Относительное | удлинение δ5, % | 11 | ||
| сужение Ψ, % | 45 | |||
| Ударная вязкость KCU, Дж/см2 | 69 | |||
| Размер сечения заготовок для термической обработки (диаметр круга или сторона квадрата), мм | 25 | |||
к содержанию ↑
Предел выносливости
| σв, МПа | σ-1, МПа | τ-1, МПа | n |
| 690 | 362 | 240 | 106 |
Ударная вязкость KCU
| Термообработка | KCU, Дж/см2, при температуре, °С | ||
| +25 | -25 | -70 | |
| Закалка с 860 °С в масле; отпуск при 580 °С | 101 | 69 | 48 |
Технологические свойства
Температура ковки, °С: начала 1250, конца 800.
Свариваемость — сваривается ограниченно. Способы сварки: РДС, ЭШС. Рекомендуется подогрев и последующая термообработка, КТС — рекомендуется последующая термообработка.
Обрабатываемость резанием — Kv тв.спл = 0,95 в горячекатаном состоянии при HB 163 и σв = 610 МПа.
Флокеночувствительность — малочувствительна.
Склонность к отпускной хрупкости — склонна.
к содержанию ↑
Прокаливаемость
| Твердость HRCэ на расстоянии от торца, мм | |||||||||
| 1,5 | 3 | 4,5 | 6 | 7,5 | 9 | 10,5 | 12 | 13,5 | 18 |
| 44,5-55 | 42,5-54 | 40,5-53,5 | 36,5-53 | 32-51,5 | 29-48,5 | 28-45,5 | 25-43,5 | 23-40,5 | 20-36 |
Примечание: Количество мартенсита 50 %; критический диаметр после закалки в масле равен 15-25 мм.
к содержанию ↑
Коэффициент линейного расширения α*106, К-1
| Марка стали | α*106, К-1 при температуре испытаний, °С | |||||||||
| 20-100 | 20-200 | 20-300 | 20-400 | 20-500 | 20-600 | 20-700 | 20-800 | 20-900 | 20-1000 | |
| 35Х | 11,3 | 12,0 | 12,9 | 13,7 | 14,2 | 14,6 | — | — | — | — |
Коэффициент теплопроводности λ Вт/(м*К)
| Марка Стали | λ Вт/(м*К), при температуре испытаний, °С | |||||||||
| 20 | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 | |
| 35Х | — | 47 | 43 | 40 | 36 | — | — | — | — | — |
Модуль Юнга (нормальной упругости) Е, ГПа
| Марка Стали | При температуре испытаний, °С | |||||||||
| 20 | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 | |
| 35Х | 214 | — | — | 207 | — | 176 | — | — | — | — |
Модуль упругости при сдвиге на кручение G, ГПа
| Марка стали | При температуре испытаний, °С | |||||||||
| 20 | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 | |
| 35Х | 83 | — | — | 74 | — | 65 | — | — | — | — |