Durabor® 22MnB5: Высокопрочная закаляемая бористая сталь

Закаляемая бористая сталь Durabor® 22MnB5 представляет собой прорыв в технологии термической обработки. В качестве закаляющего элемента используется бор. Процесс плавки и очистки в сочетании с термомеханической обработкой контролируемой горячей прокатки позволяет стали ArcelorMittal достичь выдающейся твердости и очень однородной микроструктуры, что обеспечивает отличные механические свойства после термической обработки готовой детали.

Свойства

Габариты

Свойство	Значение
Размеры	Подробности см. на рисунке справа на странице материала.

Механические свойства

Свойство	Значение	Примечание
Относительное удлинение	10 %	Закаленное состояние \| Образец 6 мм вдоль направления проката
Относительное удлинение	27 %	Состояние поставки \| Образец 6 мм вдоль направления проката
Твердость по Rockwell C	45	Закаленное состояние \| Образец 6 мм вдоль направления проката
Предел прочности на растяжение	520 МПа	Состояние поставки \| Образец 6 мм вдоль направления проката
Предел прочности на растяжение	1500 МПа	Закаленное состояние \| Образец 6 мм вдоль направления проката
Предел текучести	350 МПа	Состояние поставки \| Образец 6 мм вдоль направления проката
Предел текучести	1100 МПа	Закаленное состояние \| Образец 6 мм вдоль направления проката

Химический состав

Элемент	Содержание, %	Примечание
Алюминий	0,02	мин.
Бор	0,002–0,005
Углерод	0,20–0,25
Марганец	1,1–1,4
Фосфор	0,025	макс.
Кремний	0,15–0,35
Сера	0,008	макс.
Титан	0,02–0,06

Технологические свойства

Параметр

Описание

Области применения

Закаляемая бористая сталь применяется там, где требуется высокая износостойкость. Основные направления после термической обработки: сельскохозяйственная техника (диски, плуговые сохи), горно-шахтное и строительное оборудование, режущий инструмент, трубы для элементов безопасности автомобилей. Незакаленная сталь популярна для барабанов бетономешалок.

Химический состав (дополнительно)

Марка проходит глобуляризацию марганцево-сернистых включений. Эффективность бора обеспечивается добавлением элементов, связывающих азот.

Состояние поставки

Несмотря на умеренную твердость и механические свойства, бористые марки в состоянии поставки демонстрируют высокую абразивную стойкость благодаря композитной микроструктуре (твердая перлитная фаза в ферритной матрице). Это экономически выгодное решение для деталей, требующих хорошей износостойкости.

Тепловая обработка

Рекомендуемая температура аустенитизации: 880 °C. Температура начала закалки (макс. скорость охлаждения): 750 °C. Ac3 = 860 °C (при нагреве 5 °C/с), Ac1 = 750 °C, Ms (начало мартенситного превращения) = 400 °C.

При аустенитизации 5 мин при 850 °C с закалкой в воде структура полностью мартенситная. При 840 °C наблюдаются отдельные остовы остаточного феррита.

После термической обработки экстремальная твердость делает эту марку идеальной для высокой износостойкости. Позволяет снизить вес конструкций до 50 % по сравнению с микролегированными сталями (HSLA). Ключевое преимущество сталей Durabor® — пригодность для закалки в воде, что экологичнее (меньше стоков) по сравнению с обычными углеродистыми сталями. Закаляемость отлична как в жидкости, так и в газе.

Выбор марки зависит от: требуемой твердости детали, необходимой абразивной стойкости, сложности формирования.

Усталостная стойкость

Определяется после закалки и отпуска. Сталь Durabor® 22MnB5 толщиной 2,65 мм тестировалась на уставную прочность циклическим растяжением (Rs = 0,1) после различных режимов термообработки. Образцы аустенитизировали при 950 °C в течение 5 мин.

Режим обработки	Предел выносливости σD, МПа	Разброс (σ), МПа	Макс. напряжение σmax, МПа
Закалка в воде	253	5	562
Закалка в масле	260	6	578
Закалка в воде + отпуск 200 °C / 20 мин	293	26	651

* σD = (σmax – σmin)/2

Усталостная стойкость бористых закаляемых сталей ArcelorMittal на 40–60 % выше, чем у стали S355MC AM FCE. При полной декарбуризации может снизиться более чем на 30 %.

Способы обработки

Формовка: горячая и холодная деформация возможны.

Поверхность

Только качество А (нелицевая сторона).

Durabor® 20MnB5 – Передовая закаляемая бористая сталь для высшей твердости и производительности Durabor® 28MnB5: Высокопрочная закаляемая бористая сталь с повышенной твердостью

Металл