Главная  >  Справочник  >  Сталь конструкционная легированная 38ХГН

Сталь конструкционная легированная 38ХГН: описание, свойства, применение

Сталь 38ХГН – высококачественная конструкционная легированная сталь, широко применяемая в машиностроении и других отраслях промышленности для изготовления ответственных деталей, подвергающихся высоким динамическим и статическим нагрузкам, а также работающих в условиях повышенной износостойкости. Марка 38ХГН отличается высокой прочностью, вязкостью, хорошей прокаливаемостью и свариваемостью.

Расшифровка обозначения стали 38ХГН:

• 38 – указывает на среднее содержание углерода в сотых долях процента (0,38%).
• Х – указывает на наличие хрома в составе стали.
• Г – указывает на наличие марганца в составе стали.
• Н – указывает на наличие никеля в составе стали.
• Отсутствие цифр после букв указывает на содержание легирующих элементов в пределах 1-1,5%.

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

Элемент	Содержание, %
Углерод (C)	0,35 - 0,41
Кремний (Si)	0,17 - 0,37
Марганец (Mn)	0,70 - 1,00
Никель (Ni)	1,25 - 1,75
Хром (Cr)	1,25 - 1,75
Медь (Cu)	≤ 0,30
Сера (S)	≤ 0,025
Фосфор (P)	≤ 0,025

Свойства стали 38ХГН:

Сталь 38ХГН обладает уникальным сочетанием свойств, делающих ее незаменимой для производства деталей, работающих в сложных условиях:

• Высокая прочность: Обеспечивает возможность выдерживать значительные нагрузки без деформации и разрушения.
• Высокая вязкость: Предотвращает хрупкое разрушение при ударных нагрузках и вибрациях.
• Хорошая прокаливаемость: Позволяет получить высокую твердость и прочность по всему сечению детали после термической обработки.
• Удовлетворительная свариваемость: Позволяет изготавливать сварные конструкции из стали 38ХГН с применением специальных технологий.
• Износостойкость: Обеспечивает длительный срок службы деталей, работающих в условиях трения и абразивного износа.
• Коррозионная стойкость: Невысокая, требуется защита от коррозии.

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

Механические свойства стали 38ХГН зависят от режима термической обработки. Приводятся типичные значения для улучшенного состояния (закалка + высокий отпуск):

Свойство	Значение	Единица измерения
Предел прочности (временное сопротивление), σв	980 - 1180	МПа
Предел текучести, σт	785 - 980	МПа
Относительное удлинение, δ5	12 - 15	%
Относительное сужение, ψ	50 - 60	%
Ударная вязкость, KCU	78 - 98	Дж/см2
Твердость по Бринеллю, HB	241 - 341

Физические свойства стали 38ХГН:

Свойство	Значение	Единица измерения
Плотность, ρ	7850	кг/м3
Модуль упругости, E	205 x 103	МПа
Коэффициент линейного расширения, α	11.9 x 10-6	1/°C
Теплопроводность, λ	44	Вт/(м·°C)
Удельная теплоемкость, c	480	Дж/(кг·°C)
Электрическое сопротивление, ρ	0.24 x 10-6	Ом·м

Сферы применения стали 38ХГН:

Благодаря своим высоким механическим свойствам и износостойкости, сталь 38ХГН широко используется в различных отраслях промышленности, в частности:

• Машиностроение:
  • Изготовление коленчатых валов, шатунов, шестерен, вал-шестерен, осей, зубчатых колес, кулачковых валов и других деталей, подвергающихся высоким динамическим нагрузкам и износу.
  • Производство деталей для тяжелых грузовиков, тракторов, строительной и горнодобывающей техники.
  • Изготовление деталей для железнодорожного транспорта (оси, колесные пары).
• Автомобилестроение:
  • Производство деталей трансмиссии (шестерни, валы).
  • Изготовление деталей подвески.
• Авиационная промышленность:
  • Изготовление деталей, требующих высокой прочности и надежности (например, элементы шасси).
• Судостроение:
  • Производство деталей судовых двигателей и механизмов.
• Нефтегазовая промышленность:
  • Изготовление деталей бурового оборудования.
• Оборонная промышленность:
  • Производство деталей военной техники.
• Энергетика:
  • Изготовление деталей турбин и генераторов.
• Производство инструмента:
  • Изготовление крупных штампов и пуансонов.

Виды металлопроката из стали 38ХГН:

Сталь 38ХГН поставляется в различных видах металлопроката:

• Круг: Используется для изготовления валов, осей, шестерен и других деталей вращения.
• Квадрат: Используется для изготовления различных деталей общего назначения.
• Полоса: Используется для изготовления режущего инструмента, пружин и других плоских деталей.
• Лист: Используется для изготовления сварных конструкций, корпусов и других деталей.
• Трубы: Используются для изготовления трубопроводов и других конструкций.
• Поковки и штамповки: Используются для изготовления деталей сложной формы с высокими требованиями к прочности и надежности.

