Прямоугольная поковка из конструкционной стали 34ХН3МА в Минске


Прямоугольная поковка из конструкционной стали 34ХН3МА: характеристики и применение

Прямоугольная поковка из конструкционной стали 34ХН3МА — горячедеформированный полуфабрикат, получаемый ковкой или штамповкой слитка либо непрерывнолитой заготовки с последующей термической обработкой. Сталь 34ХН3МА относится к классу улучшаемых легированных конструкционных сталей перлитного сортамента и содержит 0,31–0,39 % углерода, 1,25–1,65 % хрома, 2,75–3,25 % никеля и 0,35–0,45 % молибдена. Такое сочетание обеспечивает сквозную прокаливаемость в сечениях до 150 мм и высокий комплекс механических свойств после закалки с отпуском.

Технические характеристики и режимы термообработки

Поковка прямоугольного сечения изготавливается по ГОСТ 1133-71 или ГОСТ 8479-70 в зависимости от группы назначения. Типовые размеры сечения — от 100 100 мм до 600 800 мм, длина — до 6000 мм. Масса единичной поковки достигает 5–8 т при ковке на гидравлических прессах усилием 20–60 МН.

Улучшение выполняется по схеме: закалка от 850–870 C в масле или воде, высокий отпуск при 580–650 C. После такой обработки достигаются следующие свойства:

  • предел прочности в — 980–1180 МПа;
  • предел текучести 0,2 — 835–1030 МПа;
  • относительное удлинение 5 — 12–14 %;
  • ударная вязкость KCU — 60–90 Дж/см при +20 C;
  • твёрдость — 285–340 HB.

Сталь склонна к образованию флокенов, поэтому после ковки обязательна замедленная охлаждаемая термообработка — изотермический отжиг или высокий отпуск непосредственно после деформации. Содержание водорода в готовой поковке не должно превышать 2 ppm.

Сортамент и контроль качества

ПараметрЗначениеМетод контроляНормативПримечание
Сечение100 100–600 800 ммИзмерениеГОСТ 1133-71Припуск 10–25 мм
МакросструктураДефекты 3 баллаТравлениеГОСТ 10243Без трещин и флокенов
Ультразвуковой контрольЭквивалент 5 ммУЗКГОСТ Р 50.05.09Сплошной контроль
Зерно аустенита5–8 баллМеталлографияГОСТ 5639Наследственное зерно
Твёрдость285–340 HBБринелльГОСТ 9012После улучшения

Области применения

Прямоугольная поковка из 34ХН3МА востребована в тяжёлом машиностроении, где требуется сочетание прочности и вязкости в массивных сечениях:

  • валы и роторы турбогенераторов, компрессоров и насосных агрегатов;
  • зубчатые колёса и венцы редукторов прокатных станов;
  • шпиндели и соединительные муфты главных приводов прокатных клетей;
  • крестовины и корпуса буровых долот, элементы забойных двигателей;
  • крупногабаритные болты, шпильки и штанги прессового оборудования;
  • детали штампов горячей деформации и кривошипно-шатунных механизмов.

В нефтегазовой отрасли поковки применяются для изготовления корпусных деталей фонтанной арматуры, работающих при давлении до 70 МПа. В энергетике — для роторов паровых турбин мощностью 200–800 МВт, эксплуатируемых при температуре пара до 565 C.

Обрабатываемость и свариваемость

Механическая обработка улучшенной стали 34ХН3МА ведётся твердосплавным инструментом на скоростях 80–120 м/мин при подаче 0,2–0,4 мм/об. Свариваемость ограниченная — требуется предварительный подогрев до 200–250 C и последующая термообработка сварного соединения. Локальная закалка ТВЧ применяется для упрочнения шеек валов и посадочных поверхностей.

Вопросы и ответы

Какая максимальная прокаливаемость достигается в стали 34ХН3МА?

Сквозная прокаливаемость обеспечивается в сечениях до 150 мм при закалке в масле. В сечениях до 100 мм возможно применение воды в качестве закалочной среды.

Требуется ли термообработка после ковки прямоугольной поковки?

Да, обязательна. Непосредственно после деформации выполняется замедленное охлаждение или изотермический отжиг для предотвращения флокенообразования и снятия остаточных напряжений.

Какие дефекты недопустимы в поковке по результатам УЗК?

Недопустимы внутренние трещины, флокены, расслоения и неметаллические включения с эквивалентной площадью более 5 мм. Контроль проводится по ГОСТ Р 50.05.09 сплошным методом.

Применяется ли 34ХН3МА для деталей, работающих при отрицательных температурах?

Сталь сохраняет ударную вязкость KCU не ниже 40 Дж/см при –40 C, что допускает её применение в климатических зонах с умеренно низкими температурами при условии проведения испытаний на хладноломкость.