Сталь DIN 1652-3 Grade 22CrMoS3-5: Холоднодеформированная или обточенная с ферритно-перлитной структурой для высоконагруженных применений
Общие сведения
Сталь 22CrMoS3-5 (DIN 1652-3) в виде холоднодеформированных (вытянутых) или обточенных прутков с ферритно-перлитной структурой применяется для изготовления деталей, воспринимающих износовые нагрузки в автомобилестроении и машиностроении: шестерни, валы, оси. Материал сочетает среднюю прочность сердечника, высокую обрабатываемость, вязкость и усталостную прочность. Нижняя рабочая температура — -60 °C, рекомендуемый номинальный размер — до 60 мм.
Физические и механические свойства
Общие свойства
| Свойство | Температура | Значение |
|---|
| Плотность | 20 °C | 7,83 г/см³ |
Механические свойства
| Свойство | Температура | Значение | Примечание |
|---|
| Модуль упругости | -100 °C | 217 ГПа | |
| 20 °C | 212 ГПа | |
| 100 °C | 207 ГПа | |
| 200 °C | 199 ГПа | |
| 300 °C | 192 ГПа | |
| 400 °C | 184 ГПа | |
| 500 °C | 175 ГПа | |
| 600 °C | 164 ГПа | |
| Твердость по Бринеллю | 20 °C | 152–201 HB | |
| Коэффициент Пуассона | 23 °C | 0,29 | Типично для хромомолибденовых сталей |
Тепловые свойства
| Свойство | Температура | Значение | Примечание |
|---|
| Коэффициент теплового расширения | -100 °C | 1,05·10⁻⁵ 1/К | |
| 20 °C | 1,15·10⁻⁵ 1/К | |
| 100 °C | 1,21·10⁻⁵ 1/К | |
| 200 °C | 1,27·10⁻⁵ 1/К | |
| 300 °C | 1,32·10⁻⁵ 1/К | |
| 400 °C | 1,36·10⁻⁵ 1/К | |
| 500 °C | 1,40·10⁻⁵ 1/К | |
| 600 °C | 1,44·10⁻⁵ 1/К | |
| Макс. рабочая температура (длительная) | — | -60…0 °C | |
| Температура плавления | — | 1382–1529 °C | Типично для хромомолибденовых сталей |
| Удельная теплоемкость | -100 °C | 423 Дж/(кг·К) | |
| 20 °C | 461 Дж/(кг·К) | |
| 100 °C | 479 Дж/(кг·К) | |
| 200 °C | 499 Дж/(кг·К) | |
| 300 °C | 517 Дж/(кг·К) | |
| 400 °C | 536 Дж/(кг·К) | |
| 500 °C | 558 Дж/(кг·К) | |
| 600 °C | 587 Дж/(кг·К) | |
| Теплопроводность | 20 °C | 41 Вт/(м·К) | |
| 100 °C | 42,7 Вт/(м·К) | |
| 200 °C | 42,8 Вт/(м·К) | |
| 300 °C | 41,6 Вт/(м·К) | |
| 400 °C | 39,9 Вт/(м·К) | |
| 500 °C | 37,8 Вт/(м·К) | |
| 600 °C | 35,6 Вт/(м·К) | |
| Температуропроводность | 20 °C | 11,4 мм²/с | |
| 100 °C | 11,0 мм²/с | |
| 200 °C | 10,3 мм²/с | |
| 300 °C | 9,5 мм²/с | |
| 400 °C | 8,5 мм²/с | |
| 500 °C | 7,3 мм²/с | |
| 600 °C | 6,0 мм²/с | |
Электрические свойства
| Свойство | Температура | Значение |
|---|
| Удельное электрическое сопротивление | 20 °C | 2,54·10⁻⁷ Ом·м |
| 100 °C | 3,00·10⁻⁷ Ом·м |
| 200 °C | 3,69·10⁻⁷ Ом·м |
| 300 °C | 4,51·10⁻⁷ Ом·м |
| 400 °C | 5,45·10⁻⁷ Ом·м |
| 500 °C | 6,54·10⁻⁷ Ом·м |
| 600 °C | 7,78·10⁻⁷ Ом·м |
Химический состав (масс.%)
| Элемент | Содержание |
|---|
| Углерод (C) | 0,19–0,24 |
| Хром (Cr) | 0,70–1,00 |
| Марганец (Mn) | 0,70–1,00 |
| Молибден (Mo) | 0,40–0,50 |
| Фосфор (P) | ≤0,04 |
| Кремний (Si) | ≤0,40 |
| Сера (S) | 0,02–0,035 |
Преимущества ферритно-перлитной структуры
Ферритно-перлитная структура, полученная за счет контролируемой термообработки и последующей холодной деформации (вытяжки или обточки), обеспечивает узкий разброс твердости (152–201 HB) и стабильные механические свойства по всему сечению прутка. Это критично для деталей большой длины (валы, оси), где важны равномерность свойств и отсутствие внутренних напряжений. Высокое содержание хрома повышает закаляемость, позволяя при необходимости выполнять поверхностное упрочнение (цементацию, высокочастотную закалку) с образованием твердого износостойкого слоя при сохранении вязкого сердечника.
