Стальные заготовки 38ХН3МФА в Минске

Стальные заготовки 38ХН3МФА: конструкционные поковки и прокат для тяжелонагруженных узлов

Стальные заготовки из стали марки 38ХН3МФА — это промежуточный или готовый полуфабрикат, получаемый методами ковки, штамповки или прокатки из легированной конструкционной стали перлитного класса. Марка 38ХН3МФА относится к улучшаемым хромоникельмолибденованадиевым сталям и применяется для изготовления высоконагруженных деталей, работающих при знакопеременных и ударных нагрузках. Химический состав регламентируется ГОСТ 4543, а также ведомственными стандартами для авиационной и энергетической отраслей.

Химический состав и структура

Сталь 38ХН3МФА содержит углерод в пределах 0,33–0,40 %, хром 1,2–1,5 %, никель 2,7–3,3 %, молибден 0,35–0,50 %, ванадий 0,10–0,18 %. Марганец и кремний присутствуют в пределах 0,3–0,6 % и 0,17–0,37 % соответственно. Сера и фосфор ограничены значением не более 0,025 % каждого. Такое сочетание легирующих элементов обеспечивает глубокую прокаливаемость — критический диаметр при закалке в масле достигает 100 мм и более.

После улучшения (закалка с 850–870 C в масле и высокий отпуск при 600–650 C) формируется структура сорбита отпуска с равномерно распределёнными карбидами ванадия и молибдена. Это придаёт заготовкам сочетание высокой прочности и достаточной вязкости, что критично для деталей, испытывающих циклическое нагружение.

Механические свойства

Типовые механические характеристики стали 38ХН3МФА после термической обработки:

• Предел прочности — 1080–1270 МПа
• Предел текучести — 930–1130 МПа
• Относительное удлинение — 10–14 %
• Ударная вязкость KCU — 60–90 Дж/см
• Твёрдость после улучшения — 285–340 HB
• Порог хладноломкости — не выше –40 C

Виды заготовок и технология получения

Заготовки из 38ХН3МФА поставляются в нескольких исполнениях:

• Кованые поковки по ГОСТ 8479 — для крупногабаритных валов и дисков
• Прокат круглый горячекатаный по ГОСТ 2590 — диаметр 20–250 мм
• Прутки кованые обточенные — для последующей механической обработки
• Штампованные заготовки — для серийного производства деталей
• Трубные заготовки — для полых валов и гильз

Ковка выполняется при температуре 1150–850 C с последующим замедленным охлаждением для предотвращения флокенообразования. Крупные поковки подвергаются противофлокенной обработке. Прокат проходит ультразвуковой контроль сплошности по ГОСТ 21105.

Типовые применения

Сталь 38ХН3МФА применяется в следующих узлах и системах:

• Роторы и валы турбокомпрессоров, турбодетандеров
• Шпиндели прокатных станов, валки горячей прокатки
• Крепёж горячей зоны паровых турбин — шпильки, болты фланцевых соединений
• Зубчатые колёса и валы редукторов тяжёлого машиностроения
• Детали бурового оборудования — переводники, муфты, стволы
• Корпусные детали арматуры высокого давления

Сравнение с близкими марками

Термическая обработка и режимы

Для достижения требуемых свойств заготовки подвергают:

• Нормализации при 880–900 C — для снятия ковочных напряжений
• Закалке в масле с 850–870 C — для получения мартенситной структуры
• Высокому отпуску при 600–650 C — для формирования сорбита
• Изотермическому отжигу — при подготовке к механической обработке

Скорость нагрева под закалку ограничивается для массивных поковок — не более 80 C/ч до 600 C, далее не более 120 C/ч. Охлаждение после отпуска — на воздухе.

Контроль качества

Заготовки проходят входной и приёмочный контроль:

• Спектральный анализ химического состава
• Ультразвуковая дефектоскопия по ГОСТ 21105
• Испытания на растяжение по ГОСТ 1497
• Испытания на ударный изгиб по ГОСТ 9454
• Измерение твёрдости по Бринеллю
• Макро- и микроструктурный анализ

Вопросы и ответы