Главная  >  Справочник  >  Сталь конструкционная легированная 38Х2НМ

Сталь конструкционная легированная 38Х2НМ: описание, свойства, применение

Сталь 38Х2НМ – это высококачественная конструкционная легированная сталь, обладающая уникальным сочетанием прочности, вязкости и износостойкости. Благодаря своему химическому составу и специальной термической обработке, эта сталь широко применяется в ответственных деталях машиностроения, работающих в условиях высоких нагрузок, ударных воздействий и повышенных температур.

Свойства стали 38Х2НМ:

• Высокая прочность: Обеспечивает надежность и долговечность деталей, работающих под большими статическими и динамическими нагрузками.
• Высокая вязкость: Предотвращает хрупкое разрушение при ударных нагрузках и низких температурах.
• Хорошая износостойкость: Позволяет использовать сталь в деталях, подверженных трению и абразивному износу.
• Улучшенная прокаливаемость: Обеспечивает равномерную прочность по сечению крупных деталей после термообработки.
• Стойкость к отпускной хрупкости: Предотвращает снижение ударной вязкости при длительном нагреве в интервале температур отпуска.
• Обрабатываемость: Хорошо поддается механической обработке резанием, ковке, штамповке и другим видам обработки.
• Свариваемость: Ограниченно свариваемая, рекомендуется предварительный подогрев и последующая термообработка.

Химический состав стали 38Х2НМ (ГОСТ 4543-71):

Элемент	Содержание, %
Углерод (C)	0.35 - 0.42
Кремний (Si)	0.17 - 0.37
Марганец (Mn)	0.50 - 0.80
Никель (Ni)	1.25 - 1.75
Хром (Cr)	1.30 - 1.60
Медь (Cu)	≤ 0.30
Сера (S)	≤ 0.025
Фосфор (P)	≤ 0.025

Расшифровка обозначения:

• 38: Указывает на среднее содержание углерода в сотых долях процента (0.38%).
• Х2: Обозначает наличие хрома (Cr) в количестве около 2%.
• Н: Обозначает наличие никеля (Ni).
• М: Обозначает наличие молибдена (Mo), однако в данной марке стали молибден не указывается в обозначении, так как его содержание может быть незначительным или отсутствовать.

Механические свойства стали 38Х2НМ (ГОСТ 4543-71) (после закалки и отпуска):

Свойство	Значение	Единица измерения
Предел прочности (временное сопротивление)	980 - 1180	МПа
Предел текучести	≥ 785	МПа
Относительное удлинение	≥ 12	%
Относительное сужение	≥ 50	%
Ударная вязкость (KCU)	≥ 78	Дж/см²
Твердость по Бринеллю (HB)	269 - 341

Физические свойства стали 38Х2НМ:

Свойство	Значение	Единица измерения
Плотность	7850	кг/м³
Модуль упругости	2.1 x 10⁵	МПа
Коэффициент линейного расширения (20-100°C)	11.7 x 10⁻⁶	1/°C
Теплопроводность	34.9	Вт/(м·°C)
Удельная теплоемкость	480	Дж/(кг·°C)
Электрическое сопротивление	0.24 x 10⁻⁶	Ом·м

Расшифровка обозначений физических свойств:

• Плотность: Масса вещества в единице объема.
• Модуль упругости: Характеризует способность материала сопротивляться упругой деформации при растяжении или сжатии.
• Коэффициент линейного расширения: Относительное изменение размеров материала при изменении температуры на 1 градус Цельсия.
• Теплопроводность: Способность материала проводить тепло.
• Удельная теплоемкость: Количество теплоты, необходимое для нагревания единицы массы вещества на 1 градус Цельсия.
• Электрическое сопротивление: Способность материала препятствовать прохождению электрического тока.

Сферы применения стали 38Х2НМ:

Сталь 38Х2НМ широко используется в различных отраслях промышленности благодаря своим высоким механическим свойствам и надежности. Основные сферы применения:

• Машиностроение:
  • Изготовление коленчатых валов, шатунов, шестерен, вал-шестерен, зубчатых колес, кулачковых валов и других тяжелонагруженных деталей двигателей внутреннего сгорания, редукторов и трансмиссий.
  • Производство деталей гидро- и пневмоаппаратуры, работающих под высоким давлением.
  • Изготовление крепежных элементов повышенной прочности (болты, гайки, шпильки).
• Транспортное машиностроение:
  • Производство деталей железнодорожного транспорта (оси, колесные пары).
  • Изготовление деталей авиационной техники (валы, шестерни, крепеж).
  • Производство деталей автомобилей (коленчатые валы, шестерни, элементы подвески).
• Энергетическое машиностроение:
  • Изготовление деталей турбин, генераторов и другого оборудования электростанций.
  • Производство деталей атомных реакторов.
• Нефтегазовая промышленность:
  • Производство бурового оборудования.
  • Изготовление деталей трубопроводной арматуры.
• Оборонная промышленность:
  • Изготовление деталей военной техники.
  • Производство стволов артиллерийских орудий.

