Сталь 38х2мюа характеристики термообработка
Обновлено: 15.05.2024
Среди машин, детали которых изготавливаются из стали 38Х2МЮА и подвергаются гидроэрозии, следует указать дизельные двигатели. Разрушению подвергается охлаждаемая поверхность гильз и рубашки блока цилиндров. Как показывает практика эксплуатации судовых дизельных двигателей, чугунные гильзы разрушаются со стороны охлаждаемой поверхности значительно раньше, чем со стороны ее внутренней части. Так, сопротивление износу внутренней поверхности чугунной гильзы может обеспечить работу двигателя в течение 10000-14000 ч, тогда как со стороны охлаждаемой поверхности гильза подвергается гидроэрозионному износу через 5000-6000 ч. Степень гидроэрозии гильзы зависит от многих факторов: свойств материала, температуры, скорости движения охлаждающей жидкости, уровня вибрации гильзы, вида ее термической и механической обработки, стойкости поверхностного покрытия и т. д. В данном случае интенсивность разрушения в основном определяется вибрационной нагрузкой. Известны случаи, когда при одновременном сочетании ряда неблагоприятных факторов обнаруживали сквозное разрушение гильзы через 200-800 ч работы двигателя.
Относительно низкая стойкость чугунных гильз обусловлена особенностью структуры серого чугуна, а также условиями работы и охлаждения гильзы цилиндра. Кавитационная эрозия охлаждаемой водой поверхности чугунной гильзы начинается на участках, расположенных против окон перепуска охлаждающей воды из одного отсека рубашки в другой. Уменьшение площади сечения потока в этих местах приводит к резкому увеличению скорости движения воды и, следовательно, резкому снижению давления. Это приводит к образованию в потоке кавитационных пузырей. При входе охлаждающей воды в отсек рубашки, т. е. в область с повышенным давлением, образовавшиеся пузыри сокращаются на охлаждаемой поверхности гильзы. Быстрое сокращение кавитационных пузырей сопровождается гидравлическими ударами, вызывающими разрушение металла на поверхности гильзы.
Рис. 1. Цилиндрическая втулка (сталь 38Х2МЮА) дизельного двигателя ДС6-150, подвергнувшаяся гидроэрозии после работы в течение: а - 1800 ч; б - 3100 ч
При наличии сильной вибрации процесс разрушения гильз происходит весьма интенсивно. В то же время серый чугун обладает способностью быстро гасить вибрации. Поэтому детали, изготовленные из серого чугуна, в этом отношении имеют преимущество перед стальными деталями. Однако практика показывает, что серый чугун даже с шаровидной формой графита отличается сравнительно низкой эрозионной стойкостью.
На многих дизельных двигателях цилиндровые втулки (гильзы) изготовляют из легированной стали 38Х2МЮА. Охлаждаемую поверхность втулки азотируют для защиты от коррозии и эрозии.
Наблюдения за работой таких цилиндровых втулок показали, что они, как и чугунные гильзы, подвержены гидроэрозии. На рис. 1 показана цилиндровая втулка из стали 38Х2МЮА, подвергающаяся гидроэрозии. Охлаждаемая поверхность втулки азотирована. Такими втулками снабжены дизельные двигатели Д6С-150, установленные на быстроходных катерах. После работы в течение 1800 ч на охлаждаемой поверхности втулки появляются кавитационные разрушения в форме отдельных раковин глубиной до 2-3 мм (рис. 1, а). После работы втулки в течение 3100 ч на этом жё двигателе число кавитационных раковин возрастает в 3 раза, а глубина их достигает 3-4 мм; имеются участки, где отдельные раковины срастаются в сплошные повреждения поверхности гильзы. В табл. 1 приведены данные обследования трех цилиндровых втулок.
