Главная  >  Справочник  >  Сталь конструкционная легированная 38ХА

Сталь конструкционная легированная 38ХА: описание, свойства, применение

Сталь 38ХА – это высококачественная конструкционная легированная сталь, обладающая оптимальным сочетанием прочности, вязкости и износостойкости. Благодаря своему химическому составу и термообработке, она широко используется в различных отраслях промышленности для изготовления деталей, работающих в условиях высоких нагрузок, температур и износа.

Свойства стали 38ХА

Сталь 38ХА характеризуется следующими свойствами:

• Высокая прочность: Обеспечивает надежность и долговечность деталей, работающих при высоких статических и динамических нагрузках.
• Ударная вязкость: Предотвращает хрупкое разрушение при воздействии ударных нагрузок.
• Износостойкость: Обеспечивает длительный срок службы деталей, подверженных трению и износу.
• Прокаливаемость: Позволяет получать равномерную структуру и свойства по сечению деталей при термической обработке.
• Обрабатываемость: Хорошо поддается механической обработке, что упрощает изготовление деталей сложной формы.
• Свариваемость: Ограниченно свариваемая сталь, требует предварительного подогрева и последующей термообработки.
• Коррозионная стойкость: Обладает удовлетворительной коррозионной стойкостью в атмосферных условиях. Для повышения коррозионной стойкости может применяться защитное покрытие.

Химический состав стали 38ХА

Химический состав стали 38ХА регламентируется ГОСТ 4543-2016 и представлен в таблице:

Элемент	Содержание, %
Углерод (C)	0.35 - 0.41
Кремний (Si)	0.17 - 0.37
Марганец (Mn)	0.50 - 0.80
Никель (Ni)	до 0.30
Хром (Cr)	1.30 - 1.60
Медь (Cu)	до 0.30
Сера (S)	до 0.025
Фосфор (P)	до 0.025

Расшифровка обозначения стали 38ХА:

• 38 - указывает на среднее содержание углерода в сотых долях процента (0,38%).
• Х - указывает на содержание хрома как легирующего элемента.
• А - обозначает высококачественную сталь с минимальным содержанием серы и фосфора.

Механические свойства стали 38ХА

Механические свойства стали 38ХА зависят от режима термической обработки. Ниже приведены типичные значения для различных состояний:

• Нормализация и отпуск:
  • Предел прочности (σ_в): 830-980 МПа
  • Предел текучести (σ_т): 635-785 МПа
  • Относительное удлинение (δ): 16-19 %
  • Относительное сужение (ψ): 45-50 %
  • Ударная вязкость (KCU): 59-78 Дж/см²
  • Твердость по Бринеллю (HB): 229-269
• Закалка и высокий отпуск:
  • Предел прочности (σ_в): 930-1080 МПа
  • Предел текучести (σ_т): 735-885 МПа
  • Относительное удлинение (δ): 14-17 %
  • Относительное сужение (ψ): 40-45 %
  • Ударная вязкость (KCU): 49-68 Дж/см²
  • Твердость по Бринеллю (HB): 269-321

Физические свойства стали 38ХА

• Плотность: 7850 кг/м³
• Модуль упругости (E): 2.1 x 10⁵ МПа
• Коэффициент линейного расширения (α): 11.7 x 10^-6 /°C (20-100°C)
• Теплопроводность (λ): 43 Вт/(м*°C)
• Удельная теплоемкость (c): 480 Дж/(кг*°C)
• Электрическое сопротивление (ρ): 0.24 x 10^-6 Ом*м

Сферы применения стали 38ХА

Благодаря своим высоким механическим свойствам, сталь 38ХА находит широкое применение в различных отраслях промышленности:

• Машиностроение: Изготовление ответственных деталей, таких как валы, шестерни, коленчатые валы, шатуны, оси, зубчатые колеса, кулачки, плунжеры, крепежные элементы, работающие при высоких нагрузках и температурах.
• Автомобилестроение: Производство деталей двигателей, трансмиссий, подвески и других узлов автомобилей, требующих высокой прочности и износостойкости.
• Авиационная промышленность: Изготовление деталей, работающих в условиях высоких нагрузок и вибраций.
• Нефтегазовая промышленность: Производство бурового оборудования, деталей насосов и компрессоров, трубопроводной арматуры.
• Энергетика: Изготовление деталей турбин, генераторов и другого энергетического оборудования.
• Железнодорожный транспорт: Производство деталей вагонов, локомотивов и путевого хозяйства.
• Сельскохозяйственное машиностроение: Изготовление деталей тракторов, комбайнов и другой сельскохозяйственной техники.

