Главная  >  Справочник  >  Сталь конструкционная легированная 38ХН3МФА

Сталь конструкционная легированная 38ХН3МФА: описание, свойства, применение

Сталь 38ХН3МФА – высококачественная конструкционная легированная сталь, обладающая уникальным сочетанием прочности, вязкости, износостойкости и устойчивости к высоким температурам. Эти свойства делают ее незаменимой в ответственных деталях, работающих в условиях высоких нагрузок, температур и агрессивных сред.

Свойства стали 38ХН3МФА:

• Высокая прочность и предел текучести: Обеспечивают способность выдерживать значительные нагрузки без деформации.
• Высокая вязкость и ударная вязкость: Гарантируют устойчивость к разрушению при динамических нагрузках и ударах.
• Высокая износостойкость: Обеспечивает длительный срок службы деталей в условиях трения и абразивного износа.
• Жаропрочность: Позволяет использовать сталь при повышенных температурах без значительного снижения механических свойств.
• Прокаливаемость: Обеспечивает возможность получения высокой твердости и прочности в глубоких слоях детали при термической обработке.
• Свариваемость: Ограниченно свариваемая, рекомендуется предварительный подогрев и последующая термообработка.
• Склонность к отпускной хрупкости: Требует контроля температуры отпуска для предотвращения охрупчивания.

Химический состав стали 38ХН3МФА (ГОСТ 4543-71):

Элемент	Содержание (%)
Углерод (C)	0,35 - 0,41
Кремний (Si)	0,17 - 0,37
Марганец (Mn)	0,30 - 0,60
Никель (Ni)	2,80 - 3,30
Хром (Cr)	1,30 - 1,60
Молибден (Mo)	0,40 - 0,50
Ванадий (V)	0,10 - 0,20
Фосфор (P)	≤ 0,025
Сера (S)	≤ 0,025
Медь (Cu)	≤ 0,30
Мышьяк (As)	≤ 0,08

Расшифровка обозначения марки стали 38ХН3МФА:

• 38: Среднее содержание углерода в сотых долях процента (0,38%).
• Х: Хром (Cr), около 1,5%.
• Н: Никель (Ni), около 3%.
• М: Молибден (Mo), около 0,45%.
• Ф: Ванадий (V), около 0,15%.
• А: Высококачественная сталь.

Механические свойства стали 38ХН3МФА (после закалки и отпуска):

Свойство	Значение
Предел прочности (σв), МПа	980 - 1180
Предел текучести (σт), МПа	835 - 980
Относительное удлинение (δ5), %	≥ 12
Относительное сужение (ψ), %	≥ 50
Ударная вязкость (KCU), Дж/см²	≥ 78
Твердость по Бринеллю (HB), HB	293 - 341

Указанные значения являются ориентировочными и могут варьироваться в зависимости от режима термообработки и размеров заготовки.

Физические свойства стали 38ХН3МФА:

Свойство	Значение
Плотность, кг/м³	7850
Модуль упругости (E), ГПа	210
Коэффициент линейного расширения (α), 1/°C	11,8 * 10⁻⁶ (20-100°C)
Теплопроводность (λ), Вт/(м*°C)	34,9 (20°C)
Удельная теплоемкость (c), Дж/(кг*°C)	462 (20°C)
Электрическое сопротивление (ρ), мкОм*м	0,22 (20°C)

Применение стали 38ХН3МФА:

Сталь 38ХН3МФА широко используется в различных отраслях промышленности для изготовления ответственных деталей, подвергающихся высоким статическим и динамическим нагрузкам, работающих при повышенных температурах и в агрессивных средах. Основные области применения:

• Авиационная промышленность: Валы, шестерни, диски, роторы турбин, крепежные элементы, работающие при высоких температурах и нагрузках.
• Энергетическое машиностроение: Роторы, диски, лопатки турбин, крепежные детали, работающие при высоких температурах и давлениях.
• Тяжелое машиностроение: Крупногабаритные валы, шестерни, зубчатые колеса, оси, валки прокатных станов, детали кузнечно-прессового оборудования.
• Автомобильная промышленность: Коленчатые валы, шатуны, шестерни, валы трансмиссии, детали подвески.
• Нефтегазовая промышленность: Элементы бурового оборудования, детали насосов, компрессоров, трубопроводная арматура, работающие в агрессивных средах.
• Производство вооружений: Ответственные детали военной техники, подвергающиеся высоким нагрузкам и требующие высокой надежности.