Результаты обследования азотированных цилиндровых втулок из стали 38Х2МЮА дизельного двигателя Д6С-150
На рис. 2 показан характер разрушения охлаждаемой поверхности втулки, проработавшей 6500 ч. Глубина отдельных раковин этой втулки приближалась к катастрофическим размерам и могла вызвать аварию при дальнейшей эксплуатации двигателя.
Рис. 2. Характер кавитационного разрушения цилиндрической втулки со стороны охлаждаемой поверхности (сталь 38Х2МЮА) после работы двигателя Д6С-150 в течение 6500 ч
Внутренняя поверхность обследованных цилиндровых втулок не имела заметных признаков износа и могла обеспечить дальнейшую работу двигателя в течение многих часов.
Вызывают большой интерес конструктивные особенности некоторых типов дизельных двигателей (например, 12ЧН18/20), у которых цилиндровые втулки почти не имеют кавитационных разрушений или последние появляются при более длительном сроке службы. По-видимому, конструктивные решения в этом случае могут играть значительную роль. Перспективными мероприятиями, эффективно повышающими кавитационную стойкость гильз и втулок, могут быть диффузионное покрытие их охлаждаемой поверхности или газопорошковая наплавка высокопрочными материалами, обеспечивающими достаточное сопротивление гидроэрозии.
Проблема защиты от кавитационного разрушения дизельных гильз исключительно актуальна. Исследования, проводимые в этом направлении, пока не дали результатов.
Гидроэрозии подвергаются не только детали гидромашин, но и самые различные машины и механизмы, детали гидропрессов, холодильных машин, криогенных аппаратов и особенно машин химической и пищевой промышленности. Это объясняется внедрением высокопроизводительной техники и применением в механизмах больших скоростей.
Рис. 3. Характер кавитационного разрушения подушки под вкладышем рамового подшипника ледокола.
Подобное разрушение рамовых подшипников было обнаружено и на других судах ледокольного типа финской постройки, на которых установлены главные двигатели (немецкой фирмы), возбуждающие высокочастотные вибрации. Борьба с таким разрушением рамовых подшипников оказалась настолько сложной, что фирма, поставляющая двигатели, оказалась не в состоянии дать обнадеживающие рекомендации.
В последние годы все чаще выявляют кавитационные повреждения поверхности подшипников коленчатого вала в дизельных двигателях с форсированным режимом работы. Эти повреждения обычно наблюдаются в зоне максимальных давлений масляного слоя и имеют вид точечных питингов от вырванных частиц металла.
Нередки случаи кавитационного повреждения деталей топливной аппаратуры. Чаще всего такому разрушению подвергаются плунжеры топливных насосов и иглы форсунок. Разрушения подобного вида обнаружены также в трубопроводах, трубках холодильников и других деталях проточной части различных машин. Причинами кавитационных разрушений металла являются не только изменение давления в потоке жидкости, но и сильная вибрация, вызванная форсированным режимом работы двигателей или машин.
Автор: Администрация
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
Сталь марки 38Х2МЮА
Расшифровка марки металла 38Х2МЮА: означает, что в стали содержится 0,38% углерода, Х2 - что содержится до 2% хрома, а что количество магния и алюминия не превышает 1%, буква А в конце свидетельствует о качестве стали и минимальном содержании вредной серы и фосфора не более 0,025% каждого.
Применение для изготовления инструмента: измерительные инструменты изготовляются из высокоуглеродистых сталей У10А, У12А; легированных сталей ХГ, ХВГ, 9ХВГ, Х12, Х12М, ШХ15, 9ХС, Х09, 35ХЮА, 38Х2МЮА, (стали 35ХЮА и 38Х2МЮА применяются для азотируемого инструмента) и малоуглеродистых сталей (для цементации) 10, 15, 20, 15Х, 15ХГ, 20Х, Ст2, Ст3.
Основные требования, предъявляемые к сталям, предназначенным для изготовления измерительного инструмента, следующие: сталь должна быть износоустойчивой, хорошо обрабатываться резанием (получение чистой поверхности), должна обладать наименьшей деформацией при закалке.
