Сталь 51CrV4 (EN 10132-4): Мягко отожженная и скин-пассованая пруточная сталь для пружин и холоднокатаных изделий
Общие сведения
Сталь 51CrV4 (по EN 10132-4) — это хромоваанадиевая пруточная сталь для пружин и специальных применений. Поставляется в виде холоднокатаной полосы толщиной до 6 мм в состоянии мягкого отжига (для последующей обработки) и в виде закалённой и отпущенной полосы (прямое назначение) толщиной 0,30–3,00 мм. Ванадий обеспечичает тонкозернистую структуру и высокую предел упругости, хром — закаляемость и антикоррозионные свойства.
Химический состав
| Элемент | Содержание, % |
|---|
| Углерод (C) | 0,47 – 0,55 |
| Хром (Cr) | 0,9 – 1,2 |
| Марганец (Mn) | 0,7 – 1,1 |
| Молибден (Mo) | ≤ 0,10 |
| Никель (Ni) | ≤ 0,40 |
| Фосфор (P) | ≤ 0,03 |
| Кремний (Si) | ≤ 0,40 |
| Сера (S) | ≤ 0,025 |
| Ванадий (V) | 0,10 – 0,25 |
Механические свойства (в состоянии мягкого отжига + скин-пасс, при 20 °C)
| Параметр | Значение | Примечание |
|---|
| Предел прочности (Rm) | 700 МПа | |
| Предел текучести (Rp0,2) | 550 МПа | |
| Относительное удлинение (A80) | 13 % | |
| Твердость Бринелля (HB) | 94 | |
| Твердость Викерса (HV) | 220 | |
| Модуль упругости (E) | 212 – 212,6 ГПа | |
| Коэффициент Пуассона (ν) | 0,29 | |
Модуль упругости в зависимости от температуры
| Температура, °C | E, ГПа |
|---|
| -100 | 217 |
| 20 | 212 – 212,6 |
| 100 | 207 |
| 200 | 199 |
| 300 | 192 |
| 400 | 184 |
| 500 | 175 |
| 600 | 164 |
Тепловые свойства
| Свойство | Температура, °C | Значение | Примечание |
|---|
| Коэффициент линейного теплового расширения (α) | -100 | 1,05·10⁻⁵ 1/К | |
| 20 | 1,15·10⁻⁵ 1/К | |
| 100 | 1,21·10⁻⁵ 1/К | |
| 200 | 1,27·10⁻⁵ 1/К | |
| 300 | 1,32·10⁻⁵ 1/К | |
| 400 | 1,36·10⁻⁵ 1/К | |
| 500 | 1,40·10⁻⁵ 1/К | |
| 600 | 1,44·10⁻⁵ 1/К | |
| Температура плавления | — | 1382 – 1529 °C | Типично для хромоваанадиевых сталей |
| Удельная теплоемкость (c) | -100 | 423 Дж/(кг·К) | |
| 20 | 461 Дж/(кг·К) | |
| 100 | 479 Дж/(кг·К) | |
| 200 | 499 Дж/(кг·К) | |
| 300 | 517 Дж/(кг·К) | |
| 400 | 536 Дж/(кг·К) | |
| 500 | 558 Дж/(кг·К) | |
| 600 | 587 Дж/(кг·К) | |
| Теплопроводность (λ) | 20 | 45,1 Вт/(м·К) | |
| 100 | 45,1 Вт/(м·К) | |
| 200 | 44,1 Вт/(м·К) | |
| 300 | 41,9 Вт/(м·К) | |
| 400 | 39,4 Вт/(м·К) | |
| 500 | 36,9 Вт/(м·К) | |
| 600 | 34,4 Вт/(м·К) | |
| Температуропроводность (a) | 20 | 12,5 мм²/с | |
| 100 | 11,6 мм²/с | |
| 200 | 10,6 мм²/с | |
| 300 | 9,5 мм²/с | |
| 400 | 8,4 мм²/с | |
| 500 | 7,1 мм²/с | |
| 600 | 5,8 мм²/с | |
Электрические свойства
| Свойство | Температура, °C | Значение |
|---|
| Удельное электрическое сопротивление (ρ) | 20 | 2,31·10⁻⁷ Ω·м |
| 100 | 2,84·10⁻⁷ Ω·м |
| 200 | 3,58·10⁻⁷ Ω·м |
| 300 | 4,48·10⁻⁷ Ω·м |
| 400 | 5,52·10⁻⁷ Ω·м |
| 500 | 6,71·10⁻⁷ Ω·м |
| 600 | 8,06·10⁻⁷ Ω·м |
Общие физические свойства
| Свойство | Температура, °C | Значение |
|---|
| Плотность (ρ) | 20 | 7,83 г/см³ |
Применение
Сталь 51CrV4 — классическая пружинная сталь для изготовления спиралевых пружин, дисковых пружин, торсионов, прутков клапанов и других упругих элементов. Высокий предел упругости и устойчивость к расслаблению на повышенных температурах делают её основным материалом для пружин автомобильной подвески, двигателей и промышленных механизмов. В состоянии мягкого отжига обеспечивает хорошую холодную формуемость; после закалки и низкотемпературного отпуска — высокую пружинность и устойчивость к усталоте.
