Главная  >  Справочник  >  Сталь конструкционная легированная 34ХН1МА

Сталь конструкционная легированная 34ХН1МА: описание, свойства, применение

Сталь 34ХН1МА относится к категории конструкционных легированных сталей, обладающих высокой прочностью, вязкостью и износостойкостью. Эти свойства достигаются благодаря тщательно сбалансированному химическому составу и специальной термической обработке. Сталь 34ХН1МА широко используется в машиностроении, энергетике и других отраслях промышленности для изготовления ответственных деталей, работающих в условиях высоких нагрузок, вибраций и переменных температур.

Расшифровка обозначения стали 34ХН1МА:

• 34: Указывает на среднее содержание углерода в сотых долях процента (0,34%).
• Х: Обозначает наличие хрома (Cr) в качестве легирующего элемента.
• Н: Обозначает наличие никеля (Ni) в качестве легирующего элемента.
• 1: Указывает на примерное содержание никеля в процентах (около 1%).
• М: Обозначает наличие молибдена (Mo) в качестве легирующего элемента.
• А: Указывает на высокое качество стали (автоматная сталь или сталь с улучшенными свойствами).

Химический состав стали 34ХН1МА (ГОСТ 4543-71):

Элемент	Содержание (%)
Углерод (C)	0.30 - 0.38
Кремний (Si)	0.17 - 0.37
Марганец (Mn)	0.40 - 0.70
Никель (Ni)	1.25 - 1.75
Хром (Cr)	1.30 - 1.70
Молибден (Mo)	0.15 - 0.25
Ванадий (V)	до 0.15
Медь (Cu)	до 0.30
Сера (S)	до 0.025
Фосфор (P)	до 0.025

Механические свойства стали 34ХН1МА (ГОСТ 4543-71):

Механические свойства стали 34ХН1МА зависят от режима термической обработки. Приведем типичные значения для различных состояний поставки:

Свойство	Единица измерения	Значение (закалка + отпуск)
Предел прочности (временное сопротивление), σв	МПа	980 - 1180
Предел текучести, σт	МПа	785 - 980
Относительное удлинение, δ5	%	12 - 15
Относительное сужение, ψ	%	50 - 60
Ударная вязкость, KCU	Дж/см2	59 - 78
Твердость по Бринеллю, HB		269 - 341

• σ_в (Предел прочности) - Максимальное напряжение, которое материал выдерживает до разрушения.
• σ_т (Предел текучести) - Напряжение, при котором материал начинает деформироваться без заметного увеличения нагрузки.
• δ₅ (Относительное удлинение) - Процентное увеличение длины образца после разрыва по отношению к первоначальной длине. Характеризует пластичность материала.
• ψ (Относительное сужение) - Процентное уменьшение площади поперечного сечения образца в месте разрыва по отношению к первоначальной площади. Характеризует пластичность материала.
• KCU (Ударная вязкость) - Способность материала сопротивляться хрупкому разрушению при ударных нагрузках.
• HB (Твердость по Бринеллю) - Мера сопротивления материала вдавливанию индентора (шарика) под определенной нагрузкой.

Физические свойства стали 34ХН1МА:

Свойство	Единица измерения	Значение
Плотность	кг/м3	7850
Модуль упругости первого рода (E)	ГПа	206 - 216
Коэффициент линейного расширения (α)	1/°C	11.9 x 10-6
Теплопроводность (λ)	Вт/(м·°C)	34 - 43
Удельная теплоемкость (c)	Дж/(кг·°C)	462
Электрическое сопротивление (ρ)	Ом·мм2/м	0.22 - 0.27

Свариваемость стали 34ХН1МА:

Свариваемость стали 34ХН1МА ограничена. Рекомендуется предварительный подогрев до 200-300°C и последующая термообработка (отпуск) для снятия напряжений. Для сварки следует применять специальные электроды и режимы, предназначенные для легированных сталей.

Термическая обработка стали 34ХН1МА:

Термическая обработка является ключевым фактором, определяющим механические свойства стали 34ХН1МА. Типичные режимы:

• Закалка: Нагрев до температуры 850-880°C, охлаждение в масле или воде.
• Отпуск: Нагрев до температуры 500-650°C, выдержка и охлаждение на воздухе. Температура отпуска выбирается в зависимости от требуемых механических свойств.

Области применения стали 34ХН1МА:

Сталь 34ХН1МА широко используется для изготовления:

• Крупных кованых валов: Валы генераторов, турбин, прокатных станов.
• Шестерней и зубчатых колес: Редукторы, трансмиссии, механизмы привода.
• Крепежных деталей: Болты, гайки, шпильки, работающие при высоких нагрузках и температурах.
• Деталей турбин и компрессоров: Диски, роторы, лопатки.
• Деталей авиационной техники: Шасси, элементы фюзеляжа, детали двигателей.
• Деталей энергетического оборудования: Роторы, диски, крепеж.
• Ответственных деталей тяжелого машиностроения: Коленчатые валы, шатуны, оси.

Виды металлопроката из стали 34ХН1МА:

Сталь 34ХН1МА поставляется в виде:

• Сортового проката: Круг, квадрат, полоса, шестигранник.
• Листового проката: Листы и плиты различной толщины.
• Кованых заготовок: Заготовки различной формы, изготовленные методом ковки.
• Поковок: Изделия, полученные методом горячей штамповки.
• Бесшовных труб: Трубы для работы под высоким давлением.