Виды металлопроката из стали 38ХА

Сталь 38ХА поставляется в виде различных видов металлопроката:

• Сортовой прокат: Круг, квадрат, полоса, шестигранник (ГОСТ 2590, ГОСТ 2591, ГОСТ 8559, ГОСТ 8560, ГОСТ 2879).
• Листовой прокат: Листы и полосы (ГОСТ 19903, ГОСТ 19904).
• Трубы: Бесшовные и сварные трубы (ГОСТ 8732, ГОСТ 8734, ГОСТ 20295).
• Поковки и штамповки: (ГОСТ 8479).
• Калиброванный прокат: Круг, квадрат, шестигранник (ГОСТ 7417, ГОСТ 8560, ГОСТ 8559).

ГОСТы, регламентирующие сталь 38ХА и металлопрокат из нее

• ГОСТ 4543-2016: Сталь легированная конструкционная. Марки.
• ГОСТ 2590-2006: Прокат сортовой стальной горячекатаный круглый. Сортамент.
• ГОСТ 2591-2006: Прокат сортовой стальной горячекатаный квадратный. Сортамент.
• ГОСТ 8559-75: Сталь калиброванная квадратная. Сортамент.
• ГОСТ 8560-78: Сталь калиброванная шестигранная. Сортамент.
• ГОСТ 2879-2006: Прокат сортовой стальной горячекатаный шестигранный. Сортамент.
• ГОСТ 19903-2015: Прокат листовой горячекатаный. Сортамент.
• ГОСТ 19904-90: Прокат листовой холоднокатаный. Сортамент.
• ГОСТ 8732-78: Трубы стальные бесшовные горячедеформированные. Сортамент.
• ГОСТ 8734-75: Трубы стальные бесшовные холоднодеформированные. Сортамент.
• ГОСТ 20295-85: Трубы стальные сварные для магистральных газонефтепроводов. Технические условия.
• ГОСТ 8479-70: Поковки из конструкционной углеродистой и легированной стали. Общие технические условия.
• ГОСТ 7417-75: Сталь калиброванная круглая. Сортамент.
• ГОСТ 1050-2013: Металлопродукция из нелегированных конструкционных качественных и специальных сталей. Общие технические условия (распространяется на заготовки).

Операции в цехах, производимые с использованием материалов из стали 38ХА

Сталь 38ХА применяется на различных этапах производства в разных цехах машиностроительных и металлургических предприятий:

• Кузнечный цех:
  • Ковка: Изготовление поковок различной формы и размеров для последующей механической обработки. Сталь 38ХА хорошо поддается ковке, что позволяет получать заготовки сложной конфигурации.
  • Штамповка: Изготовление деталей методом горячей штамповки на прессах и молотах. Этот метод позволяет получать детали с высокой точностью и производительностью.
• Термический цех:
  • Закалка: Увеличение твердости и прочности стали путем нагрева до определенной температуры и последующего быстрого охлаждения.
  • Отпуск: Снятие внутренних напряжений и повышение пластичности стали после закалки путем нагрева до более низкой температуры. Для стали 38ХА применяются различные режимы отпуска для достижения требуемого сочетания прочности и вязкости.
  • Нормализация: Улучшение структуры стали путем нагрева до температуры выше критической точки и последующего охлаждения на воздухе.
  • Улучшение: Комплексная термическая обработка, включающая закалку и высокий отпуск, для достижения оптимального сочетания прочности, вязкости и износостойкости.
• Механический цех:
  • Токарная обработка: Обработка заготовок на токарных станках для придания им необходимой формы и размеров.
  • Фрезерная обработка: Обработка заготовок на фрезерных станках для создания сложных поверхностей и контуров.
  • Шлифовальная обработка: Достижение высокой точности и чистоты поверхности деталей путем шлифования.
  • Расточка: Увеличение диаметра отверстий и обеспечение их высокой точности.
  • Зубонарезание: Изготовление зубчатых колес и других деталей с зубчатыми поверхностями.
  • Сверление: Создание отверстий различного диаметра.
• Инструментальный цех:
  • Изготовление штампов и пресс-форм для производства деталей из стали 38ХА и других материалов.
• Сварочный цех:
  • Сварка деталей из стали 38ХА с использованием различных методов сварки (дуговая сварка, газовая сварка и др.). Следует учитывать ограниченную свариваемость стали 38ХА и необходимость применения специальных мер для предотвращения образования трещин и других дефектов.

В заключение, сталь 38ХА является универсальным материалом с широким спектром применения, благодаря своим высоким механическим свойствам и возможности термической обработки для достижения требуемых характеристик. Правильный выбор режима термической обработки и соблюдение технологических процессов при изготовлении деталей из стали 38ХА позволяют обеспечить их надежную и долговечную работу в различных условиях эксплуатации.