Главная  >  Справочник  >  Сталь конструкционная легированная 38Х2Ю

Сталь конструкционная легированная 38Х2Ю: описание, свойства, применение

Сталь 38Х2Ю относится к категории конструкционных легированных сталей и обладает уникальным сочетанием свойств, которые делают её востребованной в различных отраслях промышленности. Эта сталь характеризуется высокой прочностью, износостойкостью, хорошей обрабатываемостью и устойчивостью к отпускной хрупкости. Рассмотрим более подробно характеристики этой марки стали.

Свойства стали 38Х2Ю:

• Высокая прочность: Легирование хромом и другими элементами обеспечивает стали 38Х2Ю высокую прочность, что позволяет использовать её в условиях высоких нагрузок и напряжений.
• Износостойкость: Хром и другие легирующие элементы способствуют образованию карбидов, повышающих износостойкость стали. Это делает её пригодной для изготовления деталей, подверженных трению и абразивному износу.
• Хорошая обрабатываемость: Сталь 38Х2Ю хорошо поддается механической обработке, такой как точение, фрезерование, сверление и шлифование. Это упрощает изготовление деталей сложной формы.
• Устойчивость к отпускной хрупкости: Легирование никелем и другими элементами снижает склонность стали к отпускной хрупкости, что повышает её надежность при эксплуатации в широком диапазоне температур.
• Прокаливаемость: Сталь обладает достаточной прокаливаемостью, что позволяет получать высокую твердость в поверхностном слое после закалки и отпуска.

Химический состав стали 38Х2Ю (ГОСТ 4543-71):

Элемент	Содержание, %
Углерод (C)	0.35 - 0.41
Кремний (Si)	0.17 - 0.37
Марганец (Mn)	0.50 - 0.80
Никель (Ni)	до 0.40
Хром (Cr)	1.30 - 1.60
Медь (Cu)	до 0.30
Сера (S)	до 0.035
Фосфор (P)	до 0.035
Алюминий (Al)	0.8 - 1.1

Расшифровка обозначения:

• 38: Указывает на среднее содержание углерода в сотых долях процента (0.38%).
• Х2: Указывает на содержание хрома около 2%.
• Ю: Указывает на наличие алюминия.

Механические свойства стали 38Х2Ю (ГОСТ 4543-71):

Механические свойства стали 38Х2Ю зависят от режима термической обработки. Приведем типичные значения для различных состояний:

• Закалка и высокий отпуск (улучшение):
  • Предел прочности (временное сопротивление), σ_в: 980 - 1180 МПа
  • Предел текучести, σ_т: 780 - 980 МПа
  • Относительное удлинение, δ₅: 10 - 15%
  • Относительное сужение, ψ: 40 - 50%
  • Ударная вязкость, KCU: 49 - 78 Дж/см²
  • Твердость, HRC: 25-35
• Нормализация и отпуск:
  • Предел прочности (временное сопротивление), σ_в: 780 - 930 МПа
  • Предел текучести, σ_т: 590 - 740 МПа
  • Относительное удлинение, δ₅: 12 - 17%
  • Относительное сужение, ψ: 45 - 55%
  • Ударная вязкость, KCU: 59 - 88 Дж/см²

Физические свойства стали 38Х2Ю:

• Плотность: 7850 кг/м³
• Модуль упругости: 205 ГПа
• Коэффициент линейного расширения (20-100°C): 11.7 x 10⁻⁶ /°C
• Теплопроводность: 44 Вт/(м·°C)
• Удельная теплоемкость: 480 Дж/(кг·°C)
• Электрическое сопротивление: 0.25 Ом·мм²/м

Сферы применения стали 38Х2Ю:

Сталь 38Х2Ю благодаря своим свойствам находит широкое применение в различных отраслях:

• Автомобильная промышленность: Изготовление деталей трансмиссии (шестерни, валы), деталей подвески (рычаги, пружины), деталей двигателей (клапаны, распределительные валы), а также других деталей, работающих в условиях высоких нагрузок и износа.
• Машиностроение: Производство зубчатых колес, валов, осей, кулачков, пальцев, крепежных деталей, деталей гидроаппаратуры и других ответственных деталей, требующих высокой прочности и износостойкости.
• Авиационная промышленность: Изготовление деталей, работающих при высоких нагрузках и температурах, например, элементы шасси, детали двигателей и другие ответственные компоненты.
• Нефтегазовая промышленность: Производство деталей бурового оборудования, элементов насосов, клапанов и других компонентов, работающих в агрессивных средах.
• Инструментальное производство: Изготовление штампов, пресс-форм, оправок и другого инструмента, требующего высокой износостойкости и прочности.
• Железнодорожный транспорт: Производство деталей вагонов (оси, колесные пары, рессоры), деталей локомотивов (зубчатые колеса, валы).
• Сельскохозяйственное машиностроение: Производство деталей почвообрабатывающей техники, деталей комбайнов, деталей тракторов.

