38хмюа расшифровка стали применение

Металлические изделия с маркировкой 38Х2МЮА обладают уникальными свойствами жаропрочности до 450 градусов. Состав металла включает разные химические элементы, которые указаны в самом названии:

  1. содержание углерода не превышает 0,38%;
  2. наличие хрома в пределах 2%;
  3. объем магния и алюминия не более 1%;
  4. минимальное содержание серы и фосфора не более 0,025%.

К данному виду стали предъявляют жесткие требования на соответствие качества, потому что материал используется в производстве измерительных инструментов и подвергается резанию. Поверхность из стали 38Х2МЮА должна быть гладкой и ровной без изъянов. Именно легированная сталь 38Х2МЮА наиболее всего подходит для азотирования при низких температурах. В процессе азотирования элементы не получают напряжения, которые происходят при закалке, поэтому размеры сохраняются на протяжении определенного периода. Из листового и других видов проката азотированной стали 38Х2МЮА изготавливают инструмент сложной конфигурации, предназначенный для эксплуатации в тяжелых условиях.

Сталь 38х2мюа обладает рядом особенностей:

  • относится к сложнолегированным конструкционным сталям и обрабатывается на высокую прочность;
  • наряду с высоким уровнем прочности требует доработки состава для получения большей плстичности и высокой точности в размерах;
  • для улучшения физических свойств лучше использовать высокотемпературную термомеханическую обработку;
  • по классификации относится к жаропрочным релаксационностойким сталям.

Для улучшения качественных технических параметров применяют обработку под действием высоких температур. В данном процессе совмещают пластическую деформацию и быструю закалку.

Более детально сталь данного типа используется для создания:

  1. штоков клапанов турбин парового типа, функционирующих при температурном режиме до 450 градусов;
  2. гильз цилиндров в двигателях внутреннего сгорания;
  3. игл форсунок, тарелок букс, распылителей;
  4. элементов ракетных и авиационных двигателей;
  5. частей трубопроводов с закалкой в масле или водяном растворе;
  6. азотируемых деталей авиастроения;
  7. цельнокатаных колец различного использования.

Для котельных и отопительных станций сталь маркируется с обозначением 22 К. В других странах существуют аналоги данного типа стали, но с другими маркировочными данными. Сталь для котельных низкоуглеродистая должна быть сварена с использованием флюса АН-8 и проволоки Св10Г2.

По способам свариваемости используют несколько вариантов:

  • без ограничений, когда плавление происходит без подогрева и без окончательной обработки;
  • ограниченно-свариваема: процесс термообработки осуществляется в режиме от 100 до 120 градусов;
  • трудносвариваемая для получения сварных соединений высокого качества, потребуется подогрев до 200-300 градусов при сварке, а затем отжиг.

Сталь 38х2мюа не склонна к отпускной способности.

Азотирование для данного типа стали производят с целью улучшения качественных характеристик центральной части. Также материалов с маркировкой 38х2мюа поддается обезуглероживанию и теплоустойчив до 500 градусов. Взамен азотирования возможно производить нормализацию при температурах от 930 до 950 градусов, а также отпуск от 600 до 650 градусов. Чтобы уменьшить деформацию при азотировании , детали перед окончательной шлифовкой лучше подвергнуть стабилизирующему отпуску при температуре от 630 до 650 градусов с последующим охлаждением в печи до 400 градусов, а затем вынести на воздух. После всех этапов азотирования, материал из стали 38х2мюа получает высокие антикоррозийные свойства, позволяющие находиться в атмосферных условиях, жидкости, водяных парах.

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Сталь марки 38Х2МЮА

Марка: 38Х2МЮА (заменители: 38Х2ЮА, 38ХВФЮ, 20Х3МВФ, 38Х2Ю)
Вид поставки: сортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 4543-71, 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. Полоса: ГОСТ 103-2006. Поковки и кованные заготовки: ГОСТ 1133-71.
Класс: Сталь жаропрочная релаксационностойкая
Использование в промышленности: азотируемые детали: шестерни, валики, пальцы, втулки и т.д., работающие при температурах до 450 град.
Химический состав в % стали 38Х2МЮА
C 0,35 — 0,42
Si 0,2 — 0,45
Mn 0,3 — 0,6
Ni до 0,3
S до 0,025
P до 0,025
Cr 1,35 — 1,65
Mo 0,15 — 0,25
Al 0,7 — 1,1
Cu до 0,3
Fe

Поставщик Ауремо ООО www.auremo.org
Купить: Санкт-Петербург +7(812)680-16-77, Днепр +380(56)790-91-90, info[æ]auremo.org
38Х2МЮА труба, лента, проволока, лист, круг 38Х2МЮА