Виды металлопроката из стали 38Х2НМ:

Сталь 38Х2НМ поставляется в различных видах металлопроката, что позволяет использовать ее для изготовления широкого спектра деталей:

• Круг: Наиболее распространенный вид проката, используется для изготовления валов, осей, крепежа и других деталей вращения.
• Квадрат: Используется для изготовления деталей прямоугольной формы, а также заготовок для дальнейшей обработки.
• Поковка: Используется для изготовления деталей сложной формы, требующих высокой прочности и вязкости.
• Лист: Используется для изготовления плоских деталей, обшивок и корпусов.
• Труба: Используется для изготовления трубопроводов и других конструкций, работающих под давлением.

ГОСТы, регламентирующие сталь 38Х2НМ и металлопрокат из нее:

• ГОСТ 4543-71: Сталь легированная конструкционная. Марки. (Определяет химический состав, механические свойства и правила приемки стали 38Х2НМ).
• ГОСТ 2590-2006: Прокат сортовой стальной горячекатаный круглый. Сортамент. (Регламентирует размеры и предельные отклонения круглого проката).
• ГОСТ 2591-2006: Прокат сортовой стальной горячекатаный квадратный. Сортамент. (Регламентирует размеры и предельные отклонения квадратного проката).
• ГОСТ 8479-70: Поковки из конструкционной легированной стали. Общие технические условия. (Определяет требования к качеству поковок из стали 38Х2НМ).
• ГОСТ 1050-2013: Металлопродукция из нелегированных конструкционных качественных и специальных сталей. Общие технические условия. (Общие требования к качеству металлопродукции, в том числе из стали 38Х2НМ).
• ГОСТ 14959-2016: Прокат сортовой, калиброванный со специальной отделкой поверхности из конструкционной легированной стали. Общие технические условия. (Определяет требования к качеству калиброванного проката из стали 38Х2НМ).
• ОСТ 1 90176-75: Заготовки круглые кованые и прессованные из стали и сплавов. Общие технические условия. (Определяет требования к качеству кованых и прессованных заготовок из стали 38Х2НМ).

Операции в цехах, производящихся с использованием материалов из стали 38Х2НМ:

Сталь 38Х2НМ используется на различных этапах производства в машиностроительных и металлургических цехах. Вот некоторые из основных операций:

• Металлургическое производство (Сталеплавильный цех):
  • Плавка стали: Сталь 38Х2НМ выплавляется в электропечах или конвертерах с последующим легированием необходимыми элементами. Важно строго соблюдать технологию плавки и легирования для обеспечения требуемого химического состава и чистоты металла.
  • Разливка стали: Расплавленная сталь разливается в слитки или заготовки для дальнейшей переработки.
• Прокатное производство (Прокатный цех):
  • Горячая прокатка: Слитки или заготовки нагреваются и подвергаются горячей прокатке для получения различных видов металлопроката (круг, квадрат, лист, полоса).
  • Калибровка: Прокат подвергается калибровке для получения точных размеров и формы.
• Кузнечно-прессовое производство (Кузнечный цех, Прессовый цех):
  • Ковка: Заготовки нагреваются и подвергаются ковке для придания им необходимой формы и улучшения структуры металла.
  • Штамповка: Заготовки нагреваются и штампуются для получения деталей сложной формы.
• Термическое производство (Термический цех):
  • Закалка: Проводится для повышения твердости и прочности стали. Заготовки нагреваются до определенной температуры и быстро охлаждаются в воде или масле.
  • Отпуск: Проводится после закалки для снижения внутренних напряжений и повышения вязкости стали. Заготовки нагреваются до более низкой температуры и выдерживаются в течение определенного времени.
  • Нормализация: Проводится для улучшения структуры стали и снятия внутренних напряжений. Заготовки нагреваются до определенной температуры и охлаждаются на воздухе.
  • Отжиг: Проводится для снятия внутренних напряжений и улучшения обрабатываемости стали. Заготовки нагреваются до определенной температуры и медленно охлаждаются.
• Механообрабатывающее производство (Механический цех):
  • Токарная обработка: Используется для изготовления деталей вращения (валы, оси, шестерни).
  • Фрезерная обработка: Используется для изготовления деталей сложной формы (корпуса, кронштейны).
  • Сверление: Используется для получения отверстий различного диаметра.
  • Шлифовка: Используется для получения высокой точности размеров и шероховатости поверхности деталей.
  • Зубонарезание: Используется для изготовления зубчатых колес и шестерен.
• Сварочное производство (Сварочный цех):
  • Сварка: Сталь 38Х2НМ относится к ограниченно свариваемым сталям, поэтому сварка требует применения специальных технологий и материалов. Рекомендуется предварительный подогрев и последующая термообработка сварных соединений.
• Контроль качества (Отдел технического контроля - ОТК):
  • Входной контроль: Проверка качества поступающего материала (металлопроката) на соответствие требованиям ГОСТов и технических условий.
  • Операционный контроль: Контроль качества деталей на различных этапах производства.
  • Выходной контроль: Контроль качества готовых изделий перед отправкой потребителю. Используются различные методы контроля, включая визуальный контроль, измерение размеров, контроль твердости, ультразвуковой контроль, рентгенографический контроль и другие.

Применение стали 38Х2НМ в этих операциях позволяет изготавливать высококачественные и надежные детали для различных отраслей промышленности. Правильный выбор технологии обработки и контроля качества является залогом долговечной и безопасной работы изделий из этой стали.