ГОСТы, регламентирующие сталь 34ХН1МА и металлопрокат из нее:

• ГОСТ 4543-71: Сталь легированная конструкционная. Марки. (Основной стандарт, определяющий химический состав и механические свойства стали 34ХН1МА)
• ГОСТ 2590-2006: Прокат сортовой стальной горячекатаный круглый. Сортамент.
• ГОСТ 2591-2006: Прокат сортовой стальной горячекатаный квадратный. Сортамент.
• ГОСТ 103-2006: Прокат сортовой стальной горячекатаный полосовой. Сортамент.
• ГОСТ 7417-75: Сталь калиброванная круглая. Сортамент.
• ГОСТ 8559-75: Сталь калиброванная квадратная. Сортамент.
• ГОСТ 1133-71: Сталь кованая круглая и квадратная. Сортамент.
• ГОСТ 8479-70: Поковки из конструкционной легированной стали. Общие технические условия.
• ГОСТ 14959-2016: Прокат сортовой, калиброванный со специальной отделкой поверхности из легированной конструкционной стали. Общие технические условия.
• ГОСТ 380-2005: Сталь углеродистая обыкновенного качества. Марки. (В данном ГОСТе сталь 34ХН1МА напрямую не упоминается, но может использоваться как материал для изготовления изделий, соответствующих этому стандарту).

Необходимо отметить, что перечень ГОСТов не является исчерпывающим. Могут существовать другие стандарты, регламентирующие конкретные виды продукции из стали 34ХН1МА.

Операции в цехах, использующие сталь 34ХН1МА:

Сталь 34ХН1МА находит широкое применение в различных цехах машиностроительных и металлургических предприятий. Ниже перечислены основные операции, в которых используется этот материал:

1. Металлургическое производство:
   • Электросталеплавильный цех: Производство стали 34ХН1МА в электродуговых печах. Контроль химического состава и температуры расплава. Легирование стали необходимыми элементами.
   • Цех внепечной обработки стали (ковш-печь): Доводка химического состава, рафинирование от неметаллических включений, дегазация стали для улучшения качества.
   • Машинно-литейный цех (при производстве литых заготовок): Изготовление литых заготовок для дальнейшей обработки.
2. Кузнечно-прессовое производство:
   • Кузнечный цех: Горячая ковка заготовок для получения требуемой формы и размеров. Придание заготовкам необходимой структуры путем деформации.
   • Прессовый цех: Горячая штамповка деталей на прессах. Производство поковок сложной формы.
   • Термический цех (после ковки/штамповки): Проведение термической обработки (отжиг, нормализация) для снятия внутренних напряжений, возникших в процессе ковки или штамповки.
3. Механическая обработка:
   • Токарный цех: Обработка заготовок на токарных станках. Изготовление деталей вращения (валы, оси, шестерни).
   • Фрезерный цех: Обработка заготовок на фрезерных станках. Изготовление деталей сложной формы с использованием различных фрез.
   • Шлифовальный цех: Финишная обработка деталей для достижения высокой точности размеров и шероховатости поверхности.
   • Расточной цех: Обработка отверстий больших диаметров на расточных станках.
   • Зуборезный цех: Нарезание зубьев на шестернях и зубчатых колесах.
   • Термический цех (после механической обработки): Закалка и отпуск деталей для достижения требуемой твердости, прочности и износостойкости.
4. Сварочное производство:
   • Сварочный цех: Сварка деталей и конструкций из стали 34ХН1МА с применением специальных сварочных материалов и технологий.
   • Термический цех (после сварки): Отпуск сварных соединений для снятия остаточных напряжений и улучшения механических свойств.
5. Производство крепежных изделий:
   • Цех по производству болтов, гаек, шпилек: Изготовление крепежных деталей из стали 34ХН1МА на специальных автоматических линиях. Накатка резьбы, термическая обработка (закалка и отпуск), нанесение защитных покрытий.
6. Инструментальное производство:
   • Цех по производству штампов и пресс-форм: Изготовление штампов и пресс-форм для обработки металлов давлением и литья пластмасс. Сталь 34ХН1МА используется для изготовления наиболее нагруженных элементов штампов и пресс-форм.
   • Термический цех: Закалка и отпуск инструмента для придания ему высокой твердости и износостойкости.
7. Ремонтные цеха:
   • Ремонт механического оборудования: Восстановление изношенных деталей оборудования из стали 34ХН1МА путем наплавки, механической обработки и термической обработки.

В каждом из перечисленных цехов сталь 34ХН1МА подвергается различным технологическим операциям, направленным на получение деталей с заданными свойствами и геометрическими параметрами. Выбор конкретной технологии обработки зависит от требований к конечному изделию и имеющегося оборудования.

Дополнительные сведения:

• Сталь 34ХН1МА может подвергаться азотированию для повышения поверхностной твердости и износостойкости.
• Для повышения коррозионной стойкости возможно нанесение защитных покрытий (цинкование, хромирование, никелирование).
• При выборе стали 34ХН1МА для конкретного применения необходимо учитывать условия эксплуатации, требования к прочности, вязкости, износостойкости и другим свойствам. Рекомендуется консультация со специалистами в области металловедения и термической обработки.

Этот текст предоставляет подробное описание стали 34ХН1МА, включая ее химический состав, механические и физические свойства, области применения, виды металлопроката и соответствующие ГОСТы. Он также описывает основные операции, в которых используется этот материал в различных цехах. Эта информация будет полезна для инженеров, конструкторов и других специалистов, работающих с конструкционными материалами.