Характеристика материала.Сталь 38Х2МЮА.
| Марка | Сталь 38Х2МЮА |
| Классификация | Сталь жаропрочная релаксационностойкая |
| Заменитель | сталь 38Х2ЮА, 38ХВФЮ, 20Х3МВФ(ЭИ-415). 38Х2Ю |
| Прочие обозначения | 38Х2МЮА, ст.38Х2МЮА, 38Х2МЮА, 38ХМЮА, 38Х2МЮА-Ш |
| Иностранные аналоги | DIN 41CrAlMo7 (1.8509)- |
| Применение | азотируемые детали: Штоки клапанов паровых турбин, работющие при температуре до 450 °С, гильзы цилиндров двигателей внутреннего сгорания, иглы форсунок, тарелки букс, распылители, пальцы, плунжеры, распределительные валики, шестерни, валы, втулки и другие детали. |
| Общая характеристика | сталь коррозионностойкая в атмосферных условиях после азотирования. Не склонна к отпускной хрупкости, флокеночувствительная. Для сварных конструкций не применяется, теплоустойчива до 500°С. Плотность при 20°С - 7,71х10³ кг/м³ |
| Видпоставки | |
| Сортовой прокат, в том числе фасонный | ГОСТ 2590-2006, ГОСТ 2591-2006, ГОСТ 2879-2006 |
| Калиброванный пруток | ГОСТ 7417-75, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78, ГОСТ 1051-73 |
| Шлифованный пруток и серебрянка | ГОСТ 14955-77. |
| Поковки и кованые заготовки | ГОСТ 1133-71, ТУ 14-1-2765-79 |
| Листы и полосы | ГОСТ 103-76 |
| Технические условия и химический состав | ГОСТ 5949-75, ГОСТ 4543-71 |
Химическийсоставв % материала 38Х2МЮА
| Химический элемент | % |
| Алюминий (Al) | 0.7 - 1.1 |
| Кремний (Si), не более | 0.2 - 0.45 |
| Медь (Cu), не более | до 0.3 |
| Марганец (Mn), не более | 0.3 - 0.6 |
| Молибден (Mo) | 0.15 - 0.25 |
| Никель (Ni) | до 0.3 |
| Фосфор (P), не более | до 0.025 |
| Хром (Cr) | 1.35 - 1.65 |
| Сера (S), не более | до 0.025 |
| Углерод (C) | 0.35 - 0.42 |
Механическиесвойствастали 38Х2МЮА
| Сечение, мм | s0,2, МПа | sв, МПа | d5, % | y, % | KCU, Дж/м2 | HB |
| Пруток. Закалка 940 °С, водаилимасло. Отпуск 640 °С, водаилимасло. | ||||||
| 30 | 835 | 980 | 14 | 50 | 88 | |
| Поковки. Закалка. Отпуск. | ||||||
| 100-300 | 590 | 735 | 13 | 40 | 49 | 235-277 |
| Закалка 930-950 °С, маслоиливода. Отпуск 640-680 °С, воздух. | ||||||
| 60 | 880 | 1030 | 18 | 52 | 250-300 | |
| 100 | 730 | 880 | 10 | 45 | 59 | |
| 200 | 590 | 780 | 10 | 45 | 59 | |
| Закалка 950 °С, масло. Отпуск 550 °С, масло | ||||||
| 120 | 780-880 | 930-1030 | 12-15 | 35-45 | 69-98 | 285-302 |
Механическиесвойстваприповышенныхтемпературах
| t отпуска,°С | s0,2, МПа | sв, МПа | d5, % | y, % | KCU, Дж/м2 |
| Пруток. Закалка 930-940 °С,масло. Отпуск 660 °С, 5 часов отпуска. НВ>=255 | |||||
| 20 | 650 | 800 | 17 | 64 | 157 |
| 200 | 580 | 780 | 17 | 56 | 152 |
| 300 | 570 | 810 | 18 | 58 | 127 |
| 400 | 550 | 720 | 20 | 63 | 127 |
| 500 | 420 | 470 | 25 | 81 | 98 |
| 600 | 270 | 300 | 26 | 89 | 98 |
| Образец диаметром 10 мм, длиной 50 мм, прокатанный и отожженный. Скорость деформирования 20 мм/мин. Скорость деформации 0,007 1/с. | |||||
| 800 | 98 | 110 | 66 | 95 | |
| 900 | 66 | 84 | 57 | 97 | |
| 1000 | 39 | 49 | 66 | 98 | |
| 1100 | 22 | 32 | 77 | 100 | |
| 1200 | 15 | 22 | 77 | 100 | |
Механическиесвойствав зависимостиот температурыотпуска
| t отпуска,°С | s0,2, МПа | sв, МПа | d5, % | y, % | KCU, Дж/м2 | HB |
| Закалка 900 °С, масло | ||||||
| 300 | 1660 | 1810 | 8 | 43 | 39 | 550 |
| 400 | 1520 | 1670 | 10 | 39 | 10 | 500 |
| 500 | 1270 | 1420 | 10 | 44 | 29 | 450 |
| 600 | 1080 | 1180 | 12 | 60 | 78 | 370 |
Механическиесвойствавзависимостиотсечения
| Термообработка, состояние поставки | Сечение, мм | s0,2, МПа | sв, МПа | d5, % | y, % | KCU, Дж/м2 | HB |
| Закалка 930-950 °С, масло или вода. Отпуск 640-680 °С, воздух. | |||||||
| 60 | 880 | 1030 | 18 | 52 | 250-300 | ||
| 100 | 730 | 880 | 10 | 45 | 59 | ||
| 200 | 590 | 780 | 10 | 45 | 59 | ||
| Закалка 940 °С, масло. Отпуск 600 °С. | |||||||
|
Место вырезки образца - центр
|
30 | 780 | 910 | 17 | 52 | 115 | |
| Закалка 940 °С, через воду в масло. Отпуск 600 °С | |||||||
| Место вырезки образца - центр | 50 | 830 | 950 | 16 | 50 | 102 | |
