Легированная сталь зубчатых колёс — сталь с добавками хрома, никеля, молибдена и других элементов, обеспечивающими высокую прокаливаемость и прочность. Из неё делают шестерни и колёса редукторов, работающие при больших контактных и изгибных нагрузках.
Зубчатое колесо работает в тяжёлых условиях: поверхность зуба испытывает контактные напряжения, а его основание — изгиб. Обычная углеродистая сталь такие нагрузки держит плохо. Легированные стали с хромом, никелем и молибденом обладают высокой прокаливаемостью и после термообработки дают твёрдую износостойкую поверхность при вязкой сердцевине — именно это нужно долговечному зубчатому колесу.
Легированная сталь — это сталь, в которую специально введены легирующие элементы (хром Cr, никель Ni, молибден Mo, марганец Mn, титан Ti и др.) для улучшения механических свойств. В зубчатых колёсах редукторов легирование решает главную задачу — обеспечить высокую прокаливаемость, чтобы упрочнение проникало на нужную глубину, и получить сочетание твёрдой поверхности с вязкой сердцевиной.
Роль основных элементов:
В редукторостроении применяют несколько групп сталей:
| 40Х, 45Х | Улучшаемые, закалка ТВЧ, зубья средней твёрдости |
|---|---|
| 20ХГТ, 18ХГТ | Цементуемые, HRC 58–63 на поверхности |
| 12ХН3А, 20ХН3А | Цементуемые, для тяжелонагруженных колёс |
| 38Х2МЮА | Азотируемые, высокая точность без коробления |
Свойства легированной стали раскрываются только после термообработки. Улучшаемые стали проходят закалку с высоким отпуском (улучшение) до твёрдости зуба 269–302 HB. Цементуемые — цементацию с закалкой до 58–63 HRC на поверхности. Азотируемые — азотирование до 550–650 HV без коробления, что важно для точных передач. Подробнее об этом — в статье глоссария о термообработке.
Марка стали и вид упрочнения напрямую определяют допускаемый момент типоразмера и его ресурс. Российские редукторы Завода Редукторов используют цементуемые легированные стали, что позволяет держать те же моменты, что у импортных аналогов, при равных габаритах. Пользователю марку стали задавать не нужно — она заложена в конструкцию серии. Достаточно указать момент и обороты в калькуляторе подбора, а замену импортных приводов оформить через раздел импортозамещения.
Пришлите параметры, фото шильдика или маркировку — инженер рассчитает подбор и пришлёт КП.
Получить расчётЭто сталь с добавками хрома, никеля, молибдена и других элементов, которые повышают прокаливаемость и прочность. Из неё делают шестерни и колёса редукторов. После термообработки такая сталь даёт твёрдую поверхность зуба при вязкой сердцевине.
Чаще всего из цементуемых сталей 20ХГТ, 18ХГТ, 12ХН3А (поверхность HRC 58–63) и улучшаемых 40Х, 45Х (269–302 HB). Для точных передач применяют азотируемую 38Х2МЮА. Выбор зависит от нагрузки, точности и требуемого ресурса.
Легирование повышает прокаливаемость — упрочнение проникает на нужную глубину, а не только у поверхности. Хром даёт твёрдость и износостойкость, никель — вязкость сердцевины, молибден снижает хрупкость. В итоге зуб получает твёрдую поверхность и прочную вязкую основу.
После цементации и закалки поверхность имеет 58–63 HRC при вязкой сердцевине. Улучшаемые стали дают 269–302 HB по всему сечению. Азотированные — 550–650 HV. Чем выше твёрдость поверхности, тем больше контактная прочность и ресурс зацепления.
Углеродистая сталь плохо прокаливается и не даёт нужного сочетания твёрдой поверхности и вязкой сердцевины. Легированная после термообработки держит высокие контактные и изгибные нагрузки, дольше сопротивляется износу и выкрашиванию зубьев.
Напрямую пользователь марку не задаёт — она заложена в конструкцию серии. Но именно сталь и упрочнение определяют допускаемый момент и ресурс типоразмера. Подбор ведётся по моменту и оборотам в /podbor, а сталь уже подобрана производителем.
Легированная сталь зубчатых колёс — сталь с хромом, никелем и молибденом, обеспечивающими высокую прокаливаемость. После цементации и закалки она даёт зуб с твёрдой поверхностью (58–63 HRC) и вязкой сердцевиной — основу прочности и ресурса редуктора.
Легирующие элементы работают адресно: хром повышает твёрдость и износостойкость, никель — вязкость сердцевины, молибден снижает отпускную хрупкость, титан измельчает зерно. Типовые марки — цементуемые 20ХГТ, 18ХГТ, 12ХН3А и улучшаемые 40Х. Свойства раскрываются только после термообработки.
| Цементуемые | 20ХГТ, 18ХГТ — HRC 58–63 |
|---|---|
| Улучшаемые | 40Х, 45Х — 269–302 HB |
| Азотируемые | 38Х2МЮА — 550–650 HV |
| Роль легирования | Прокаливаемость, прочность, износостойкость |
Марка стали заложена в серию: подобрать редуктор по моменту и оборотам можно в калькуляторе подбора, а замену импортных приводов на равнопрочные российские аналоги — в разделе импортозамещения.