ГОСТы, регламентирующие сталь 38ХГН и металлопрокат из нее:

• ГОСТ 4543-71 Сталь легированная конструкционная. Марки. (Определяет химический состав и механические свойства стали 38ХГН).
• 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 1577-93 Прокат толстолистовой и широкополосный из конструкционной и низколегированной стали. Общие технические условия.
• ГОСТ 7417-75 Сталь калиброванная круглая. Сортамент.
• ГОСТ 8560-78 Сталь калиброванная шестигранная. Сортамент.
• ГОСТ 1051-73 Сталь калиброванная квадратная. Сортамент.
• ГОСТ 1133-71 Сталь кованая круглая и квадратная. Сортамент.

Операции в цехах, производящих изделия из стали 38ХГН:

В цехах, производящих изделия из стали 38ХГН, выполняются различные технологические операции:

• Заготовительный цех:
  • Резка: Металлопрокат разрезается на заготовки необходимых размеров с использованием ленточнопильных станков, гильотинных ножниц, абразивных кругов или газовой резки.
  • Правка: Заготовки правятся на прессах или правильных машинах для устранения деформаций.
• Механический цех:
  • Токарная обработка: Заготовки обрабатываются на токарных станках для придания им необходимой формы и размеров.
  • Фрезерная обработка: Заготовки обрабатываются на фрезерных станках для создания плоскостей, пазов, канавок и других элементов.
  • Сверление: В заготовках просверливаются отверстия различного диаметра.
  • Расточка: Отверстия растачиваются для достижения точных размеров и требуемой шероховатости поверхности.
  • Шлифование: Поверхности деталей шлифуются для получения высокой точности и гладкости.
  • Зубонарезание: Нарезаются зубья шестерен на зубофрезерных, зубодолбежных и зубошлифовальных станках.
  • Шлицефрезерование: Нарезаются шлицы на валах и других деталях.
• Термический цех:
  • Закалка: Заготовки нагреваются до определенной температуры и быстро охлаждаются для повышения твердости и прочности.
  • Отпуск: Закаленные заготовки нагреваются до более низкой температуры для снятия внутренних напряжений и повышения вязкости. Режим отпуска выбирается в зависимости от требуемых свойств детали. Для стали 38ХГН обычно применяется высокий отпуск.
  • Нормализация: Заготовки нагреваются до температуры выше критической точки и охлаждаются на воздухе для улучшения структуры и механических свойств.
  • Отжиг: Заготовки нагреваются до определенной температуры и медленно охлаждаются для снятия внутренних напряжений и улучшения обрабатываемости.
  • Цементация (иногда): Поверхностное насыщение углеродом для повышения твердости и износостойкости поверхности детали (например, зубьев шестерен).
• Сварочный цех (при необходимости):
  • Сварка: Производится сварка заготовок с использованием различных методов сварки (дуговая, газовая, контактная) с применением специальных сварочных материалов, предназначенных для легированных сталей. Обязательно проводится предварительный подогрев и последующая термообработка сварного соединения для снятия напряжений и предотвращения образования трещин.
• Контроль качества:
  • Измерение размеров: Контроль размеров деталей с использованием штангенциркулей, микрометров и других измерительных инструментов.
  • Контроль твердости: Измерение твердости деталей с использованием твердомеров.
  • Металлографический анализ: Исследование микроструктуры стали для оценки качества термической обработки.
  • Ультразвуковой контроль: Выявление внутренних дефектов в металле.
  • Магнитопорошковый контроль: Выявление поверхностных дефектов.

Особенности обработки стали 38ХГН:

• Сталь 38ХГН относится к труднообрабатываемым материалам из-за высокой прочности и твердости.
• При механической обработке рекомендуется использовать твердосплавный инструмент и применять охлаждающие жидкости.
• Сварка стали 38ХГН требует предварительного подогрева и последующей термообработки для снятия напряжений.
• Термическая обработка стали 38ХГН должна проводиться в соответствии с рекомендациями, чтобы обеспечить необходимые механические свойства.

 

Сталь 38ХГН – это высококачественная конструкционная легированная сталь, обладающая уникальным сочетанием свойств, что делает ее незаменимой для изготовления ответственных деталей, работающих в сложных условиях эксплуатации. Широкий ассортимент металлопроката из стали 38ХГН и развитые технологии обработки позволяют использовать ее в различных отраслях промышленности. Применение стали 38ХГН обеспечивает высокую надежность и долговечность производимых изделий