Стальные заготовки 38Х2Н3М: конструкционная легированная сталь для тяжелонагруженных деталей
Стальные заготовки 38Х2Н3М — это полуфабрикаты из конструкционной легированной стали, поставляемые в виде сортового проката, поковок и трубной заготовки. Марка 38Х2Н3М относится к хромоникельмолибденовой группе и применяется для изготовления деталей, работающих при высоких контактных нагрузках и знакопеременном изгибе. Химический состав обеспечивает прокаливаемость до 60–80 мм в поперечном сечении, что позволяет получать равномерную структуру по всему объёму заготовки после термической обработки.
Химический состав и механические свойства
Сталь 38Х2Н3М содержит 0,35–0,42 % углерода, 1,3–1,7 % хрома, 2,5–3,0 % никеля и 0,3–0,4 % молибдена. Такое сочетание легирующих элементов повышает устойчивость переохлаждённого аустенита, снижает критическую скорость закалки и обеспечивает высокую вязкость при сохранении прочности. После улучшения (закалка 860–880 C в масле, отпуск 600–620 C) достигаются следующие показатели:
- предел прочности в — 980–1180 МПа;
- предел текучести т — не менее 835 МПа;
- относительное удлинение 5 — 12–14 %;
- ударная вязкость KCU — 60–80 Дж/см;
- твёрдость после улучшения — 269–321 HB.
Заготовки поставляются по ГОСТ 4543-2016 и ТУ производителей. Для ответственных деталей применяется электрошлаковый переплав (ЭШП) или вакуумно-дуговой переплав (ВДП), что снижает содержание неметаллических включений и водорода. Сортамент включает круглый прокат диаметром 20–250 мм, квадрат 40 40 — 200 200 мм, поковки массой до 5 т.
Термическая обработка и технологические режимы
Заготовки 38Х2Н3М подвергаются улучшению, цианированию, азотированию или поверхностной закалке ТВЧ. Температура нагрева под закалку — 860–880 C, охлаждение в масле. Отпуск проводится при 580–650 C с последующим охлаждением на воздухе или в воде (для крупных сечений). Прокаливаемость стали позволяет получать мартенситную структуру в сечениях до 80 мм при закалке в масле и до 40 мм — при закалке в воде.
| Параметр | Значение | Условия | Единица | Стандарт |
|---|---|---|---|---|
| Предел текучести | 835 | Закалка + отпуск 620 C | МПа | ГОСТ 4543 |
| Твёрдость | 269–321 | Улучшение | HB | ГОСТ 4543 |
| Прокаливаемость | до 80 | Закалка в масле | мм | ГОСТ 5657 |
| Ударная вязкость | 60 | KCU, 20 C | Дж/см | ГОСТ 9454 |
| Диаметр проката | 20–250 | Горячекатаный | мм | ГОСТ 2590 |
Области применения
Заготовки из 38Х2Н3М используются для деталей, работающих в условиях высоких контактных напряжений и ударных нагрузок. Основные потребители — тяжёлое машиностроение, металлургическое оборудование, энергетика и транспортное машиностроение.
- зубчатые колёса и валы редукторов прокатных станов;
- шпиндели и валки клетей горячей прокатки;
- крестовины и полуоси тяжёлых грузовых автомобилей;
- роторы и валы турбокомпрессоров, насосов высокого давления;
- детали бурового оборудования и горно-шахтной техники;
- ответственные крепёжные изделия (шпильки, болты) для энергетического машиностроения.
Для деталей, работающих при температурах до 450 C, сталь сохраняет достаточную жаропрочность. В условиях абразивного износа применяется азотирование с твёрдостью поверхностного слоя 650–750 HV.
Вопросы и ответы
Какие виды заготовок поставляются из стали 38Х2Н3М?
Круглый и квадратный прокат, поковки, трубная заготовка, а также заготовки, полученные методом ЭШП и ВДП для ответственных деталей.
Какой режим термообработки обеспечивает максимальную прочность?
Закалка при 860–880 C в масле с последующим отпуском при 580–620 C. Это обеспечивает предел прочности 980–1180 МПа и ударную вязкость не ниже 60 Дж/см.
До какого сечения прокаливается сталь 38Х2Н3М?
При закалке в масле — до 80 мм, при закалке в воде — до 40 мм. Для больших сечений требуется применение ЭШП или ВДП для повышения прокаливаемости.
В каких отраслях применяются заготовки 38Х2Н3М?
Тяжёлое машиностроение, металлургия, энергетика, транспортное машиностроение, буровое и горно-шахтное оборудование.