Этим требованиям лучше других удовлетворяют легированные стали, такие как 38Х2МЮА.
Азотированные стали обладают весьма высокой твёрдостью (до Rc = 68). В связи с тем, что азотирование происходит при низких температурах, изделия не получают напряжений,обычных при закалке, что является основой для дальнейшего сохранения размеров. Поэтому из азотируемых сталей изготовляют инструмент наиболее сложной конфигурации и работающий в тяжёлых условиях.
Особенности стали 38Х2МЮА: ответственные нагруженные детали прецизионных машин и приборов изготовляют из сложнолегированных конструкционных сталей, например 40ХН2СВА, 38ХМЮА (старое название, новое название марки 38Х2МЮА) и т. п., обработанных на высокую прочность (σ0,2 = 150-170 кгс/мм 2 , σв = 170-190 кгс/мм 2 ). Однако достигаемый комплекс свойств не всегда удовлетворяет предъявляемым требованиям. Актуальной задачей является повышение прочностных свойств в сочетании с необходимым запасом пластичности и высокой размерной стабильностью.
Для этого целесообразно использовать высокотемпературную термомеханическую обработку или кратко (ВТМО). ВТМО заключается в совмещении пластической деформации, проводимой выше температуры рекристаллизации в области существования стабильного аустенита, с немедленной закалкой. ВТМО конструкционных легированных сталей приводит к повышению прочностных свойств и пластичности, увеличивает сопротивление усталости, уменьшает склонность к обратимой и необратимой отпускной хрупкости, повышает длительную прочность. Вследствие протекания возврата и даже начальных стадий рекристаллизации в процессе высокотемпературной деформации, а также наследования мартенситом дислокационной структуры аустенита образующаяся при ВТМО субструктура характеризуется повышенной механической и термической устойчивостью. Это позволяет сохранить эффект обработки после высокотемпературного отпуска и повторной закалки.
Такая структура должна обеспечивать высокое сопротивление стали микропластическим деформациям при комнатной и повышенной температурах. В связи с этим, была исследована возможность использования ВТМО для повышения сопротивления микропластическим деформациям легированных конструкционных сталей.
Для исследования выбраны стали 40ХН2СВА и 38ХМЮА, применяемые для ответственных деталей машин и приборов. ВТМО производили посредством осадки на 50% отрезанных от прутка заготовок и их закалки в масле. Предварительно заготовки перековывали с перепутыванием волокна с целью устранения текстуры. Заготовки перед деформацией нагревали до 950° С, температура окончания деформации составляла 880-900° С. Заготовки, не подвергавшиеся деформации, закаливали с оптимальной для этих сталей температуры 920° С. После отпуска при различных температурах электроискровым методом вырезали заготовки образцов таким образом, чтобы исключить влияние зон затрудненной деформации. Предел упругости и механические свойства определяли при растяжении, релаксационные испытания проводили при изгибе на кольцевых образцах.
По сравнению с закалкой и аналогичным отпуском предел упругости после ВТМО повышается на 20-30%, пределы прочности и текучести - соответственно на 7-10 и 11-13%. В процессе отпуска предел упругости возрастает, достигая максимального значения при 300- 350° С, что связано с рассмотренными выше процессами стабилизации тонкой структуры стали. Увеличение температуры отпуска до 300-400° С приводит к значительному понижению прочностных свойств, в то время как предел упругости стали мало изменяется. После отпуска при 500° С прочностные свойства стали, подвергнутой ВТМО и обычной закалке, различаются незначительно, однако различие в величине предела упругости составляет -10%. Это указывает на относительно высокую устойчивость образующейся в результате ВТМО тонкой структуры. По сравнению с обычной закалкой ВТМО практически не влияет на твердость стали. После ВТМО пластичность стали существенно возрастает.
Результаты релаксационных испытаний при нагрузках, составляющих 0,4 σ0,2, для сталей после закалки и отпуска представлены.