Зарубежные аналоги марки стали 38Х2МЮА
США Cl.A, J24056, K24065, K24728 Германия 1.8509, 41CrAlMo7
Япония SACM645 Франция 40CAD6-12
Англия 905M39 Евросоюз 41CrAlMo7
Италия 41CrAiMo7 Испания F.174
Китай 38CrMoAl Швеция 2940
Польша 38HMJ Чехия 15340
Юж.Корея SACM645
Свойства и полезная информация:
Удельный вес: 7710 кг/м 3
Температура ковки, °С: начала 1240, конца 800. До 50 мм охлаждение в штабелях на воздухе, 51-100 мм в ящиках.
Термообработка: Закалка 930 — 940 o C, масло, Отпуск 660 o C, 5ч, Охлаждение воздух,
Твердость материала: HB 10 -1 = 229 МПа
Температура критических точек: Ac1 = 800 , Ac3(Acm) = 940 , Ar1 = 730
Обрабатываемость резанием: в закаленном и отпущенном состоянии при HB 240-270 и σв=780 МПа, К υ тв. спл=0,75 и Кυ б.ст=0,55
Свариваемость материала: не применяется для сварных конструкций.
Флокеночувствительность: чувствительна.
Склонность к отпускной хрупкости: не склонна.
Дополнительная информация по марке:
Особенности гидроэрозии стали 38Х2МЮА
Механические свойства стали 38Х2МЮА
ГОСТ Состояние поставки, режим термообработки Сечение, мм σ0,2 (МПа)
σв(МПа) δ5 (%) ψ % KCU (Дж / см 2 ) НВ, не более
ГОСТ 4543-71 Пруток. Закалка 940 °С, вода или масло. Отпуск 640 °С, вода или масло 30 835 980 14 50 88
ГОСТ 8479-70 Поковки. Закалка. Отпуск 100-300 590 735 13 40 49 235-277
Закалка 930-950 °С, масло или вода.
Отпуск 640-680 °С, воздух
60
100
200
880
730
590
1030
880
780
18
10
10
52
45
45

59
59
250-300

Закалка 950 °С, масло.
Отпуск 550 °С, масло
120 780-880 930-1030 12-15 35-45 69-98 285-302
Твердость стали 38Х2МЮА после азотирования
Режим термообработки
HВ (HV)
Закалка 930-950 °С, масло или вода. Отпуск 640-680 °С, воздух.
Азотирование 520-540 °С, с печью до 100 °С
Сердцевины 269-300,
поверхности (850-1050)
Механические свойства стали 38Х2МЮА в зависимости от сечения
Сечение, мм Место вырезки образца σ0,2 (МПа) σв(МПа) δ4 (%) ψ % KCU (Дж / см 2 ) HB
Закалка 930-950 °С, масло или воздух. Отпуск 640-680 °С, воздух
60
100
200


880
730
590
1030
880
780
18
10
10
52
45
45

59
59
250-300

Закалка 940 °С, масло. Отпуск 600 °С
30 Ц 780 910 17 53 115
Закалка 940 °С, через воду в масло. Отпуск 600 °С
50
80
140
180
Механические свойства стали 38Х2МЮА в зависимости от температуры отпуска
Температура отпуска, °С σ0,2 (МПа) σв(МПа) δ5 (%) ψ % KCU (Дж / см 2 ) HB
Закалка 900 °С, масло
300
400
500
600
1660
1520
1270
1080
1810
1670
1420
1180
8
10
10
12
43
39
44
60
39
10
29
78
550
600
450
370
Механические свойства стали 38Х2МЮА при повышенных температурах
Температура испытаний, °С σ0,2 (МПа) σв(МПа) δ5 (%) ψ % KCU (Дж / см 2 )
Пруток. Закалка 930-940 °С, масло. Отпуск 660 °С, 5 часов, воздух. НВ≥255
20
200
300
400
500
600
650
580
570
550
420
270
800
780
810
720
470
300
17
17
18
20
25
26
64
56
58
63
81
89
157
152
127
127
98
98
Образец диаметром 10 мм, длиной 50 мм, прокатанный и отожженный.
Скорость деформирования 20 мм/мин. Скорость деформации 0,007 1/с
800
900
1000
1100
1200
98
66
39
22
15
110
84
49
32
22
66
57
66
77
77
95
97
98
100
100




