Главная  >  Справочник  >  Сталь конструкционная легированная 38ХН3МА

Сталь конструкционная легированная 38ХН3МА: описание, свойства, применение

Сталь 38ХН3МА – высококачественная конструкционная легированная сталь, обладающая уникальным сочетанием прочности, вязкости и усталостной прочности. Благодаря своему сбалансированному химическому составу и специальной термической обработке, она находит широкое применение в ответственных деталях, работающих в условиях высоких нагрузок, знакопеременных напряжений и повышенных температур.

Основные Свойства и Характеристики

Сталь 38ХН3МА характеризуется следующими свойствами:

• Высокая прочность: Обеспечивает устойчивость к разрушению под действием статических и динамических нагрузок.
• Повышенная вязкость: Препятствует распространению трещин и обеспечивает устойчивость к ударным нагрузкам.
• Высокая усталостная прочность: Позволяет выдерживать длительное воздействие знакопеременных напряжений без образования трещин.
• Хорошая прокаливаемость: Обеспечивает получение однородной структуры и высоких механических свойств в сечении крупных деталей.
• Устойчивость к отпускной хрупкости: Сохраняет свои механические свойства после длительного воздействия повышенных температур.
• Свариваемость: Ограниченная, требует предварительного подогрева и последующей термообработки.
• Обрабатываемость резанием: Удовлетворительная, улучшается после отжига или высокого отпуска.

Расшифровка Обозначения Марки 38ХН3МА

Маркировка стали 38ХН3МА указывает на её химический состав и содержание легирующих элементов:

• 38: Среднее содержание углерода в сотых долях процента (0,38%).
• Х: Обозначает наличие хрома в качестве легирующего элемента.
• Н: Обозначает наличие никеля в качестве легирующего элемента.
• М: Обозначает наличие молибдена в качестве легирующего элемента.
• А: Указывает на то, что сталь является высококачественной.
• Цифры после букв (Х, Н, М) указывают на приблизительное процентное содержание соответствующего элемента. В данном случае:
  • Х (~1,5% хрома)
  • Н (~3% никеля)
  • М (~0,3% молибдена)

Химический Состав стали 38ХН3МА (ГОСТ 4543-71)

Элемент	Содержание (%)
Углерод (C)	0.35 - 0.41
Кремний (Si)	0.17 - 0.37
Марганец (Mn)	0.4 - 0.7
Никель (Ni)	2.8 - 3.3
Хром (Cr)	1.3 - 1.7
Молибден (Mo)	0.2 - 0.3
Ванадий (V)	до 0.15
Медь (Cu)	до 0.3
Сера (S)	до 0.025
Фосфор (P)	до 0.025

Механические Свойства стали 38ХН3МА

Механические свойства стали 38ХН3МА зависят от режима термической обработки. Приведенные ниже значения являются ориентировочными и могут варьироваться в зависимости от конкретных условий.

(Примерные значения после закалки и отпуска)

Свойство	Значение	Единица измерения
Предел прочности (временное сопротивление)	980 - 1180	МПа
Предел текучести	835 - 980	МПа
Относительное удлинение	12 - 15	%
Относительное сужение	50 - 60	%
Ударная вязкость (KCU)	59 - 78	Дж/см²
Твердость по Бринеллю (HB)	269 - 341

Физические Свойства стали 38ХН3МА

Свойство	Значение	Единица измерения
Плотность	7850	кг/м³
Модуль упругости	2.1 x 10^5	МПа
Коэффициент линейного теплового расширения (20-100°C)	11.7 x 10^-6	1/°C
Теплопроводность	34	Вт/(м·°C)
Удельная теплоемкость	480	Дж/(кг·°C)
Электрическое сопротивление	0.2 - 0.25	мкОм·м

Области Применения стали 38ХН3МА

Сталь 38ХН3МА используется для изготовления:

• Крупных кованых валов: коленчатые валы дизелей, валы-шестерни, валы турбин и генераторов, работающие при высоких нагрузках и температурах.
• Ответственных деталей турбостроения: роторы, диски, лопатки турбин, работающие при высоких температурах и давлениях.
• Деталей тяжелого машиностроения: шестерни, валы, зубчатые колеса, подвергающиеся высоким нагрузкам и износу.
• Крепежных деталей: болты, гайки, шпильки, работающие в условиях высоких нагрузок и вибраций.
• Деталей авиационной промышленности: валы, шестерни, диски, работающие при высоких нагрузках и температурах.
• Бурового оборудования: элементы буровых установок, работающие в условиях высоких нагрузок и агрессивных сред.
• Деталей энергетического оборудования: роторы, диски, валы, работающие при высоких температурах и давлениях.
• Других ответственных деталей: работающих в условиях высоких статических и динамических нагрузок, знакопеременных напряжений, повышенных температур и агрессивных сред.

