Главная  >  Справочник  >  Сталь конструкционная легированная 38ХС

Сталь конструкционная легированная 38ХС: описание, свойства, применение

Сталь 38ХС – это высококачественная конструкционная легированная сталь, обладающая превосходными механическими свойствами, высокой прочностью и износостойкостью. Благодаря своему сбалансированному химическому составу и оптимальной термообработке, сталь 38ХС нашла широкое применение в различных отраслях промышленности, где требуется надежность и долговечность деталей, работающих в условиях высоких нагрузок и температур.

Химический состав стали 38ХС

Химический состав стали 38ХС строго регламентируется стандартами и определяет ее основные свойства. Содержание элементов указано в процентах по массе:

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

Расшифровка обозначения:

• 38 – указывает на среднее содержание углерода в сотых долях процента (0.38%).
• Х – указывает на наличие хрома в качестве легирующего элемента.
• С – указывает на наличие кремния в качестве легирующего элемента.

Механические свойства стали 38ХС

Механические свойства стали 38ХС зависят от режима термообработки и определяют ее способность выдерживать различные виды нагрузок. Типичные значения механических свойств для стали 38ХС после закалки и отпуска:

Свойство	Значение
Предел прочности (σв), МПа	880 - 1080
Предел текучести (σт), МПа	680 - 880
Относительное удлинение (δ5), %	10 - 15
Относительное сужение (ψ), %	40 - 50
Ударная вязкость (KCU), Дж/см2	50 - 80
Твердость по Бринеллю (HB)	241 - 321

Пояснения:

• Предел прочности (σв) – максимальное напряжение, которое материал может выдержать до разрушения.
• Предел текучести (σт) – напряжение, при котором материал начинает деформироваться пластически, то есть необратимо.
• Относительное удлинение (δ5) – процентное увеличение длины образца после разрыва по сравнению с исходной длиной.
• Относительное сужение (ψ) – процентное уменьшение площади поперечного сечения образца в месте разрыва по сравнению с исходной площадью.
• Ударная вязкость (KCU) – способность материала сопротивляться разрушению под действием ударных нагрузок.
• Твердость по Бринеллю (HB) – мера сопротивления материала вдавливанию индентора (шарика) под определенной нагрузкой.

Физические свойства стали 38ХС

Физические свойства стали 38ХС также важны для ее применения в различных условиях эксплуатации. Основные физические свойства:

Свойство	Значение
Плотность (ρ), кг/м3	7850
Модуль упругости (E), ГПа	200 - 210
Коэффициент линейного расширения (α), 1/°C	11.7 x 10-6 (20-100°C)
Теплопроводность (λ), Вт/(м·°C)	40 - 45
Удельная теплоемкость (c), Дж/(кг·°C)	460 - 480
Электрическое сопротивление (ρ), Ом·мм2/м	0.2 - 0.25

Пояснения:

• Плотность (ρ) – масса вещества в единице объема.
• Модуль упругости (E) – мера жесткости материала, его сопротивления упругой деформации.
• Коэффициент линейного расширения (α) – изменение размеров материала при изменении температуры.
• Теплопроводность (λ) – способность материала проводить тепло.
• Удельная теплоемкость (c) – количество тепла, необходимое для нагрева единицы массы материала на один градус Цельсия.
• Электрическое сопротивление (ρ) – способность материала оказывать сопротивление прохождению электрического тока.

Свариваемость стали 38ХС

Сталь 38ХС относится к ограниченно свариваемым сталям. Для получения качественного сварного соединения требуется предварительный подогрев до 200-300°C и последующая термообработка (отпуск) для снятия остаточных напряжений. Рекомендуется использовать электроды или сварочную проволоку, предназначенные для сварки легированных сталей.

Термообработка стали 38ХС

Термообработка является важным этапом в производстве деталей из стали 38ХС, так как позволяет получить требуемые механические свойства. Основные виды термообработки:

• Закалка: нагрев до температуры аустенизации (840-870°C) и быстрое охлаждение в масле или воде.
• Отпуск: нагрев закаленной стали до определенной температуры (обычно 500-650°C) для снятия внутренних напряжений и повышения пластичности.
• Нормализация: нагрев до температуры аустенизации и охлаждение на воздухе. Применяется для улучшения структуры стали и повышения ее обрабатываемости.
• Отжиг: медленное охлаждение после нагрева, применяется для снятия напряжений и улучшения обрабатываемости.