Релаксационная стойкость стали после ВТМО выше, чем после обычной закалки и аналогичного отпуска. Однако этот эффект связан с возрастанием релаксационной стойкости лишь в первоначальный период испытаний. После всех режимов отпуска относительное падение напряжений за 150 ч испытаний примерно в 1,5 раза меньше для образцов, подвергнутых ВТМО.
Скорость релаксации напряжений во втором периоде можно оценивать по тангенсу угла а наклона прямолинейного участка кривой In о - t к оси абсцисс. В образцах после ВТМО падение напряжений на 7-18% больше в сравнении с образцами после обычной закалки.
Таким образом, оказывая благоприятное влияние на повышение сопротивления стали микропластическим деформациям при кратковременном нагружении и прочностные свойства, ВТМО не имеет существенных преимуществ перед обычной закалкой в отношении повышения сопротивления стали микропластическим деформациям при длительных испытаниях в условиях релаксации напряжений.
Рассмотрим полученные экспериментальные данные, исходя из известных представлений о структурных изменениях в стали при ВТМО.
Высокотемпературная деформация аустенита при ВТМО приводит к повышению плотности дефектов в аустените и созданию устойчивых конфигураций дислокаций в связи с процессами полигонизации и начальных стадий рекристаллизации аустенита. В результате «наследования» мартенситом дислокационной структуры аустенита при ВТМО образуется относительно стабильная фрагментированная структура мартенсита с повышенной плотностью дефектов. Повышение стабильности структуры при ВТМО также связано с уменьшением степени пересыщенности мартенсита углеродом (по-видимому, благодаря образованию сегрегаций на дислокациях).
Очевидно, указанные изменения структуры, наряду с дополнительными эффектами ВТМО (измельчением зерна, образованием дисперсных карбидов и др.), должны оказывать благоприятное влияние на характеристики сопротивления стали микропластическим деформациям при кратковременном и длительном нагружениях. В связи с этим полученные эффекты повышения предела упругости и релаксационной стойкости в начальный период релаксации после ВТМО исследованных сталей вполне закономерны. Однако в условиях длительных релаксационных испытаний при 150° С проявляется нестабильность структуры, связанная с более высокой плотностью дефектов (или с более высоким запасом свободной энергии) после ВТМО в сравнении с обычной закалкой. По-видимому, отдельные дислокационные группы, образовавшиеся в результате ВТМО и являющиеся стабильными при кратковременных испытаниях, в условиях длительных испытаний под совместным воздействием температуры, напряжений и термических флуктуаций становятся относительно нестабильными. Поэтому во времени могут проходить процессы их перераспределения в направлении более устойчивых образований, что приводит к понижению релаксационной стойкости во втором периоде испытаний. После отпуска при 500° С и выше не наблюдается понижения релаксационной стойкости стали во втором периоде испытаний. Однако при этом значительно понижаются их прочностные свойства и предел упругости.
Из изложенного следует, что практическое использование благоприятного влияния высокотемпературной термомеханической обработки на сопротивление микропластическим деформациям конструкционной легированной стали, обработанной на высокую прочность, целесообразно для изделий с относительно небольшим ресурсом работы (порядка 150-300 ч).
