Квадрат из конструкционной стали 36Х2Н2МФА: сортамент, свойства и применение
Квадрат из конструкционной стали 36Х2Н2МФА — горячекатаный или кованый профиль квадратного сечения, изготовленный из легированной хромоникельмолибденованадиевой стали перлитного класса. Марка 36Х2Н2МФА регламентирована ГОСТ 4543 и применяется преимущественно для высоконагруженных деталей, работающих при знакопеременных и ударных нагрузках. Квадрат поставляется в термически обработанном состоянии (закалка + высокий отпуск) либо без термообработки, с нормируемыми механическими свойствами после улучшения.
Химический состав и механические свойства
Сталь 36Х2Н2МФА содержит 0,32–0,40 % углерода, 1,3–1,7 % хрома, 1,3–1,7 % никеля, 0,2–0,3 % молибдена и 0,08–0,15 % ванадия. Такое сочетание обеспечивает прокаливаемость до 60–80 мм и устойчивость к отпускной хрупкости. После закалки с 860–880 C в масле и отпуска при 600–650 C достигаются следующие характеристики:
- предел прочности в — 1080–1270 МПа;
- предел текучести т — не менее 930 МПа;
- относительное удлинение 5 — 12–14 %;
- ударная вязкость KCU — 60–90 Дж/см;
- твёрдость после улучшения — 269–321 HB.
Ванадий в составе 36Х2Н2МФА связывает углерод в карбиды VC, что повышает сопротивление хрупкому разрушению при отрицательных температурах до –60 C. Молибден снижает склонность к отпускной хрупкости второго рода, что критично для массивных сечений квадрата 100–200 мм.
Сортамент и точность прокатки
Квадрат из 36Х2Н2МФА выпускается со стороной от 20 до 200 мм. Для размеров свыше 100 мм применяется ковка с последующей механической обработкой. Стандартные длины — 2–6 м, мерные и немерные. Кривизна прутка не превышает 0,5 % длины. Предельные отклонения по стороне квадрата соответствуют ГОСТ 2591 для обычной и повышенной точности прокатки.
| Сторона квадрата, мм | Способ производства | Состояние поставки | Твёрдость, HB | Предел текучести, МПа |
|---|---|---|---|---|
| 30 | горячая прокатка | улучшение | 285–321 | 930 |
| 60 | горячая прокатка | улучшение | 269–302 | 930 |
| 100 | ковка | улучшение | 255–285 | 835 |
| 150 | ковка | без термообработки | 255 | — |
Технологические особенности обработки
Квадрат из 36Х2Н2МФА обладает удовлетворительной обрабатываемостью резанием в улучшенном состоянии (коэффициент обрабатываемости 0,6–0,7 относительно стали 45). Свариваемость ограниченная: требуется предварительный и сопутствующий подогрев до 200–300 C, последующая термообработка сварного соединения. Температурный интервал горячей деформации — 1150–850 C, охлаждение после ковки замедленное (в термостатах или песке) во избежание флокенов.
Области применения
Квадрат из данной марки используется для изготовления:
- тяжелонагруженных валов и осей редукторов прокатных станов;
- шпинделей и крестовин карданных передач металлургического оборудования;
- штоков гидроцилиндров прессового оборудования усилием свыше 1000 тс;
- зубчатых колёс и полуосей тяжёлой карьерной техники;
- крепежа ответственных фланцевых соединений энергетических установок;
- корпусных деталей бурового инструмента и забойных двигателей.
В нефтегазовой отрасли квадрат 36Х2Н2МФА применяется для элементов устьевого оборудования, работающего при давлениях до 70 МПа. В станкостроении — для шпинделей тяжёлых токарных и расточных станков.
Вопросы и ответы
Чем отличается 36Х2Н2МФА от 38Х2Н2МА?
36Х2Н2МФА дополнительно легирована ванадием (0,08–0,15 %), что повышает сопротивление хрупкому разрушению и ударную вязкость при отрицательных температурах. По прочности обе марки близки, но 36Х2Н2МФА предпочтительна для деталей с концентраторами напряжений.
Какая термообработка обеспечивает максимальную прочность квадрата?
Закалка с 870–880 C в масле с последующим отпуском при 200–250 C даёт твёрдость 45–50 HRC и предел прочности до 1600 МПа, но снижает ударную вязкость. Для большинства деталей оптимален высокий отпуск при 600–650 C.
Возможна ли поставка квадрата 36Х2Н2МФА с ультразвуковым контролем?
Да, для ответственных деталей квадрат поставляется с УЗК по ГОСТ 21120 или EN 10308 класс 3–4. Контроль выявляет внутренние дефекты (флокены, трещины, неметаллические включения) в сечениях от 50 мм.
Применяется ли 36Х2Н2МФА при температурах ниже –60 C?
Нет, нижний предел эксплуатации — –60 C. При более низких температурах ударная вязкость падает ниже 30 Дж/см, что недопустимо для нагруженных деталей. Для криогенных условий применяют стали аустенитного класса.
