Главная  >  Справочник  >  Сталь конструкционная легированная 18Х2Н4МА

Сталь конструкционная легированная 18Х2Н4МА: описание, свойства, применение

Сталь 18Х2Н4МА относится к классу конструкционных легированных сталей и широко используется в машиностроении и других отраслях промышленности для изготовления деталей, работающих в условиях высоких нагрузок, ударных воздействий и знакопеременных напряжений. Уникальное сочетание легирующих элементов обеспечивает стали 18Х2Н4МА высокую прочность, вязкость, износостойкость и устойчивость к образованию трещин.

 

Свойства стали 18Х2Н4МА

 

Сталь 18Х2Н4МА обладает следующими ключевыми свойствами:

• Высокая прочность: Обеспечивается термической обработкой (закалка и отпуск) и легированием хромом, никелем и молибденом.
• Высокая вязкость: Благодаря никелю и марганцу сталь обладает хорошей ударной вязкостью, что позволяет ей выдерживать ударные нагрузки без разрушения.
• Высокая износостойкость: Хром и молибден образуют карбиды, повышающие сопротивление износу и абразивному воздействию.
• Хорошая прокаливаемость: Обеспечивает получение однородной структуры по сечению при закалке, что особенно важно для крупных деталей.
• Устойчивость к отпускной хрупкости: Молибден препятствует развитию отпускной хрупкости, что позволяет использовать сталь при повышенных температурах.
• Свариваемость: Ограниченно свариваемая. Рекомендуется предварительный подогрев и последующая термообработка для снятия напряжений.
• Обрабатываемость резанием: В отожженном состоянии сталь хорошо обрабатывается резанием.

 

Химический состав стали 18Х2Н4МА (ГОСТ 4543-71)

 

Элемент	Массовая доля, %
Углерод (C)	0.17 - 0.23
Кремний (Si)	0.17 - 0.37
Марганец (Mn)	0.3 - 0.6
Никель (Ni)	3.7 - 4.2
Хром (Cr)	1.3 - 1.7
Молибден (Mo)	0.2 - 0.3
Медь (Cu)	до 0.30
Сера (S)	до 0.025
Фосфор (P)	до 0.025

Расшифровка обозначения стали 18Х2Н4МА:

• 18 - указывает на среднее содержание углерода в сотых долях процента (0.18%).
• Х2 - указывает на содержание хрома около 2% (1.3 - 1.7%). Буква "Х" обозначает хром.
• Н4 - указывает на содержание никеля около 4% (3.7 - 4.2%). Буква "Н" обозначает никель.
• М - указывает на содержание молибдена. Буква "М" обозначает молибден.
• А - указывает на то, что сталь высококачественная.

 

Механические свойства стали 18Х2Н4МА

 

Механические свойства стали 18Х2Н4МА зависят от режима термической обработки. Приведенные ниже значения являются типичными для стали, подвергнутой закалке и отпуску:

Свойство	Значение
Предел прочности (σв), МПа	980 - 1270
Предел текучести (σт), МПа	835 - 1175
Относительное удлинение (δ5), %	12 - 17
Относительное сужение (ψ), %	50 - 60
Ударная вязкость (KCU), Дж/см2	59 - 98
Твердость по Бринеллю (HB),	241 - 341

 

Физические свойства стали 18Х2Н4МА

 

Свойство	Значение
Плотность (ρ), кг/м3	7850
Модуль упругости (E), ГПа	210
Коэффициент линейного расширения (α), 1/°C	11.9 x 10-6 (в диапазоне 20-100°C)
Теплопроводность (λ), Вт/(м·°C)	34.9 (при 20°C)
Удельная теплоемкость (c), Дж/(кг·°C)	462 (при 20°C)
Магнитные свойства	Ферромагнитная
Электрическое сопротивление (ρ), Ом·мм²/м	0.24 (при 20°C)

 

Области применения стали 18Х2Н4МА

Благодаря своим высоким механическим свойствам, сталь 18Х2Н4МА широко применяется в различных отраслях промышленности:

• Авиационная промышленность: Изготовление деталей авиационных двигателей, трансмиссий, крепежных элементов, работающих в условиях высоких нагрузок и температур.
• Автомобилестроение: Производство коленчатых валов, шатунов, шестерен, валов коробок передач и других ответственных деталей, подверженных высоким нагрузкам и износу.
• Энергетическое машиностроение: Изготовление роторов турбин, валов генераторов и других деталей энергетического оборудования.
• Нефтегазовая промышленность: Производство бурового оборудования, деталей насосов и компрессоров, работающих в условиях высоких давлений и агрессивных сред.
• Тяжелое машиностроение: Изготовление крупных валов, шестерен, осей и других деталей для горнодобывающей техники, металлургического оборудования и подъемно-транспортных машин.
• Производство инструментов: Изготовление штампов, пресс-форм и других инструментов, требующих высокой прочности и износостойкости.
• Ракетостроение: Изготовление корпусов ракетных двигателей, деталей систем управления и других ответственных элементов.
• Военная промышленность: Производство деталей танков, артиллерийских установок и других видов вооружений.

