Главная  >  Справочник  >  Сталь конструкционная легированная 45ХН2МФА

Сталь конструкционная легированная 45ХН2МФА: описание, свойства, применение

Сталь 45ХН2МФА относится к классу конструкционных легированных сталей и представляет собой высокопрочный материал, предназначенный для изготовления ответственных деталей, работающих в условиях высоких нагрузок, ударных воздействий и повышенных температур. Благодаря своему химическому составу и термической обработке, сталь 45ХН2МФА обладает уникальным сочетанием прочности, вязкости, износостойкости и сопротивления усталости.

Химический состав стали 45ХН2МФА

Химический состав стали 45ХН2МФА строго регламентируется ГОСТ 4543-2016 и обеспечивает заданные механические и технологические свойства.

Элемент	Содержание, %
Углерод (C)	0.42 - 0.50
Кремний (Si)	0.17 - 0.37
Марганец (Mn)	0.50 - 0.80
Никель (Ni)	1.25 - 1.75
Хром (Cr)	0.40 - 0.70
Молибден (Mo)	0.20 - 0.30
Ванадий (V)	0.10 - 0.20
Сера (S)	≤ 0.025
Фосфор (P)	≤ 0.025
Медь (Cu)	≤ 0.30

Расшифровка обозначения стали 45ХН2МФА:

• 45 - указывает на среднее содержание углерода в сотых долях процента (0.45%).
• Х - указывает на наличие хрома в составе стали.
• Н2 - указывает на содержание никеля около 2%.
• М - указывает на наличие молибдена в составе стали.
• Ф - указывает на наличие ванадия в составе стали.
• А - указывает на то, что сталь является высококачественной (автоматной).

Механические свойства стали 45ХН2МФА (в зависимости от режима термообработки)

Механические свойства стали 45ХН2МФА могут значительно изменяться в зависимости от применяемой термической обработки. Наиболее распространенные режимы термообработки включают закалку и отпуск.

Свойство	Единица измерения	Значение (Закалка + высокий отпуск)	Значение (Закалка + средний отпуск)
Предел прочности (σв)	МПа	980 - 1180	1180 - 1370
Предел текучести (σт)	МПа	835 - 930	980 - 1130
Относительное удлинение (δ5)	%	12 - 15	10 - 12
Относительное сужение (ψ)	%	45 - 55	40 - 50
Ударная вязкость (KCU)	Дж/см2	59 - 78	39 - 59
Твердость (HB)		269 - 341	341 - 415

Физические свойства стали 45ХН2МФА:

Свойство	Единица измерения	Значение
Плотность	кг/м3	7850
Модуль упругости	ГПа	210
Коэффициент линейного расширения (20-100°C)	1/°C	11.9 x 10^-6
Теплопроводность	Вт/(м·°C)	35
Удельная теплоемкость	Дж/(кг·°C)	462
Электрическое сопротивление	мкОм·м	0.24

Свариваемость стали 45ХН2МФА:

Сталь 45ХН2МФА относится к ограниченно свариваемым сталям. Для получения качественных сварных соединений требуется предварительный подогрев, использование специальных электродов и последующая термообработка. Рекомендуемые методы сварки: ручная дуговая сварка (РДС) покрытыми электродами, автоматическая и полуавтоматическая сварка под флюсом (АПФ, ПАФ), сварка в защитных газах (MIG/MAG).

Области применения стали 45ХН2МФА:

Сталь 45ХН2МФА широко используется в различных отраслях промышленности благодаря своим высоким прочностным характеристикам и способности работать в условиях высоких нагрузок и температур. Основные области применения:

• Авиационная промышленность: изготовление деталей авиационных двигателей (валы, шестерни, диски турбин), шасси самолетов и других ответственных узлов.
• Автомобильная промышленность: производство коленчатых валов, шатунов, шестерен, валов трансмиссии и других деталей, подверженных высоким нагрузкам.
• Энергетическое машиностроение: изготовление роторов турбин, валов генераторов, деталей паровых и газовых турбин.
• Нефтегазовая промышленность: производство бурового оборудования, деталей насосов, компрессоров и других агрегатов, работающих в условиях высоких давлений и температур.
• Общее машиностроение: изготовление тяжелонагруженных валов, шестерен, зубчатых колес, крепежных элементов и других деталей, требующих высокой прочности и износостойкости.
• Оборонная промышленность: производство деталей вооружения, бронетехники и других изделий специального назначения.
• Судостроение: изготовление деталей судовых двигателей, валов, гребных винтов и других ответственных узлов.

Виды металлопроката из стали 45ХН2МФА:

Сталь 45ХН2МФА поставляется в различных видах 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, рычаги и крепежные элементы.
• Поковка: используется для изготовления деталей сложной формы, требующих высокой прочности и износостойкости.
• Лист: используется для изготовления корпусных деталей, обшивок и других элементов конструкций.
• Труба: используется для изготовления трубопроводов, работающих под высоким давлением и при высоких температурах.
• Сортовой прокат: полоса, уголок, швеллер, двутавр – используются для изготовления металлоконструкций различного назначения.