| Краткие обозначения: | ||||
| σв | - временное сопротивление разрыву (предел прочности при растяжении), МПа | ε | - относительная осадка при появлении первой трещины, % | |
| σ0,05 | - предел упругости, МПа | Jк | - предел прочности при кручении, максимальное касательное напряжение, МПа | |
| σ0,2 | - предел текучести условный, МПа | σизг | - предел прочности при изгибе, МПа | |
| δ5,δ4,δ10 | - относительное удлинение после разрыва, % | σ-1 | - предел выносливости при испытании на изгиб с симметричным циклом нагружения, МПа | |
| σсж0,05 и σсж | - предел текучести при сжатии, МПа | J-1 | - предел выносливости при испытание на кручение с симметричным циклом нагружения, МПа | |
| ν | - относительный сдвиг, % | n | - количество циклов нагружения | |
| s в | - предел кратковременной прочности, МПа | R и ρ | - удельное электросопротивление, Ом·м | |
| ψ | - относительное сужение, % | E | - модуль упругости нормальный, ГПа | |
| KCU и KCV | - ударная вязкость, определенная на образце с концентраторами соответственно вида U и V, Дж/см 2 | T | - температура, при которой получены свойства, Град | |
| s T | - предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), МПа | l и λ | - коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала), Вт/(м·°С) | |
| HB | - твердость по Бринеллю | C | - удельная теплоемкость материала (диапазон 20 o - T ), [Дж/(кг·град)] | |
| HV | - твердость по Виккерсу | pn и r | - плотность кг/м 3 | |
| HRCэ | - твердость по Роквеллу, шкала С | а | - коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20 o - T ), 1/°С | |
| HRB | - твердость по Роквеллу, шкала В | σ t Т | - предел длительной прочности, МПа | |
| HSD | - твердость по Шору | G | - модуль упругости при сдвиге кручением, ГПа | |
Сталь 38Х2МЮА - особенности и применение
Металлические изделия с маркировкой 38Х2МЮА обладают уникальными свойствами жаропрочности до 450 градусов. Состав металла включает разные химические элементы, которые указаны в самом названии:
- содержание углерода не превышает 0,38%;
- наличие хрома в пределах 2%;
- объем магния и алюминия не более 1%;
- минимальное содержание серы и фосфора не более 0,025%.
К данному виду стали предъявляют жесткие требования на соответствие качества, потому что материал используется в производстве измерительных инструментов и подвергается резанию. Поверхность из стали 38Х2МЮА должна быть гладкой и ровной без изъянов. Именно легированная сталь 38Х2МЮА наиболее всего подходит для азотирования при низких температурах. В процессе азотирования элементы не получают напряжения, которые происходят при закалке, поэтому размеры сохраняются на протяжении определенного периода. Из листового и других видов проката азотированной стали 38Х2МЮА изготавливают инструмент сложной конфигурации, предназначенный для эксплуатации в тяжелых условиях.
Сталь 38х2мюа обладает рядом особенностей:
- относится к сложнолегированным конструкционным сталям и обрабатывается на высокую прочность;
- наряду с высоким уровнем прочности требует доработки состава для получения большей плстичности и высокой точности в размерах;
- для улучшения физических свойств лучше использовать высокотемпературную термомеханическую обработку;
- по классификации относится к жаропрочным релаксационностойким сталям.
Для улучшения качественных технических параметров применяют обработку под действием высоких температур. В данном процессе совмещают пластическую деформацию и быструю закалку.
Более детально сталь данного типа используется для создания:
- штоков клапанов турбин парового типа, функционирующих при температурном режиме до 450 градусов;
- гильз цилиндров в двигателях внутреннего сгорания;
- игл форсунок, тарелок букс, распылителей;
- элементов ракетных и авиационных двигателей;
- частей трубопроводов с закалкой в масле или водяном растворе;
- азотируемых деталей авиастроения;
- цельнокатаных колец различного использования.
Для котельных и отопительных станций сталь маркируется с обозначением 22 К. В других странах существуют аналоги данного типа стали, но с другими маркировочными данными. Сталь для котельных низкоуглеродистая должна быть сварена с использованием флюса АН-8 и проволоки Св10Г2.
По способам свариваемости используют несколько вариантов:
- без ограничений, когда плавление происходит без подогрева и без окончательной обработки;
- ограниченно-свариваема: процесс термообработки осуществляется в режиме от 100 до 120 градусов;
- трудносвариваемая для получения сварных соединений высокого качества, потребуется подогрев до 200-300 градусов при сварке, а затем отжиг.