Виды металлопроката из стали 38Х2Ю:

Сталь 38Х2Ю поставляется в различных видах металлопроката:

• Круг: Используется для изготовления валов, осей, болтов, шпилек и других деталей круглого сечения.
• Квадрат: Применяется для изготовления различных деталей квадратного сечения, а также для заготовок под дальнейшую обработку.
• Полоса: Используется для изготовления плоских деталей, а также для заготовок под сварные конструкции.
• Лист: Применяется для изготовления корпусов, обшивок, а также для изготовления штампованных деталей.
• Трубы: Используются для транспортировки жидкостей и газов, а также для изготовления конструкционных элементов.
• Поковки: Изготавливаются методом горячей объемной штамповки и используются для производства сложных деталей, требующих высокой прочности.

ГОСТы, регламентирующие сталь 38Х2Ю и металлопрокат из нее:

• ГОСТ 4543-71: Сталь легированная конструкционная. Марки. (Основной ГОСТ, определяющий химический состав и механические свойства стали 38Х2Ю).
• ГОСТ 2590-2006: Прокат сортовой стальной горячекатаный круглый. Сортамент. (Определяет сортамент круглого проката).
• ГОСТ 2591-2006: Прокат сортовой стальной горячекатаный квадратный. Сортамент. (Определяет сортамент квадратного проката).
• ГОСТ 103-2006: Прокат сортовой стальной горячекатаный полосовой. Сортамент. (Определяет сортамент полосового проката).
• ГОСТ 1577-93: Прокат толстолистовой и широкополосный из конструкционной качественной стали. Технические условия.
• ГОСТ 7417-75: Сталь калиброванная круглая. Сортамент.
• ГОСТ 8560-78: Сталь калиброванная шестигранная. Сортамент.
• ГОСТ 1050-2013: Металлопродукция из нелегированных конструкционных качественных и специальных сталей. Общие технические условия. (В данном ГОСТе могут быть указаны общие требования к качеству металлопродукции).
• ГОСТ 8479-70: Поковки из конструкционной легированной и нелегированной стали. Общие технические условия.

Операции в цехах с использованием материалов из стали 38Х2Ю:

Сталь 38Х2Ю используется на различных этапах производства в цехах металлообрабатывающих предприятий:

• Заготовительный цех:
  • Резка: Разрезание металлопроката на заготовки требуемой длины (ленточнопильные станки, дисковые пилы, газокислородная резка).
  • Рубка: Разделение металлопроката на заготовки с использованием гильотинных ножниц (для полосы и листа).
• Кузнечный цех:
  • Ковка: Формирование заготовок сложной формы под воздействием ударов или давления (молоты, прессы).
  • Штамповка: Изготовление поковок на штамповочных прессах.
• Термический цех:
  • Закалка: Нагрев стали до определенной температуры с последующим быстрым охлаждением для повышения твердости и прочности.
  • Отпуск: Нагрев закаленной стали до более низкой температуры для снятия внутренних напряжений и повышения пластичности.
  • Нормализация: Нагрев стали до температуры выше критической 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, пластичности и ударной вязкости.
• Механический цех:
  • Токарная обработка: Обработка заготовок на токарных станках для придания им цилиндрической или конической формы, а также для нарезания резьбы.
  • Фрезерная обработка: Обработка заготовок на фрезерных станках для получения плоских или фасонных поверхностей.
  • Сверление: Создание отверстий в заготовках с использованием сверлильных станков.
  • Шлифование: Финишная обработка поверхностей для достижения высокой точности и шероховатости.
  • Растачивание: Увеличение диаметра существующих отверстий.
  • Зубонарезание: Изготовление зубчатых колес на зуборезных станках.
• Сварочный цех:
  • Сварка: Соединение деталей из стали 38Х2Ю с использованием различных методов сварки (дуговая сварка, газовая сварка, контактная сварка). При сварке необходимо учитывать химический состав стали и выбирать соответствующие сварочные материалы и режимы сварки для обеспечения прочности и надежности сварного соединения.
• Инструментальный цех:
  • Изготовление штампов, пресс-форм, оправок и другого инструмента, требующего высокой износостойкости и прочности.
• Контроль качества:
  • Входной контроль: Проверка качества поступающего металлопроката на соответствие требованиям ГОСТов и технических условий.
  • Межоперационный контроль: Проверка качества деталей после каждой операции.
  • Выходной контроль: Проверка качества готовых изделий.

В заключение, сталь 38Х2Ю – это универсальный конструкционный материал с широким спектром применения. Её свойства, определяемые химическим составом и режимами термической обработки, позволяют использовать её для изготовления ответственных деталей, работающих в условиях высоких нагрузок, износа и агрессивных сред. Знание свойств, областей применения и особенностей обработки этой стали позволяет инженерам и технологам правильно выбирать материалы и разрабатывать технологические процессы для обеспечения надежности и долговечности производимой продукции