 

Виды металлопроката из стали 18Х2Н4МА

 

Сталь 18Х2Н4МА поставляется в виде различных видов металлопроката:

• Круг: Используется для изготовления валов, осей, болтов, шпилек и других деталей вращения.
• Квадрат: Применяется для изготовления различных деталей, работающих на изгиб и кручение.
• Полоса: Используется для изготовления рессор, пружин, деталей сварных конструкций.
• Лист: Применяется для изготовления корпусных деталей, обшивок и других элементов конструкций.
• Поковки: Используются для изготовления деталей сложной формы, требующих высокой прочности и вязкости.
• Трубы: Применяются для изготовления трубопроводов, работающих под высоким давлением и при высоких температурах.

 

ГОСТы, регламентирующие сталь 18Х2Н4МА и металлопрокат из нее

 

• ГОСТ 4543-71: Сталь легированная конструкционная. Марки. (Определяет химический состав и общие требования к стали).
• ГОСТ 2590-2006: Прокат сортовой стальной горячекатаный круглый. Сортамент. (Определяет размеры и допуски для круглого проката).
• ГОСТ 2591-2006: Прокат сортовой стальной горячекатаный квадратный. Сортамент. (Определяет размеры и допуски для квадратного проката).
• ГОСТ 103-2006: Прокат сортовой стальной горячекатаный полосовой. Сортамент. (Определяет размеры и допуски для полосового проката).
• ГОСТ 19903-2015: Прокат листовой горячекатаный. Общие технические условия. (Определяет общие требования к листовому прокату).
• ГОСТ 8479-70: Поковки из конструкционной углеродистой и легированной стали. Общие технические условия. (Определяет требования к поковкам).
• ГОСТ 8734-75: Трубы стальные бесшовные горячедеформированные. Сортамент. (Определяет размеры и допуски для горячедеформированных труб).
• ГОСТ 8731-74: Трубы стальные бесшовные горячедеформированные. Технические требования. (Определяет технические требования к горячедеформированным трубам).

Операции в цехах, использующие материалы из стали 18Х2Н4МА

 

Сталь 18Х2Н4МА используется на различных этапах производства в машиностроительных цехах. Вот некоторые примеры операций:

• Механическая обработка:
  • Токарная обработка: Изготовление валов, осей, шестерен и других деталей вращения на токарных станках.
  • Фрезерная обработка: Изготовление корпусных деталей, пазов, канавок и других элементов на фрезерных станках.
  • Сверление: Создание отверстий для крепежных элементов и других целей.
  • Шлифование: Достижение высокой точности размеров и шероховатости поверхности.
  • Зубонарезание: Изготовление зубьев шестерен и других зубчатых деталей.
• Термическая обработка:
  • Закалка: Повышение твердости и прочности стали путем нагрева до высокой температуры и последующего быстрого охлаждения.
  • Отпуск: Снятие внутренних напряжений и повышение вязкости стали после закалки путем нагрева до определенной температуры и выдержки.
  • Нормализация: Улучшение структуры стали и снятие внутренних напряжений путем нагрева до температуры выше критической точки и последующего охлаждения на воздухе.
  • Цементация: Насыщение поверхностного слоя стали углеродом для повышения твердости и износостойкости. (Иногда применяется в сочетании с 18Х2Н4МА)
  • Азотирование: Насыщение поверхностного слоя стали азотом для повышения твердости, износостойкости и коррозионной стойкости. (Иногда применяется в сочетании с 18Х2Н4МА)
• Сварочные работы:
  • Сварка: Соединение деталей из стали 18Х2Н4МА с использованием различных методов сварки (дуговая, газовая, контактная и др.). Требует предварительного подогрева и последующей термообработки для снятия напряжений.
• Контроль качества:
  • Ультразвуковой контроль: Выявление внутренних дефектов в заготовках и деталях.
  • Магнитопорошковый контроль: Выявление поверхностных трещин и дефектов.
  • Рентгенографический контроль: Выявление внутренних дефектов в сварных швах и других соединениях.
  • Механические испытания: Определение механических свойств стали (прочности, твердости, ударной вязкости) на образцах.
  • Химический анализ: Контроль химического состава стали.

 

Сталь 18Х2Н4МА – это высококачественная легированная конструкционная сталь, обладающая уникальным сочетанием свойств, что делает ее незаменимой для изготовления ответственных деталей, работающих в условиях высоких нагрузок и экстремальных условиях эксплуатации. Широкий спектр применения, разнообразие видов металлопроката и наличие строгих стандартов качества гарантируют надежность и долговечность изделий из этой стали. Применение современных технологий механической и термической обработки позволяет в полной мере реализовать потенциал стали 18Х2Н4МА и обеспечить высокое качество производимой продукции.