Сталь 38х2мюа не склонна к отпускной способности.
Азотирование для данного типа стали производят с целью улучшения качественных характеристик центральной части. Также материалов с маркировкой 38х2мюа поддается обезуглероживанию и теплоустойчив до 500 градусов. Взамен азотирования возможно производить нормализацию при температурах от 930 до 950 градусов, а также отпуск от 600 до 650 градусов. Чтобы уменьшить деформацию при азотировании , детали перед окончательной шлифовкой лучше подвергнуть стабилизирующему отпуску при температуре от 630 до 650 градусов с последующим охлаждением в печи до 400 градусов, а затем вынести на воздух. После всех этапов азотирования, материал из стали 38х2мюа получает высокие антикоррозийные свойства, позволяющие находиться в атмосферных условиях, жидкости, водяных парах.
Сталь 38ХА конструкционная легированная
Сталь марки 38ХА применятся для изготовления следующих деталей:
- Червяки,
- зубчатый колеса,
- шестерни,
- валы,
- оси,
- ответственные болты и другие улучшаемые детали.
В нефтяной, нефтехимической и газовой промышленности сталь марки 38ХА применяется для изготовления:
- Деталей трубопроводов,
- корпусов,
- ниппелей,
- переводников,
- валов
Температура примения стали 38ХА для деталей машин северного исполнения
| Сталь | Температура отпуска после закалки, °С | σв, кгс/мм 2 | Температура применения, °С (не ниже) | Толщина детали, мм (не более) |
| 38XA | 500 | 95 | -60 | 25 |
- При термической обработке на прочность ниже указанной в таблице или при использовании в деталях с толщиной стенки менее 10 мм температура эксплуатации может быть понижена.
- Максимальная толщина, указанная в таблице, обусловлена необходимостью получения cквоpзной прокаливаемости и однородности свойств по сечению.
Расшифровка стали 38ХА
Цифра 38 означает, что содержание углерода в стали составляет 0,38%.
Буква Х означает, что в стали содержится хром в количестве до 1,5%.
Буква А в конце означает, что сталь относится к категории высококачественной.
Химический состав, % (ГОСТ 4543-71)
Химический состав, % (ГОСТ 4543-2016)
| Марка стали | Массовая доля элементов, % | |||||||||
| С | Si | Mn | Cr | Ni | Mo | Al | Ti | V | B | |
| 38ХА | 0,35-0,42 | 0,17-0,37 | 0,35-0,65 | 0,90-1,30 | — | 0,20-0,30 | — | — | — | — |
Температура критических точек, °С
Твердость по Бринеллю (ГОСТ 4543-2016)
Твердость по Бринеллю металлопродукции в отожженном (ОТ) или высокоотпущенном (ВО) состоянии, а также горячекатаной и кованой металлопродукции, нормализованной с последующим высоким отпуском (Н+ВО), диаметром или толщиной свыше 5 мм должна соответствовать нормам, указанным в таблице ниже.
| Марка стали | Твердость НВ, не более |
| 38ХА | 207 |
Механические свойства (ГОСТ 4543-71)
| Состояние поставки, режим термообработки | Сечение, мм | σ0,2, МПа | σв, МПа | δ5, % | Ψ, % | KCU, Дж/см 2 |
| не менее | ||||||
| Пруток. Закалка с 860 °С в масле; отпуск при 550 °С, охл. в воде или в масле | 25 | 780 | 930 | 12 | 50 | 88 |
Механические свойства (ГОСТ 4543-2016)
| Марка стали | 38ХА | |||
| Режим термической обработки | Закалка | Температура, °С | 1-й закалки или нормализации | 850 |
| 2-й закалки | — | |||
| Среда охлаждения | Масло | |||
| Отпуск | Температура, °С | 580 | ||
| Среда охлаждения | Воздух | |||
| Механические свойства, не менее | Предел текучести, σт, МПа | 885 | ||
| Временное сопротивление, σв, МПа | 980 | |||
| Относительное | удлинение δ5, % | 11 | ||
| сужение Ψ, % | 45 | |||
| Ударная вязкость KCU, Дж/см 2 | 69 | |||
| Размер сечения заготовок для термической обработки (диаметр круга или сторона квадрата), мм | 25 | |||
Механические свойства в зависимости от сечения
| Сечение, мм | σ0,2, МПа | σв, МПа | δ5, % | Ψ, % | KCU, Дж/см 2 | Твердость НВ |
| 100 | 540 | 690 | 15 | 45 | 59 | 240-280 |
| 100-200 | 490 | 660 | 13 | 40 | 54 | 230-270 |
| 200-300 | 440 | 640 | 14 | 40 | 54 | 230-260 |
ПРИМЕЧАНИЕ: Поковка; закалка с 850 °С в масле; отпуск при 560 °С, охл. на воздухе.
