Главная  >  Справочник  >  Сталь конструкционная легированная 34ХН3М

Сталь конструкционная легированная 34ХН3М: описание, свойства, применение

Сталь 34ХН3М – конструкционная легированная сталь, обладающая высокой прочностью, вязкостью и износостойкостью. Благодаря своему химическому составу и термической обработке, она широко применяется в ответственных деталях машиностроения, работающих в условиях высоких нагрузок, ударных воздействий и повышенных температур.

Свойства стали 34ХН3М:

• Высокая прочность: Обеспечивается высоким содержанием углерода и легирующих элементов, таких как хром, никель и молибден. Это позволяет деталям из стали 34ХН3М выдерживать значительные статические и динамические нагрузки.
• Высокая вязкость: Обеспечивается наличием никеля и молибдена, что делает сталь устойчивой к хрупкому разрушению и распространению трещин. Это особенно важно для деталей, подверженных ударным нагрузкам.
• Износостойкость: Хром и молибден образуют карбиды, которые повышают твердость и сопротивление износу. Это делает сталь 34ХН3М подходящей для деталей, работающих в условиях трения и абразивного износа.
• Прокаливаемость: Хорошая прокаливаемость позволяет получать высокую твердость и прочность в толстых сечениях после закалки и отпуска.
• Умеренная свариваемость: Свариваемость стали 34ХН3М ограничена и требует предварительного подогрева и последующей термообработки для предотвращения образования трещин в сварном шве и околошовной зоне.
• Стойкость к отпускной хрупкости: Молибден в составе стали снижает склонность к отпускной хрупкости, что позволяет использовать ее при повышенных температурах.

Химический состав стали 34ХН3М (ГОСТ 4543-71):

Элемент	Содержание (%)
Углерод (C)	0.30 - 0.38
Хром (Cr)	1.30 - 1.70
Никель (Ni)	2.75 - 3.15
Марганец (Mn)	0.40 - 0.70
Молибден (Mo)	0.30 - 0.40
Кремний (Si)	0.17 - 0.37
Сера (S)	≤ 0.025
Фосфор (P)	≤ 0.025
Медь (Cu)	≤ 0.30

Расшифровка обозначения стали 34ХН3М:

• 34 - указывает на содержание углерода в сотых долях процента (0,34%).
• Х - указывает на наличие хрома.
• Н - указывает на наличие никеля.
• М - указывает на наличие молибдена.
• Цифры после букв - указывают на примерное содержание легирующего элемента в процентах. Отсутствие цифры указывает на содержание элемента около 1%.

Механические свойства стали 34ХН3М (ГОСТ 4543-71):

Механические свойства стали 34ХН3М зависят от режима термической обработки. Ниже приведены примерные значения для различных состояний:

Свойство	Значение
Предел прочности (временное сопротивление) σв, МПа	980 - 1270
Предел текучести σт, МПа	780 - 1080
Относительное удлинение δ5, %	12 - 16
Относительное сужение ψ, %	40 - 50
Ударная вязкость KCU, Дж/см2	49 - 78
Твердость HВ	280 - 360

Физические свойства стали 34ХН3М:

Свойство	Значение
Плотность ρ, кг/м3	7850
Модуль упругости E, ГПа	210
Коэффициент линейного расширения α, 10-6/°C (20-100°C)	11.8
Теплопроводность λ, Вт/(м·°C)	34
Удельная теплоемкость c, Дж/(кг·°C)	480
Электрическое сопротивление ρ, мкОм·м	0.22

Применение стали 34ХН3М:

Сталь 34ХН3М используется для изготовления тяжелонагруженных деталей, от которых требуется высокая прочность, вязкость и износостойкость, таких как:

• Коленчатые и распределительные валы двигателей внутреннего сгорания: Обеспечивает высокую прочность и износостойкость при высоких нагрузках и температурах.
• Шестерни и валы редукторов: Выдерживает высокие крутящие моменты и ударные нагрузки.
• Шатуны и другие детали поршневой группы: Обеспечивает надежную работу в условиях циклических нагрузок.
• Оси и валы железнодорожного транспорта: Выдерживает высокие нагрузки и вибрации.
• Детали кузнечно-прессового оборудования: Обеспечивает высокую прочность и износостойкость при ударных нагрузках.
• Крепежные детали (болты, гайки, шпильки) высокой прочности: Обеспечивает надежное соединение деталей в конструкциях, работающих под нагрузкой.
• Детали гидропрессов: Выдерживает высокое давление рабочей жидкости.
• Шпиндели металлорежущих станков: Обеспечивает высокую точность и жесткость.
• Инструмент для горячей деформации: (штампы, матрицы, пуансоны) - благодаря высокой прочности и стойкости к высоким температурам.