Механические свойства стали 38Х2МЮА при 20 °С в зависимости от тепловой выдержки
Режимы термообработки
Температура, °С Время выдержки, ч
σ0,2 (МПа)
σв(МПа) δ5 (%) ψ % KCU (Дж / см 2 )
Закалка 930-940 °С, масло.
Отпуск 660 °С
500
550
5000
5000
640
550
800
710
20
23
60
63
152
171
Механические свойства стали 38Х2МЮА при испытании на длительнуя прочность
Предел ползучести, МПа
Скорость ползучести, %/ч Теспература, °С
196
82
14
1/1000000
1/1000000
1/1000000
450
500
550
Предел выносливости стали 38Х2МЮА
σ-1, МПА
n Термообработка
392-480
608-617
10 7
Закалка 940 °C, масло. Отпуск 660 °C, 5 ч, воздух. σ0,2=650 МПа, σв=810 МПа, НВ 255
Закалка 940 °C, масло. Азотирование 500 °C, 48 ч
Прокаливаемость стали 38Х2МЮА
Расстояние от торца, мм Примечание
1,5 3 6 9 12 18 24 30 36 42 Закалка 870 °С
52 52 51,5 49,5 48,5 45,5 44 43,5 43,5 42,5 Твердость для полос прокаливаемости, HRC
Критический диаметр в воде Критический диаметр в масле
70 45
Физические свойства стали 38Х2МЮА
T (Град) E 10 — 5 (МПа) a 10 6 (1/Град) l (Вт/(м·град)) r (кг/м 3 ) C (Дж/(кг·град)) R 10 9 (Ом·м)
20 2.09 33 7710
100 2.02 11.5 33 496
200 1.94 11.8 32 517
300 1.9 12.7 31 533
400 1.81 13.4 20 546
500 1.74 13.9 20 575
600 1.62 14.7 28 609
700 1.47 14.9 27 638
800 1.37 27 676

Расшифровка марки металла 38Х2МЮА: означает, что в стали содержится 0,38% углерода, Х2 — что содержится до 2% хрома, а что количество магния и алюминия не превышает 1%, буква А в конце свидетельствует о качестве стали и минимальном содержании вредной серы и фосфора не более 0,025% каждого.

Применение для изготовления инструмента: измерительные инструменты изготовляются из высокоуглеродистых сталей У10А, У12А; легированных сталей ХГ, ХВГ, 9ХВГ, Х12, Х12М, ШХ15, 9ХС, Х09, 35ХЮА, 38Х2МЮА, (стали 35ХЮА и 38Х2МЮА применяются для азотируемого инструмента) и малоуглеродистых сталей (для цементации) 10, 15, 20, 15Х, 15ХГ, 20Х, Ст2, Ст3.

Основные требования, предъявляемые к сталям, предназначенным для изготовления измерительного инструмента, следующие: сталь должна быть износоустойчивой, хорошо обрабатываться резанием (получение чистой поверхности), должна обладать наименьшей деформацией при закалке.

Этим требованиям лучше других удовлетворяют легированные стали, такие как 38Х2МЮА.

Азотированные стали обладают весьма высокой твёрдостью (до Rc = 68). В связи с тем, что азотирование происходит при низких температурах, изделия не получают напряжений,обычных при закалке, что является основой для дальнейшего сохранения размеров. Поэтому из азотируемых сталей изготовляют инструмент наиболее сложной конфигурации и работающий в тяжёлых условиях.

Особенности стали 38Х2МЮА: ответственные нагруженные детали прецизионных машин и приборов изготовляют из сложнолегированных конструкционных сталей, например 40ХН2СВА, 38ХМЮА (старое название, новое название марки 38Х2МЮА) и т. п., обработанных на высокую прочность (σ0,2 = 150-170 кгс/мм 2 , σв = 170-190 кгс/мм 2 ). Однако достигаемый комплекс свойств не всегда удовлетворяет предъявляемым требованиям. Актуальной задачей является повышение прочностных свойств в сочетании с необходимым запасом пластичности и высокой размерной стабильностью.

Для этого целесообразно использовать высокотемпературную термомеханическую обработку или кратко (ВТМО). ВТМО заключается в совмещении пластической деформации, проводимой выше температуры рекристаллизации в области существования стабильного аустенита, с немедленной закалкой. ВТМО конструкционных легированных сталей приводит к повышению прочностных свойств и пластичности, увеличивает сопротивление усталости, уменьшает склонность к обратимой и необратимой отпускной хрупкости, повышает длительную прочность. Вследствие протекания возврата и даже начальных стадий рекристаллизации в процессе высокотемпературной деформации, а также наследования мартенситом дислокационной структуры аустенита образующаяся при ВТМО субструктура характеризуется повышенной механической и термической устойчивостью. Это позволяет сохранить эффект обработки после высокотемпературного отпуска и повторной закалки.

Такая структура должна обеспечивать высокое сопротивление стали микропластическим деформациям при комнатной и повышенной температурах. В связи с этим, была исследована возможность использования ВТМО для повышения сопротивления микропластическим деформациям легированных конструкционных сталей.