Механические свойства в зависимости от температуры отпуска
| tотп. °С | σ0,2, МПа | σв, МПа | δ5, % | Ψ, % | KCU, Дж/см 2 | ТвердостьHB |
| 400 | 1220 | 1310 | 7 | 38 | 54 | 380 |
| 500 | 930 | 1030 | 12 | 47 | 108 | 320 |
| 600 | 710 | 830 | 17 | 63 | 167 | 260 |
ПРИМЕЧАНИЕ: Закалка с 850 °С в воде.
Механические свойства в зависимости от температуры испытаний
Предел выносливости
| Характеристика прочности | σ-1, МПа |
| σв = 690 МПа; закалка + отпуск | 333 |
| σ0,2 = 830 МПа; σв = 980 МПа; НВ 241 | 392 |
| σв = 870 МПа | 372 |
ПРИМЕЧАНИЕ: σ1/1000 425 = 124 МПа; σ1/1000 450 = 88 МПа; σ1/1000 540 = 59 МПа; σ1/10000 540 = 25 МПа
Ударная вязкость KCU
| Термообработка | KCU, Дж/см 2 , при температуре, °С | ||
| +25 | -25 | -70 | |
| Закалка с 860 °С в масле; отпуск при 580 °С | 101 | 69 | 48 |
Технологические свойства
Температура ковки, °С: начала 1240, конца 780.
Свариваемость — трудносвариваемая, рекомендуется сварка плавлением с предварительным подогревом и последующей термообработкой.
Обрабатываемость резанием — Kv б.ст = 0,8 и Kv тв.спл = 0,7 при σв = 930 МПа.
Флокеночувствительность — чувствительна.
Склонность к отпускной хрупкости — склонна.
Все о стали 38Х2МЮА
Потребители металлургической продукции только выиграют, если узнают все о стали 38Х2МЮА. Необходимо знать, какова расшифровка этой марки, каковы характеристики по ГОСТу, в чем заключается схема термообработки. А также придется изучить ассортимент, включающий производство полос и других видов поставки.
Состав и расшифровка
Как и в других случаях, эта марка описывается индексом, начинающимся с указания концентрации углерода. А также вполне традиционно ее измеряют в десятых долях процента. В случае стали 38Х2МЮА этот показатель составит 0,38%. Допускается его колебание от 0,35 до 0,42%. Еще там есть:
не более 0,3% никеля;
максимум 0,05% ванадия;
менее 0,03% фосфора;
менее 0,025% сера;
меньше 0,03% титана (этот состав может меняться по усмотрению заказчиков).
Характеристики и свойства
Свариваемость стали 38Х2МЮА равна нулю. Использовать ее в сварных конструкциях недопустимо. Отмечается чувствительность к образованию флокенов. После закаливания и отпуска материал имеет твердость от 240 до 277 МПа по шкале HB. По системе sB этот показатель составляет 800 МПа.