Виды металлопроката из стали 38ХН3МФА:

• Круг: Наиболее распространенный вид проката, используется для изготовления валов, осей, крепежных элементов и других деталей вращения.
• Поковка: Используется для изготовления крупногабаритных деталей сложной формы, требующих высокой прочности и надежности.
• Лист: Используется для изготовления корпусных деталей, сварных конструкций и других элементов.
• Труба: Используется для транспортировки жидкостей и газов под высоким давлением.
• Сортовой прокат (квадрат, шестигранник, полоса): Используется для изготовления различных деталей и конструкций.

ГОСТы, ссылающиеся на сталь 38ХН3МФА или металлопрокат из нее:

• ГОСТ 4543-71: Сталь легированная конструкционная. Марки. (Основной стандарт, определяющий химический состав и общие требования к стали 38ХН3МФА).
• ГОСТ 2590-2006: Прокат сортовой стальной горячекатаный круглый. Сортамент.
• ГОСТ 2591-2006: Прокат сортовой стальной горячекатаный квадратный. Сортамент.
• ГОСТ 7417-75: Сталь калиброванная круглая. Сортамент.
• ГОСТ 103-2006: Прокат сортовой стальной горячекатаный полосовой. Сортамент.
• ГОСТ 1133-71: Сталь кованая круглая и квадратная. Сортамент.
• ГОСТ 8479-70: Поковки из конструкционной легированной стали. Общие технические условия.
• ГОСТ 14959-2016: Прокат сортовой, калиброванный со специальной отделкой поверхности из легированной конструкционной стали. Общие технические условия.
• ОСТ 1 90099-77: Заготовки кованые и штампованные из конструкционных сталей и сплавов. Общие технические условия.

Этот перечень не является исчерпывающим, и могут существовать другие ГОСТы и отраслевые стандарты, ссылающиеся на сталь 38ХН3МФА в зависимости от конкретного применения и типа продукции.

Операции в цехах с использованием стали 38ХН3МФА:

Сталь 38ХН3МФА используется в различных цехах машиностроительных и металлургических предприятий, где выполняются следующие операции:

• Металлургическое производство:
  • Электросталеплавильный цех: Выплавка стали 38ХН3МФА в электропечах с соблюдением строгих требований к химическому составу и чистоте металла.
  • Цех внепечной обработки стали: Модифицирование и легирование стали для достижения требуемых свойств.
  • Разливочный цех: Разливка стали в слитки или заготовки для последующей переработки.
• Кузнечно-прессовое производство:
  • Кузнечный цех: Изготовление поковок различных размеров и форм методом свободной ковки или штамповки. Для улучшения структуры и механических свойств поковок часто применяют операции осадки, протяжки, прошивки и гибки.
  • Прессовый цех: Изготовление деталей методом горячей или холодной штамповки на прессах.
• Прокатное производство:
  • Сортопрокатный цех: Производство сортового проката (кругов, квадратов, полос) на прокатных станах.
  • Листопрокатный цех: Производство листового проката на прокатных станах.
• Механическая обработка:
  • Токарный цех: Обработка деталей вращения (валы, оси, шестерни) на токарных станках.
  • Фрезерный цех: Обработка плоских и фасонных поверхностей на фрезерных станках.
  • Шлифовальный цех: Доводка поверхностей деталей до требуемой шероховатости и точности размеров на шлифовальных станках.
  • Зуборезный цех: Нарезание зубьев на шестернях и зубчатых колесах на зуборезных станках.
  • Термический цех: Проведение термической обработки (закалка, отпуск, нормализация) для улучшения механических свойств стали 38ХН3МФА. Важнейшие операции:
    • Закалка: Нагрев до температуры аустенизации с последующим быстрым охлаждением для получения мартенситной структуры.
    • Отпуск: Нагрев закаленной стали до определенной температуры для снятия внутренних напряжений и повышения вязкости. Выбор температуры отпуска критичен для предотвращения отпускной хрупкости.
    • Нормализация: Нагрев до температуры аустенизации с последующим охлаждением на воздухе для улучшения структуры и снятия внутренних напряжений.
• Сварочное производство: Сварка деталей из стали 38ХН3МФА с соблюдением специальных требований к технологии сварки и предварительному и последующему нагреву.
• Инструментальный цех: Изготовление режущего инструмента, штампов и пресс-форм для обработки других материалов. Хотя сталь 38ХН3МФА не является инструментальной, она может использоваться для изготовления оснастки и державок инструмента, подвергающихся высоким нагрузкам.
• Ремонтный цех: Восстановление и ремонт деталей из стали 38ХН3МФА, подвергшихся износу или повреждению.

В каждом из этих цехов требуется соблюдение технологических режимов и использование специализированного оборудования для обеспечения высокого качества продукции из стали 38ХН3МФА. Особенно важен контроль качества на каждом этапе производства, начиная от выплавки стали и заканчивая механической обработкой и термической обработкой готовых деталей.