Виды металлопроката из стали 34ХН3М:

Сталь 34ХН3М поставляется в виде различных видов металлопроката:

• Круг: Наиболее распространенный вид проката, используемый для изготовления валов, осей, шпинделей и других деталей вращения.
• Поковка: Используется для изготовления крупных и сложных деталей, требующих высокой прочности и вязкости.
• Лист: Используется для изготовления деталей корпусов, фланцев и других плоских элементов.
• Труба: Используется для изготовления трубопроводов высокого давления и других конструкций.
• Сортовой прокат (квадрат, шестигранник): Используется для изготовления крепежных деталей и других элементов.

ГОСТы, регламентирующие сталь 34ХН3М и металлопрокат из нее:

• ГОСТ 4543-71 "Сталь легированная конструкционная. Марки." - Основной стандарт, определяющий химический состав, механические свойства и другие характеристики стали 34ХН3М.
• ГОСТ 2590-2006 "Прокат сортовой стальной горячекатаный круглый. Сортамент." - Регламентирует размеры и допустимые отклонения для круглого проката.
• ГОСТ 2591-2006 "Прокат сортовой стальной горячекатаный квадратный. Сортамент." - Регламентирует размеры и допустимые отклонения для квадратного проката.
• ГОСТ 2879-2006 "Прокат сортовой стальной горячекатаный шестигранный. Сортамент." - Регламентирует размеры и допустимые отклонения для шестигранного проката.
• ГОСТ 103-2006 "Прокат сортовой стальной горячекатаный полосовой. Сортамент." - Регламентирует размеры и допустимые отклонения для полосового проката.
• ГОСТ 1133-71 "Сталь кованая круглая и квадратная. Сортамент." - Регламентирует размеры и допустимые отклонения для кованого проката.
• ГОСТ 7417-75 "Сталь калиброванная круглая. Сортамент." - Регламентирует размеры и допустимые отклонения для калиброванного круглого проката.
• ГОСТ 8479-70 "Поковки из конструкционной легированной и инструментальной стали. Общие технические условия." - Регламентирует требования к поковкам из стали 34ХН3М.
• ГОСТ 14959-2016 "Прокат сортовой, полосовой и калиброванный из конструкционной и инструментальной легированной стали. Общие технические условия." - Общие технические условия на сортовой, полосовой и калиброванный прокат из легированной стали.
• Другие ГОСТы на конкретные виды деталей и изделий, изготовленных из стали 34ХН3М (например, ГОСТы на крепежные детали, шестерни, валы и т.д.).

Операции в цехах, использующие материалы из стали 34ХН3М:

Сталь 34ХН3М находит широкое применение в различных производственных процессах, включая:

• Металлургическое производство:
  • Плавка: Сталь 34ХН3М выплавляется в электропечах или конвертерах с последующим легированием.
  • Разливка: Расплавленная сталь разливается в слитки или заготовки для дальнейшей обработки.
• Кузнечно-прессовое производство:
  • Ковка: Из заготовок путем ковки изготавливаются поковки различной формы и размеров, используемые для изготовления деталей машин и оборудования.
  • Штамповка: Из заготовок путем горячей штамповки изготавливаются детали сложной формы с высокой точностью размеров.
• Механическая обработка:
  • Токарная обработка: На токарных станках изготавливаются детали вращения (валы, оси, шпиндели и т.д.).
  • Фрезерная обработка: На фрезерных станках изготавливаются детали сложной формы с использованием фрез различных типов.
  • Сверление: Сверление отверстий в деталях.
  • Шлифование: Шлифование поверхностей деталей для достижения высокой точности и шероховатости.
  • Зубонарезание: На зуборезных станках изготавливаются шестерни и другие зубчатые детали.
• Термическая обработка:
  • Закалка: Нагрев стали до определенной температуры с последующим быстрым охлаждением для повышения твердости и прочности.
  • Отпуск: Нагрев закаленной стали до более низкой температуры для снижения хрупкости и повышения вязкости.
  • Нормализация: Нагрев стали до определенной температуры с последующим охлаждением на воздухе для улучшения структуры и механических свойств.
  • Улучшение: Комплексная термическая обработка, включающая закалку и высокий отпуск, для достижения оптимального сочетания прочности, вязкости и других свойств.
• Сварочное производство:
  • Сварка: Соединение деталей из стали 34ХН3М с использованием различных методов сварки (дуговая, газовая и т.д.). Требуется предварительный подогрев и последующая термообработка для предотвращения образования трещин.
• Инструментальное производство:
  • Изготовление штампов и пресс-форм: Сталь 34ХН3М используется для изготовления штампов и пресс-форм, используемых в кузнечно-прессовом и литейном производстве.

В заключение, сталь 34ХН3М является высокопрочным и надежным материалом, широко используемым в различных отраслях промышленности для изготовления ответственных деталей, работающих в условиях высоких нагрузок и сложных условиях эксплуатации. Правильный выбор режима термической обработки и технологии обработки позволяет получить оптимальные свойства и обеспечить долговечность деталей из этой стали.