При обработке твердосплавными резцами эффективность работы составит 0,75. Если используют резцы из быстрорежущей стали, эффективность будет равна 0,55. Отпускная хрупкость не обнаруживается. Удельная масса при комнатной температуре составит 7710 кг на 1 куб. м.
Точка Ac1 достигается при 730 градусах; при 800 градусах металл соответствует точке Ac1, а при 940 градусах — критической позиции Ac3, она же Acm.
Сортамент
Сталь 38Х2МЮА может использоваться в производстве самых разных металлических изделий. Так, из этого сплава часто делают полосы и листы, соответствующие ГОСТ 103 от 1976 года. Обычный сортовой прокат, включая фасонный, может делаться согласно государственным стандартам:
2879 (и все они приняты в 2006 году).
Калиброванный пруток может быть выполнен по ГОСТ 7417-75. А также этот продукт допускается производить по:
ГОСТ 8559, принятому в 1975 году;
ГОСТ 8560 от 1978 года;
самому раннему ГОСТ 1051, действующему с 1973 года.
Шлифованные прутки должны соответствовать стандарту 14955, введенному в действие в 1977 году. Этот же норматив распространяется и на серебрянку. Для поковок и прочих кованых заготовок применяет ГОСТ 1133-71, хотя допускается и использование ТУ 14-1-2765-79. Наконец, химический состав нормируется (если нет иной договоренности между поставщиком и заказчиком) положениями ГОСТ 4543-71.
Аналоги
В ФРГ вместо сплава 38Х2МЮА выпускают сталь 41CrAlMo7. В целом в ЕС используют маркировку 1.8509. Для американской металлургии характерно использование металлов:
MIL-S-22141 (он же сплав Nitrail 04).
Во Франции практикуется выпуск стали 40CAD G. 12, а в Великобритании — 905M39. А также известны аналогичные сплавы:
польский продукт 38HMJ;
производимый в Румынии 39MoAlCr15;
Применение
Сталь 38Х2МЮА и ее заменители применяется для штоков в клапанах турбин, работоспособных при 450C. А также можно из нее делать гильзы для цилиндров ДВС и форсуночные иглы. На этом перечень возможных вариантов продукции не заканчивается. Еще допускается получение:
частей авиационных и космических моторов;
колец, подвергаемых цельной прокатке;
частей трубопроводов, закаливаемых в масле или в воде;
азотируемых деталей летательных аппаратов.
Термообработка
Схема термической обработки стали 38Х2МЮА вполне примечательна. Прутки сечением 3 см подвергают закалке при 940?C. Эта обработка может идти как в воде, так и в техническом масле. Далее практикуется отпуск при 640 градусах — он также проводится в тех же средах.
Поковки сечением 10-30 см закаливают и отпускают, при этом твердость по шкале HB составляет от 235 до 277 единиц.
Режимы обработки поковок зависят от их размера. Так, при сечении 6, 10 или 20 см закалка в масле или воде должна идти при 930-950 градусах. Отпуск производится в диапазоне от 640 до 680 градусов, обязательно в воздухе. Если сечение составляет 12 см, практикуется закалка при 950 градусах, а отпуск при 550 градусах — и то и другое делают в масле, добиваясь твердости от 285 до 302 МПа по шкале HB.
Иногда металл азотируют. Затем сталь закаливают при 930-950C в воде либо техническом масле. Отпускают металл при 640-680 градусах на воздухе. Азотирование проводят при 520-540 градусах. Твердость середины по шкале HB равна 269-300 единицам, на поверхности от 269 до 300 единиц.
В некоторых случаях 38Х2МЮА закаливают при 930-940 градусах в масле. Отпуск тогда ведут при 660 градусах. Суммарная тепловая выдержка составляет 5 часов. Индекс KCU после закалки принимается равным 152, а после отпуска — 171. Ковку начинают при 1240, заканчивают при 800C; если сечение деталей не превышает 5 см, их охлаждают в штабелях на воздухе, более крупные — в ящиках.
Читайте также: