Круг из сплава 38НХМ-ВИ: прецизионный сортовой прокат для ответственных узлов
Круг из сплава 38НХМ-ВИ — горячекатаный или кованый сортовой прокат из вакуумно-индукционной стали марки 38НХМ, выплавляемой в вакуумно-индукционной печи (ВИ). Сплав относится к классу конструкционных легированных сталей перлитного класса, упрочняемых термической обработкой. Буква «ВИ» в обозначении указывает на способ выплавки, обеспечивающий пониженное содержание газов, неметаллических включений и серы по сравнению с открытой выплавкой. Прокат поставляется в термообработанном или горячекатаном состоянии и предназначен для последующей механической обработки резанием.
Химический состав и структура
Марка 38НХМ содержит никель и молибден в сочетании с хромом, что обеспечивает прокаливаемость в сечениях до 60–80 мм при закалке в масле. Вакуумно-индукционная выплавка снижает содержание кислорода и водорода, что уменьшает склонность к флокенообразованию и повышает изотропность механических свойств по сечению прутка.
- Углерод (C) — 0,35–0,42 %
- Хром (Cr) — 0,45–0,75 %
- Никель (Ni) — 1,0–1,5 %
- Молибден (Mo) — 0,15–0,30 %
- Кремний (Si) — 0,17–0,37 %
- Марганец (Mn) — 0,30–0,60 %
Механические свойства после термообработки
Оптимальный комплекс свойств достигается после закалки с 850–870 C в масле и высокого отпуска при 560–620 C. Структура — сорбит отпуска, обеспечивающая сочетание прочности и ударной вязкости.
| Показатель | Состояние поставки | Закалка + высокий отпуск | Закалка + низкий отпуск | Нормализация |
|---|---|---|---|---|
| Предел прочности в, МПа | 590–740 | 880–1080 | 1180–1370 | 640–780 |
| Предел текучести т, МПа | 340 | 740 | 1080 | 390 |
| Относительное удлинение , % | 18 | 12 | 8 | 16 |
| Ударная вязкость KCU, Дж/см | 50 | 60 | 40 | 55 |
| Твёрдость HB | 170–217 | 250–302 | 352–415 | 187–229 |
Сортамент и геометрические параметры
Круг из 38НХМ-ВИ выпускается диаметром от 20 до 250 мм. Для диаметров до 100 мм применяется горячая прокатка, свыше 100 мм — ковка с последующей механической обработкой. Кривизна прутка не превышает 0,5 % длины для проката и 0,3 % для кованого сортамента. Предельные отклонения по диаметру соответствуют квалитетам h11–h12 для горячекатаного проката и h9–h10 для калиброванного.
- Горячекатаный круг — 20–100 мм, длина 3–6 м
- Кованый круг — 100–250 мм, длина 2–5 м
- Калиброванный круг — 20–80 мм, квалитет h9
- Шлифованный круг — 20–60 мм, шероховатость Ra 1,25 мкм
Технологические особенности обработки
Сплав 38НХМ-ВИ обладает удовлетворительной обрабатываемостью резанием в состоянии поставки (коэффициент обрабатываемости 0,7–0,8 относительно стали 45). После закалки и низкого отпуска твёрдость 352–415 HB требует применения твердосплавного инструмента с износостойкими покрытиями. Свариваемость ограниченная — требуется предварительный и сопутствующий подогрев до 200–300 C с последующей термообработкой.
Склонность к образованию трещин при закалке снижена благодаря вакуумной выплавке, однако детали сложной конфигурации рекомендуется охлаждать в ступенчатом режиме или применять изотермическую закалку.
Области применения
Круг из 38НХМ-ВИ применяется для изготовления деталей, работающих при знакопеременных и ударных нагрузках в условиях повышенного износа:
- Валы, оси, шпиндели металлорежущих станков
- Зубчатые колёса и валы редукторов прокатных станов
- Штоки и плунжеры гидравлических прессов
- Крепёжные детали энергетического оборудования (шпильки, болты)
- Детали бурового инструмента и нефтегазовой арматуры
- Ответственные детали авиационной и транспортной техники
Нормативная документация
Поставка круга из 38НХМ-ВИ регламентируется техническими условиями, разработанными на основе ГОСТ 4543 с ужесточением требований по содержанию вредных примесей и неметаллических включений. Контроль макро- и микроструктуры проводится по ГОСТ 10243 и ГОСТ 1778 соответственно. Допускается аттестация по отраслевым стандартам для конкретных отраслей промышленности.
Вопросы и ответы
Чем отличается 38НХМ-ВИ от 38НХМ открытой выплавки?
Вакуумно-индукционная выплавка снижает содержание кислорода до 0,002–0,005 %, водорода до 1,5–2,5 ppm и серы до 0,010 % и менее. Это уменьшает анизотропию свойств, повышает ударную вязкость в поперечном направлении и снижает вероятность образования флокенов при охлаждении крупных сечений.
Какая термообработка обеспечивает максимальную прочность круга из 38НХМ-ВИ?
Закалка с 850–870 C в масле с последующим низким отпуском при 180–220 C обеспечивает предел прочности 1180–1370 МПа и твёрдость 352–415 HB. Для повышения ударной вязкости применяют высокий отпуск при 560–620 C с некоторым снижением прочности до 880–1080 МПа.
Для каких диаметров круга из 38НХМ-ВИ обеспечивается сквозная прокаливаемость?
Сквозная прокаливаемость при закалке в масле достигается в сечениях до 60–80 мм. Для диаметров свыше 80 мм наблюдается падение твёрдости к сердцевине, что необходимо учитывать при назначении режимов термообработки и выборе припуска на механическую обработку.
Возможна ли сварка круга из 38НХМ-ВИ?
Свариваемость ограниченная. Требуется предварительный подогрев до 200–300 C, применение электродов с низким содержанием водорода и последующая термообработка — высокий отпуск или нормализация. Без подогрева в зоне термического влияния образуются закалочные структуры, склонные к трещинообразованию.