| Место вырезки образца - центр | 80 | 830 | 940 | 15 | 50 | 48 | |
| Место вырезки образца - центр | 140 | 780 | 920 | 15 | 48 | 41 | |
| Место вырезки образца - центр | 180 | 710 | 860 | 15 | 47 | 36 | |
| Место вырезки образца - край | 180 | 780 | 930 | 14 | 48 | 39 | |
| Место вырезки образца - центр | 220 | 730 | 880 | 15 | 43 | 35 | |
| Место вырезки образца - край | 220 | 800 | 930 | 16 | 43 | 34 | |
Механическиесвойствапри 20 градС
| Термообработка, состояние поставки | s0,2, МПа | sв, МПа | d5, % | y, % | KCU, Дж/м2 |
| Закалка 930-940 °С, масло. Отпуск 660 °С. | |||||
| Тепловая выдержка 500 °С 5000 ч. | 640 | 800 | 20 | 60 | 152 |
| Тепловая выдержка 550 °С 5000 ч. | 550 | 710 | 23 | 63 | 171 |
Технологическиесвойства
| Температура ковки | Начала 1240, конца 800. Сечения до 50 мм охлаждаются в штабелях на воздухе, 51-100 мм - в ящиках. |
| Свариваемость | не применяется для сварных конструкций. |
| Обрабатываемость резанием | В закаленном и отпущенном состоянии при НВ 240-277 sB = 780 МПа Ku тв.спл. = 0.75, Ku б.ст. = 0.55. |
| Склонность к отпускной способности | не склонна |
| Флокеночувствительность | чувствительна |
Температуракритическихточек
| Критическая точка | Mn | Ar1 | Ar3 | Ac1 | Ac3 |
| °С | 330 | 665 | 740 | 800 | 865 |
Твердость
| Состояние поставки, режим термообработки | НВ | HV |
| Закалка 930-950 С, масло или вода. Отпуск 640-680 С, воздух. Азотирование 520-540 С с печью до 100 С. | 269-300 | 850-1050 |
Пределвыносливости
| s-1, МПа | n | sв, МПа | s0,2, МПа | Термообработка, состояние стали |
| 392-480 | 1Е+7 | 810 | 650 | Закалка 940 С, масло. Отпуск 660 С, 5 ч, воздух. НВ 255 |
| 608-617 | Закалка 940 С, масло. Азотирование 500 С, 48 ч |
| Расстояние от торца, мм / HRC э | |||||||||
| 1.3 | 3 | 6 | 9 | 12 | 18 | 24 | 30 | 36 | 42 |
| 52.0 | 52.0 | 51.5 | 49.5 | 48.5 | 45.5 | 44.0 | 43.5 | 43.5 |
42.5
|
| Критический диаметр в воде, мм | Критический диаметр в масле, мм |
| 70 | 45 |
| Температура испытания, °С | 20 | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 |
| Модуль нормальной упругости, Е, ГПа | 209 | 202 | 194 | 190 | 181 | 174 | 162 | 147 | 137 | |
| Модуль упругости при сдвиге кручением G, ГПа | 82 | 79 | 76 | 75 | 71 | 67 | 62 | 57 | 53 | |
| Коэффициент теплопроводности Вт/(м ·°С) | 33 | 33 | 32 | 31 | 20 | 20 | 28 | 27 | 27 | |
| Температура испытания, °С | 20- 100 | 20- 200 | 20- 300 | 20- 400 | 20- 500 | 20- 600 | 20- 700 | 20- 800 | 20- 900 | 20- 1000 |
| Коэффициент линейного расширения (a, 10-6 1/°С) | 11.5 | 11.8 | 12.7 | 13.4 | 13.9 | 14.7 | 14.9 | 12.3 | ||
| Удельная теплоемкость (С, Дж/(кг · °С)) | 496 | 517 | 533 | 546 | 575 | 609 | 638 | 676 |
Обозначения:
|
Механическиесвойства :
|
||
| sв | - Предел кратковременной прочности , [МПа] | |
| sT | - Предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), [МПа] | |
| d5 | - Относительное удлинение при разрыве , [ % ] | |
| y | - Относительное сужение , [ % ] | |
| KCU | - Ударная вязкость , [ кДж / м2] | |
| HB | - Твердость по Бринеллю , [МПа] | |
|
Физическиесвойства :
|
||
| T | - Температура, при которой получены данные свойства , [Град] | |
| E | - Модуль упругости первого рода , [МПа] | |
| a | - Коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20o - T ) , [1/Град] | |
| l | - Коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала) , [Вт/(м·град)] | |
| r | - Плотность материала , [кг/м3] | |
| C | - Удельная теплоемкость материала (диапазон 20o - T ), [Дж/(кг·град)] | |
| R | - Удельное электросопротивление, [Ом·м] | |
| Свариваемость : | ||
| безограничений | - сварка производится без подогрева и без последующей термообработки | |
| ограниченносвариваемая | - сварка возможна при подогреве до 100-120 град. и последующей термообработке | |
| трудносвариваемая | - для получения качественных сварных соединений требуются дополнительные операции: подогрев до 200-300 град. при сварке, термообработка после сварки - отжиг | |