Квадрат из конструкционной стали 38ХМА: горячекатаный профиль для нагруженных узлов
Квадрат из конструкционной стали 38ХМА — горячекатаный сортовой прокат сплошного квадратного сечения, изготовленный из легированной хромомолибденовой стали марки 38ХМА по ГОСТ 4543. Марка относится к улучшаемым конструкционным сталям и содержит 0,35–0,42 % углерода, 0,8–1,1 % хрома и 0,15–0,25 % молибдена. Такое сочетание обеспечивает сквозную прокаливаемость в сечениях до 40–50 мм и высокий комплекс механических свойств после закалки с отпуском. Прокат поставляется в горячекатаном состоянии, термообработанном или улучшенном виде, с нормированием химического состава и механических характеристик.
Сортамент и технические параметры
Квадрат выпускается со стороной от 10 до 200 мм. Для размеров до 100 мм предельные отклонения соответствуют обычной или повышенной точности прокатки, кривизна не превышает 0,5 % длины. Сталь 38ХМА выплавляется в дуговых печах с внепечной обработкой и вакуумированием, что снижает содержание серы и фосфора до 0,025 % каждого и уменьшает загрязнённость неметаллическими включениями. Прокат подвергается ультразвуковому контролю внутренних дефектов по требованию заказчика.
| Параметр | Значение | Условие | Единица | Стандарт |
|---|---|---|---|---|
| Предел прочности | 980–1180 | закалка 850 C, отпуск 550 C | МПа | ГОСТ 4543 |
| Предел текучести | 835–980 | улучшение | МПа | ГОСТ 4543 |
| Относительное удлинение | 12–14 | улучшение | % | ГОСТ 4543 |
| Ударная вязкость KCU | 59–78 | +20 C | Дж/см | ГОСТ 4543 |
| Твёрдость после отжига | 229 | НВ | — | ГОСТ 4543 |
| Критический диаметр прокаливаемости | 35–45 | закалка в масле | мм | ГОСТ 4543 |
Термообработка и формирование свойств
Улучшение квадрата из 38ХМА выполняют по схеме: закалка при 850–880 C в масле, высокий отпуск при 540–620 C с последующим охлаждением на воздухе. Молибден подавляет отпускную хрупкость второго рода, что позволяет эксплуатировать детали при ударных нагрузках и отрицательных температурах до –60 C. Для получения поверхностной твёрдости 50–56 HRC применяют ТВЧ-закалку на глубину 2–4 мм с сохранением вязкой сердцевины. Нормализация при 880–900 C используется как предварительная операция перед механической обработкой, снижающая твёрдость до 200–217 НВ.
Области применения
- Валы, шпиндели и оси металлорежущих станков, работающие при знакопеременных нагрузках.
- Шпильки, болты и крепёж ответственных соединений энергетического оборудования.
- Зубчатые колёса, червяки и валы редукторов прокатных станов.
- Штоки гидроцилиндров и детали пневмоавтоматики горно-шахтной техники.
- Корпуса арматуры высокого давления в нефтегазовой отрасли.
- Детали турбокомпрессоров и насосных агрегатов химических производств.
Обрабатываемость и технологические особенности
В улучшенном состоянии сталь 38ХМА обрабатывается резанием удовлетворительно: скорость резания твердосплавным инструментом составляет 80–120 м/мин при подаче 0,2–0,4 мм/об. Свариваемость ограниченная — требуется подогрев до 200–300 C и последующая термообработка сварного соединения. Прокат хорошо деформируется в горячем состоянии при 1150–850 C, что позволяет получать поковки штамповкой. Для защиты от коррозии при хранении применяют консервационную смазку или фосфатирование.
Вопросы и ответы
Чем квадрат из 38ХМА отличается от квадрата из 40Х?
Молибден в составе 38ХМА повышает прокаливаемость до 35–45 мм против 20–25 мм у 40Х и снижает склонность к отпускной хрупкости, что допускает эксплуатацию при –60 C.
Какая термообработка обеспечивает максимальную вязкость?
Закалка с 850–880 C в масле и высокий отпуск при 600–620 C дают KCU не ниже 78 Дж/см при сохранении предела текучести около 835 МПа.
Поставляется ли прокат с нормированной прокаливаемостью?
Да, по согласованию сторон прокаливаемость нормируется методом торцевой закалки с указанием твёрдости на заданном расстоянии от торца.
Применяется ли 38ХМА для холодной высадки?
Нет, марка предназначена для горячей деформации и улучшения; для холодной высадки используют низкоуглеродистые стали с более высокой пластичностью.