Виды Металлопроката из стали 38ХН3МА

Сталь 38ХН3МА поставляется в виде различных видов металлопроката:

• Круг: Наиболее распространенный вид проката, используемый для изготовления валов, осей, шестерен и других деталей вращения.
• Квадрат: Используется для изготовления деталей прямоугольной формы, таких как фланцы, соединительные элементы и т.д.
• Поковка: Используется для изготовления крупных деталей сложной формы, требующих высокой прочности и надежности.
• Лист: Используется для изготовления корпусов, обшивок и других плоских деталей.
• Трубы: Используются для транспортировки жидкостей и газов под высоким давлением.

ГОСТы, Регламентирующие Сталь 38ХН3МА и Металлопрокат из нее

• ГОСТ 4543-71: Сталь легированная конструкционная. Марки. (Определяет химический состав и основные требования к стали 38ХН3МА).
• 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 8479-70: Поковки из конструкционной легированной и углеродистой стали. Общие технические условия. (Определяет требования к поковкам из стали 38ХН3МА).
• ГОСТ 1050-2013: Прокат сортовой, калиброванный, со специальной отделкой поверхности из нелегированной качественной конструкционной стали. Общие технические условия.
• ГОСТ 14959-2016: Прокат сортовой, калиброванный, со специальной отделкой поверхности из легированной конструкционной стали. Общие технические условия.
• Другие ГОСТы, касающиеся конкретных видов металлопроката и деталей, изготавливаемых из стали 38ХН3МА. (В зависимости от конкретного применения стали могут применяться дополнительные ГОСТы, регламентирующие требования к геометрическим размерам, качеству поверхности, механическим свойствам и другим параметрам).

Операции в Цехах с Использованием Материалов из Стали 38ХН3МА

В производственных цехах сталь 38ХН3МА подвергается различным операциям для получения готовых деталей и изделий:

• Металлургическое производство:
  • Выплавка стали: Сталь выплавляется в электропечах или мартеновских печах с точным соблюдением химического состава.
  • Разливка стали: Расплавленная сталь разливается в слитки или заготовки для дальнейшей обработки.
• Кузнечно-прессовое производство:
  • Ковка: Слитки или заготовки подвергаются ковке для придания им необходимой формы и размеров.
  • Штамповка: Из заготовок штампуют детали сложной формы.
  • Прессование: Используется для получения длинномерных деталей с постоянным сечением.
• Механическая обработка:
  • Токарная обработка: Изготовление деталей вращения, таких как валы, оси, шестерни.
  • Фрезерная обработка: Обработка плоских и фасонных поверхностей, изготовление пазов, канавок и т.д.
  • Сверление: Создание отверстий различного диаметра.
  • Шлифование: Достижение высокой точности размеров и чистоты поверхности.
  • Зубонарезание: Изготовление зубчатых колес и шестерен.
• Термическая обработка:
  • Закалка: Повышение твердости и прочности стали.
  • Отпуск: Снятие внутренних напряжений и повышение вязкости стали после закалки.
  • Нормализация: Улучшение структуры стали и повышение ее обрабатываемости.
  • Отжиг: Снятие внутренних напряжений и повышение пластичности стали.
• Сварочное производство:
  • Сварка: Соединение деталей из стали 38ХН3МА с использованием различных методов сварки (дуговая, газовая, электрошлаковая и др.). Требуется предварительный подогрев и последующая термообработка для снятия напряжений.
• Контроль качества:
  • Визуальный контроль: Проверка деталей на наличие дефектов поверхности.
  • Ультразвуковой контроль: Выявление внутренних дефектов.
  • Рентгеновский контроль: Выявление внутренних дефектов.
  • Механические испытания: Определение прочности, твердости, вязкости и других механических свойств.
  • Химический анализ: Контроль соответствия химического состава стали требованиям ГОСТ.

 

Сталь 38ХН3МА – это универсальный конструкционный материал, обладающий превосходными механическими свойствами и широким спектром применения. Благодаря своим характеристикам, она является незаменимой при изготовлении ответственных деталей, работающих в тяжелых условиях эксплуатации. Правильный выбор режима термической обработки и соблюдение технологических процессов обеспечивают получение максимальных характеристик стали и долговечность изделий из нее.