Стальной круг 38Х2МЮА: азотируемая конструкционная сталь для высоконагруженных деталей
Стальной круг 38Х2МЮА — горячекатаный или кованый сортовой прокат из легированной конструкционной стали перлитного класса, предназначенной для азотирования. Марка содержит 0,35–0,42 % углерода, 1,35–1,65 % хрома, 0,15–0,25 % молибдена и 0,7–1,1 % алюминия. Именно алюминий обеспечивает формирование нитридной упрочнённой зоны при газовом азотировании, что отличает 38Х2МЮА от хромомолибденовых аналогов без Al. Прокат поставляется в виде прутков диаметром 20–200 мм, в термически обработанном состоянии (отожжённом или улучшенном) с твёрдостью 187–229 HB, с обточкой или без неё, мерной, кратной или немерной длины.
Химический состав и механические свойства
Регламентируемые показатели после улучшения (закалка 930–950 C в масле, отпуск 600–650 C): временное сопротивление 980–1180 МПа, предел текучести не менее 835 МПа, относительное удлинение 12–14 %, ударная вязкость KCU 60–90 Дж/см. После азотирования на глубину 0,3–0,6 мм поверхностная твёрдость достигает 950–1150 HV, что обеспечивает износостойкость гильз, шпинделей и плунжеров без объёмной закалки.
| Диаметр круга, мм | Состояние поставки | Твёрдость, HB | в, МПа | Применение |
|---|---|---|---|---|
| 20–40 | отожжённый | 187–217 | — | плунжеры, золотники |
| 45–80 | улучшенный | 217–255 | 980–1080 | гильзы цилиндров |
| 90–140 | улучшенный | 229–269 | 1030–1180 | шпиндели, валы |
| 150–200 | кованый, отожжённый | 187–229 | — | крупные зубчатые колёса |
Технологические особенности азотирования
Круг 38Х2МЮА перед азотированием подвергают улучшению, затем механической обработке с припуском под шлифование. Газовое азотирование проводят при 500–540 C в течение 24–60 ч в среде диссоциированного аммиака. Алюминий образует нитриды AlN, дисперсно упрочняющие диффузионный слой. Для предотвращения хрупкой нитридной сетки на поверхности режим ведут с двухступенчатой выдержкой. Детали из этого проката не подвергают высокому отпуску выше 650 C после азотирования — это снижает твёрдость упрочнённого слоя.
Области применения
- Гильзы и плунжеры гидравлических прессов, насосов высокого давления, топливной аппаратуры дизелей.
- Шпиндели и ходовые винты металлорежущих станков, требующие износостойкости при сохранении вязкой сердцевины.
- Зубчатые колёса, червяки и валы редукторов прокатных станов, бурового оборудования.
- Детали арматуры, золотники, втулки направляющих, работающие при циклических нагрузках и абразивном износе.
- Корпусные детали компрессоров и турбин, где требуется сочетание прочности и поверхностной твёрдости.
Нормативная база и сортамент
- ГОСТ 4543-2016 — общие технические условия на легированный сортовой прокат.
- ГОСТ 2590-2006 — сортамент горячекатаного круглого проката.
- ГОСТ 2591-2006 — сортамент квадратного проката (при переделе).
- ГОСТ 1050-2013 — для сопоставления с углеродистыми аналогами.
- ТУ производителей — по обточке, кривизне, длине и твёрдости.
Вопросы и ответы
Чем 38Х2МЮА отличается от 40Х для азотируемых деталей?
Наличие алюминия 0,7–1,1 % и молибдена обеспечивает формирование твёрдого нитридного слоя 950–1150 HV, тогда как 40Х без Al даёт существенно меньший прирост поверхностной твёрдости после азотирования.
Какой диаметр круга доступен для поставки?
Стандартный сортамент охватывает 20–200 мм; крупные сечения свыше 140 мм чаще поставляются коваными с последующим отжигом.
До какой температуры сохраняется упрочнённый слой?
Азотированный слой стабилен до 500–540 C; нагрев выше 600 C вызывает коагуляцию нитридов и падение твёрдости.
Требуется ли шлифование после азотирования?
Да, финишное шлифование выполняют до азотирования с припуском 0,05–0,1 мм на сторону, поскольку после упрочнения обработка резанием затруднена.