ГОСТы, регламентирующие сталь 45ХН2МФА и металлопрокат из нее:

• ГОСТ 4543-2016. Сталь легированная конструкционная. Марки и общие технические требования. - определяет химический состав, механические свойства и общие технические требования к стали 45ХН2МФА.
• ГОСТ 2590-2006. Прокат сортовой стальной горячекатаный круглый. Сортамент. - определяет сортамент круглого проката из стали 45ХН2МФА.
• ГОСТ 2591-2006. Прокат сортовой стальной горячекатаный квадратный. Сортамент. - определяет сортамент квадратного проката из стали 45ХН2МФА.
• ГОСТ 8479-70. Поковки из конструкционной легированной стали. Общие технические условия. - определяет технические условия на поковки из стали 45ХН2МФА.
• ГОСТ 103-2006. Прокат сортовой стальной горячекатаный полосовой. Сортамент. - определяет сортамент полосового проката из стали 45ХН2МФА.
• ГОСТ 19281-2014. Прокат повышенной прочности. Общие технические условия. - устанавливает общие технические условия на прокат из стали 45ХН2МФА повышенной прочности.
• ГОСТ 14959-2016. Прокат круглый со специальной отделкой поверхности из конструкционной качественной и легированной стали. Технические условия. - регламентирует требования к круглому прокату с улучшенной поверхностью.
• Различные ОСТ (отраслевые стандарты) и ТУ (технические условия), разработанные для конкретных видов продукции и деталей, изготавливаемых из стали 45ХН2МФА. Эти документы могут содержать более жесткие требования к свойствам и качеству стали в зависимости от назначения изделия.

Операции в цехах, производимые с использованием материалов из стали 45ХН2МФА:

Использование стали 45ХН2МФА предполагает выполнение различных технологических операций в цехах металлургических и машиностроительных предприятий.

• Металлургическое производство:
  • Выплавка стали: Процесс выплавки стали 45ХН2МФА осуществляется в электропечах или конвертерах с соблюдением строгого контроля химического состава и температуры.
  • Разливка стали: Расплавленная сталь разливается в слитки или заготовки для дальнейшей переработки.
  • Прокатное производство: Слитки и заготовки подвергаются горячей прокатке на прокатных станах для получения сортового проката (круг, квадрат, полоса и т.д.) и листового проката.
  • Ковочное производство: Из заготовок изготавливаются поковки различной формы методом ковки на молотах или прессах.
  • Термическая обработка: Прокат и поковки подвергаются различным видам термической обработки (закалка, отпуск, нормализация) для достижения требуемых механических свойств.
• Машиностроительное производство:
  • Заготовительное производство:
    • Резка металла: Прокат разрезается на заготовки требуемой длины и размера с использованием ленточнопильных станков, гильотинных ножниц или газовой резки.
    • Рубка металла: Рубка заготовок производится на прессах.
  • Механическая обработка:
    • Токарная обработка: На токарных станках выполняются операции по обтачиванию, растачиванию, подрезке торцов, нарезанию резьбы и другие операции для придания детали заданной формы и размеров.
    • Фрезерная обработка: На фрезерных станках выполняются операции по фрезерованию плоскостей, пазов, канавок и других элементов детали.
    • Сверлильная обработка: На сверлильных станках выполняются операции по сверлению отверстий различного диаметра и глубины.
    • Шлифовальная обработка: На шлифовальных станках выполняется чистовая обработка поверхностей для достижения высокой точности размеров и шероховатости.
    • Зуборезная обработка: На зуборезных станках изготавливаются зубчатые колеса и другие детали с зубьями.
  • Термическая обработка (в машиностроении):
    • Закалка: Детали нагреваются до определенной температуры и быстро охлаждаются в воде, масле или другой среде для повышения твердости и прочности.
    • Отпуск: Детали нагреваются до более низкой температуры для снятия внутренних напряжений и повышения вязкости.
    • Цементация: Поверхность деталей насыщается углеродом для повышения твердости и износостойкости.
    • Азотирование: Поверхность деталей насыщается азотом для повышения твердости, износостойкости и коррозионной стойкости.
  • Сварочное производство:
    • Сварка: Детали соединяются между собой с помощью сварки различными методами (ручная дуговая сварка, полуавтоматическая сварка в защитных газах, автоматическая сварка под флюсом и т.д.). При сварке стали 45ХН2МФА необходимо соблюдать технологию сварки для предотвращения образования трещин и других дефектов.
  • Контроль качества:
    • Визуальный контроль: Проверка деталей на наличие дефектов поверхности.
    • Измерительный контроль: Проверка размеров деталей с помощью измерительных инструментов.
    • Неразрушающий контроль: Проверка деталей на наличие внутренних дефектов с помощью ультразвукового контроля, рентгеновского контроля и других методов.
    • Механические испытания: Испытания образцов из стали 45ХН2МФА на прочность, твердость, ударную вязкость и другие механические свойства.

Сталь 45ХН2МФА является важным конструкционным материалом, обеспечивающим надежность и долговечность ответственных деталей в различных отраслях промышленности. Правильный выбор марки стали, соблюдение технологии изготовления и термообработки позволяют получить изделия с требуемыми свойствами и характеристиками.