Области применения стали 38ХС

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

• Машиностроение: изготовление ответственных деталей, работающих при высоких нагрузках и температурах, таких как:
  • Шестерни и валы редукторов
  • Коленчатые и распределительные валы
  • Шатуны и другие детали двигателей внутреннего сгорания
  • Оси и валы прокатных станов
  • Детали кузнечно-прессового оборудования
• Автомобилестроение: производство деталей трансмиссии, подвески и рулевого управления.
• Авиационная промышленность: изготовление деталей, требующих высокой прочности и надежности.
• Нефтегазовая промышленность: производство бурового оборудования и деталей трубопроводов.
• Энергетика: изготовление деталей турбин и генераторов.
• Производство инструмента: изготовление штампов, пресс-форм и другого инструмента.

Виды металлопроката из стали 38ХС

Сталь 38ХС поставляется в различных видах металлопроката:

• Круг: наиболее распространенный вид проката, используется для изготовления валов, осей, шестерен и других деталей.
• Квадрат: используется для изготовления деталей квадратной формы, таких как фланцы и крепежные элементы.
• Полоса: используется для изготовления плоских деталей, таких как рессоры и пружины.
• Лист: используется для изготовления корпусов, емкостей и других конструкций.
• Поковки и штамповки: используются для изготовления деталей сложной формы.
• Трубы: используются для транспортировки жидкостей и газов.

ГОСТы, регламентирующие сталь 38ХС и металлопрокат из нее

Существует ряд ГОСТов, регламентирующих химический состав, механические свойства и сортамент металлопроката из стали 38ХС:

• ГОСТ 4543-71 – Сталь легированная конструкционная. Марки. (Определяет химический состав и механические свойства стали 38ХС).
• ГОСТ 2590-2006 – Прокат сортовой стальной горячекатаный круглый. Сортамент. (Определяет размеры и допуски на круглый прокат).
• ГОСТ 2591-2006 – Прокат сортовой стальной горячекатаный квадратный. Сортамент. (Определяет размеры и допуски на квадратный прокат).
• ГОСТ 103-2006 – Прокат сортовой стальной горячекатаный полосовой. Сортамент. (Определяет размеры и допуски на полосовой прокат).
• ГОСТ 19265-73 - Сталь сортовая конструкционная легированная и специального назначения. Общие технические условия.
• ГОСТ 14959-2016 - Прокат круглый со специальной отделкой поверхности из конструкционной качественной и легированной стали. Общие технические условия.

Этот список может быть не исчерпывающим, и в зависимости от конкретного применения могут быть применимы и другие ГОСТы.

Операции в цехах, использующие материалы из стали 38ХС

Сталь 38ХС широко используется в различных операциях в цехах машиностроительных предприятий:

• Механическая обработка:
  • Токарная обработка: изготовление валов, осей, шестерен и других деталей вращения на токарных станках.
  • Фрезерная обработка: изготовление деталей сложной формы с использованием фрезерных станков.
  • Шлифовальная обработка: доводка поверхностей деталей до высокой точности и шероховатости.
  • Сверление и растачивание: создание отверстий различного диаметра и глубины.
• Термическая обработка:
  • Закалка: повышение твердости и прочности деталей.
  • Отпуск: снятие внутренних напряжений и повышение пластичности.
  • Нормализация: улучшение структуры стали и повышение ее обрабатываемости.
• Сварочные работы:
  • Сварка деталей из стали 38ХС с использованием различных методов сварки (ручная дуговая сварка, полуавтоматическая сварка, автоматическая сварка).
• Кузнечно-прессовое производство:
  • Ковка: придание заготовкам необходимой формы с использованием кузнечных молотов и прессов.
  • Штамповка: изготовление деталей сложной формы с использованием штампов.
• Инструментальное производство:
  • Изготовление штампов, пресс-форм и другого инструмента для металлообработки и обработки пластмасс.

В заключение, сталь 38ХС – это универсальный конструкционный материал, обладающий широким спектром применения. Ее высокие механические свойства, износостойкость и возможность термообработки позволяют создавать надежные и долговечные детали для различных отраслей промышленности.