Квадрат из конструкционной стали 18Х2Н4ВА-Ш: характеристики и применение
Квадрат из конструкционной стали 18Х2Н4ВА-Ш — это горячекатаный сортовой прокат квадратного сечения, изготовленный из легированной конструкционной стали особо высокого качества (группа Ш — с контролируемым содержанием серы и фосфора). Материал относится к классу хромоникелевольфрамовых сталей с повышенной прокаливаемостью и предназначен для изготовления высоконагруженных деталей, работающих в условиях значительных динамических и ударных нагрузок.
Химический состав стали 18Х2Н4ВА-Ш регламентирован ГОСТ 4543 и включает хром (1,5–2,0%), никель (4,0–4,6%) и вольфрам (0,8–1,2%). Такое легирование обеспечивает высокую прочность в сочетании с вязкостью сердцевины после цементации. Прокат группы Ш отличается пониженным содержанием неметаллических включений, что критично для деталей, работающих на усталостную прочность.
Механические свойства и обработка
После закалки и низкого отпуска квадрат 18Х2Н4ВА-Ш демонстрирует предел текучести не менее 930 МПа, временное сопротивление — 1180–1420 МПа, относительное сужение — не менее 50%. Твёрдость в состоянии поставки (горячекатаный, отожжённый) не превышает 255 HB, что позволяет проводить механическую обработку резанием без предварительного улучшения.
Материал склонен к обезуглероживанию при нагреве, поэтому ковку и термическую обработку рекомендуется проводить в защитной атмосфере или с припуском на последующую механическую обработку. Свариваемость ограниченная — для соединения деталей применяют преимущественно резьбовые или прессовые соединения, либо сварку с предварительным подогревом до 300–400 C и последующим высоким отпуском.
Сортамент и геометрические параметры
Квадрат 18Х2Н4ВА-Ш поставляется со стороной квадрата от 8 до 200 мм. Допуски на размеры и кривизну соответствуют ГОСТ 2591. Длина прутков — немерная от 2 до 6 м, по согласованию возможна мерная и кратная длина. Предельные отклонения по стороне квадрата для размеров до 30 мм составляют +0,3/0,5 мм, для более крупных сечений — по ГОСТ 2591.
| Сторона квадрата, мм | Предельные отклонения, мм | Масса 1 м, кг | Кривизна, не более, мм/м | Скручивание, не более, /м |
|---|---|---|---|---|
| 10 | +0,3/0,5 | 0,79 | 2,0 | 1,0 |
| 25 | +0,3/0,5 | 4,91 | 1,5 | 1,0 |
| 50 | +0,5/0,8 | 19,63 | 1,0 | 0,5 |
| 80 | +0,7/1,0 | 50,24 | 0,8 | 0,5 |
Области применения
Квадрат 18Х2Н4ВА-Ш востребован в отраслях, где требуется сочетание высокой поверхностной твёрдости и вязкой сердцевины. Основные направления использования:
- изготовление зубчатых колёс, валов-шестерён и других цементуемых деталей трансмиссий тяжёлых машин;
- производство поршневых пальцев, крестовин карданных валов и элементов ходовой части гусеничной техники;
- детали авиационных двигателей и редукторов, работающие при знакопеременных нагрузках;
- валы и оси насосного и компрессорного оборудования, эксплуатируемого при низких температурах до –60 C;
- элементы бурового инструмента и оборудования для горнодобывающей промышленности.
Благодаря вольфраму в составе сталь сохраняет твёрдость при нагреве до 250–300 C, что позволяет применять её в узлах трения с умеренным тепловыделением. Повышенная чистота по неметаллическим включениям (группа Ш) делает материал пригодным для ответственных деталей, подвергаемых ультразвуковому контролю и магнитной дефектоскопии.
Вопросы и ответы
Чем отличается сталь 18Х2Н4ВА-Ш от обычной 18Х2Н4ВА?
Индекс Ш означает особо высокое качество по ГОСТ 4543: пониженное содержание серы (не более 0,015%) и фосфора (не более 0,025%), а также ужесточённый контроль неметаллических включений. Это повышает усталостную прочность и надёжность деталей при динамических нагрузках.
Какая термическая обработка рекомендуется для квадрата 18Х2Н4ВА-Ш?
Типовая схема: цементация при 900–930 C, закалка с 780–800 C в масле, обработка холодом при –70 C для стабилизации аустенита и низкий отпуск при 150–180 C. Для деталей без цементации применяют закалку с 850–870 C и отпуск при 180–220 C.
Какие размеры квадрата 18Х2Н4ВА-Ш доступны для заказа?
Стандартный сортамент включает сторону квадрата от 8 до 200 мм. Наиболее распространены сечения 10–80 мм. Допускается поставка прутков мерной длины до 6 м, а также с обрезкой концов под заказчика.
Можно ли использовать квадрат 18Х2Н4ВА-Ш для сварных конструкций?
Свариваемость стали ограниченная из-за высокого содержания углерода (0,14–0,19%) и легирующих элементов. При необходимости сварки требуется подогрев до 300–400 C, применение аустенитных электродов и последующий высокий отпуск для снятия напряжений.
