Учебное пособие для студентов направления подготовки 150400 «Металлургия»

2.7 Высокопрочные стали 
К высокопрочным относятся стали, временное сопротивление которых
σ
B 
>1600 МПа (таблица 2.7). Стали с пределом текучести более 2000 МПа ино-
гда называют сверхвысокопрочными. 

---

21
Получение сталей высокой прочности неизбежно ведет к понижению ха-
рактеристик пластичности и прежде всего сопротивления хрупкому разруше-
нию. Поэтому надежность стали в конструкции (изделии) может быть охарак-
теризована конструктивной прочностью - комплексом механических свойств, 
находящихся в корреляции с эксплуатационными условиями работы изделий.
Таблица 2.7 - Химический состав и свойства высокопрочных сталей 
Содержание элементов (среднее),% 
σ
в
 
σ
0,2
 
δ 
ψ 
Марка стали Страна 
С 
Si 
Сг 
Мо 
V 
МПа 
% 
40Х5М2СФ 
0,40 
0,9 
5,00 
1,3 
0,6 
1720 
12,0 
40 
40Х5М2СФЕ 
0,40 
0,9 
5,00 
1,3 
0,45 
– 
1930 
12,0 
49 
40X5ФСБ 
СССР 
0,40 
0,9 
5,00 
0,5 
0,45 
– 
1630 
13,4 
41 
Н11 
0,40 
1,0 
5,00 
1,40 
0,50 
1670 
2020 
9 
34 
Н13 
0,40 
1,00 
5,00 
1,30 
1,00 
1470 
1810 
5 
– 
Хро-Мау 
0,35 
1,00 
5,00 
1,40 
0,30 
– 
1580 
– 
– 
Пирлесс 56 
США 
0,40 
1,00 
3,25 
2,55 
0,35 
1720 
2100 
8 
– 
MOG510 
ФРГ 
0,40 
1,00 
5,00 
1,50 
0,60 
– 
1920 
– 
– 
HST120 
0,30 
0,20 
3,00 
2,00 
0,45 
1890 
7 
 
 
HST140 
0,40 
0,20 
5,00 
2,00 
0,45 
1780 
2250 
7 
 
 
Хекла 174 
0,36 
1,35 
5,30 
1,30 
1,00 
– 
2130 
4 
 
 
Н50 
0,40 
0,63 
5,00 
1,30 
0,80 
1400 
1980 
10 
– 
Хромоди 
Англия 
0,35 
1,00 
5,00 
1,50 
1,00 
1720 
12,0 
40 
Высокопрочные стали должны иметь достаточные пластичность, сопро-
тивление динамическим грузкам, ударную вязкость, усталостную прочность, а 
для ряда изделий и хорошую свариваемость. 
При выплавке высокопрочных сталей применяют чистые шихтовые мате-
риалы, специальные методы выплавки, повышающие чистоту стали по неме-
таллическим включениям, газам и вредным Примесям, такие как электрошла-
ковый переплав, вакуумные способы плавки и др., которые повышают пластич-
ность стали, но при этом и удорожают сталь. 
Существуют разные способы получения высокопрочных сталей: закалка 
на мартенсит с низким отпуском (300-350 °С) и вторичное твердение в интерва-
ле температур 500-650 °С, а также ряд специальных технологических процес-
сов, к которым можно отнести термомеханическую обработку, волочение ста-
лей со структурой тонкопластинчатой феррито-карбидной смеси, получение 
сталей со структурой сверхмелкого зерна и некоторые другие. К высокопроч-
ным сталям относятся пружинные, а также большинство мартенсито-
стареющих сталей (главы XVII и XVIII). Важное значение имеет группа высо-
копрочных сталей со структурой метастабильного аустенита. 
Прежде всего высокопрочные стали применяют в изделиях, для которых 
важно уменьшение массы при сохранении высокой прочности. Это могут быть 
высокопрочные болты и крепежные изделия, некоторые виды тросов и прядей, 
высокоскоростные роторы, валы и многие другие детали машин и механизмов. 
Высокопрочные стали используют в космической, ракетной, авиационной тех-
нике, а также в ряде отраслей приборостроения. 

---

22