Для исследования выбраны стали 40ХН2СВА и 38ХМЮА, применяемые для ответственных деталей машин и приборов. ВТМО производили посредством осадки на 50% отрезанных от прутка заготовок и их закалки в масле. Предварительно заготовки перековывали с перепутыванием волокна с целью устранения текстуры. Заготовки перед деформацией нагревали до 950° С, температура окончания деформации составляла 880-900° С. Заготовки, не подвергавшиеся деформации, закаливали с оптимальной для этих сталей температуры 920° С. После отпуска при различных температурах электроискровым методом вырезали заготовки образцов таким образом, чтобы исключить влияние зон затрудненной деформации. Предел упругости и механические свойства определяли при растяжении, релаксационные испытания проводили при изгибе на кольцевых образцах.

По сравнению с закалкой и аналогичным отпуском предел упругости после ВТМО повышается на 20-30%, пределы прочности и текучести — соответственно на 7-10 и 11-13%. В процессе отпуска предел упругости возрастает, достигая максимального значения при 300- 350° С, что связано с рассмотренными выше процессами стабилизации тонкой структуры стали. Увеличение температуры отпуска до 300-400° С приводит к значительному понижению прочностных свойств, в то время как предел упругости стали мало изменяется. После отпуска при 500° С прочностные свойства стали, подвергнутой ВТМО и обычной закалке, различаются незначительно, однако различие в величине предела упругости составляет -10%. Это указывает на относительно высокую устойчивость образующейся в результате ВТМО тонкой структуры. По сравнению с обычной закалкой ВТМО практически не влияет на твердость стали. После ВТМО пластичность стали существенно возрастает.

Результаты релаксационных испытаний при нагрузках, составляющих 0,4 σ0,2, для сталей после закалки и отпуска представлены.

Релаксационная стойкость стали после ВТМО выше, чем после обычной закалки и аналогичного отпуска. Однако этот эффект связан с возрастанием релаксационной стойкости лишь в первоначальный период испытаний. После всех режимов отпуска относительное падение напряжений за 150 ч испытаний примерно в 1,5 раза меньше для образцов, подвергнутых ВТМО.

Скорость релаксации напряжений во втором периоде можно оценивать по тангенсу угла а наклона прямолинейного участка кривой In о — t к оси абсцисс. В образцах после ВТМО падение напряжений на 7-18% больше в сравнении с образцами после обычной закалки.

Таким образом, оказывая благоприятное влияние на повышение сопротивления стали микропластическим деформациям при кратковременном нагружении и прочностные свойства, ВТМО не имеет существенных преимуществ перед обычной закалкой в отношении повышения сопротивления стали микропластическим деформациям при длительных испытаниях в условиях релаксации напряжений.

Рассмотрим полученные экспериментальные данные, исходя из известных представлений о структурных изменениях в стали при ВТМО.

Высокотемпературная деформация аустенита при ВТМО приводит к повышению плотности дефектов в аустените и созданию устойчивых конфигураций дислокаций в связи с процессами полигонизации и начальных стадий рекристаллизации аустенита. В результате «наследования» мартенситом дислокационной структуры аустенита при ВТМО образуется относительно стабильная фрагментированная структура мартенсита с повышенной плотностью дефектов. Повышение стабильности структуры при ВТМО также связано с уменьшением степени пересыщенности мартенсита углеродом (по-видимому, благодаря образованию сегрегаций на дислокациях).

Очевидно, указанные изменения структуры, наряду с дополнительными эффектами ВТМО (измельчением зерна, образованием дисперсных карбидов и др.), должны оказывать благоприятное влияние на характеристики сопротивления стали микропластическим деформациям при кратковременном и длительном нагружениях. В связи с этим полученные эффекты повышения предела упругости и релаксационной стойкости в начальный период релаксации после ВТМО исследованных сталей вполне закономерны. Однако в условиях длительных релаксационных испытаний при 150° С проявляется нестабильность структуры, связанная с более высокой плотностью дефектов (или с более высоким запасом свободной энергии) после ВТМО в сравнении с обычной закалкой. По-видимому, отдельные дислокационные группы, образовавшиеся в результате ВТМО и являющиеся стабильными при кратковременных испытаниях, в условиях длительных испытаний под совместным воздействием температуры, напряжений и термических флуктуаций становятся относительно нестабильными. Поэтому во времени могут проходить процессы их перераспределения в направлении более устойчивых образований, что приводит к понижению релаксационной стойкости во втором периоде испытаний. После отпуска при 500° С и выше не наблюдается понижения релаксационной стойкости стали во втором периоде испытаний. Однако при этом значительно понижаются их прочностные свойства и предел упругости.

Из изложенного следует, что практическое использование благоприятного влияния высокотемпературной термомеханической обработки на сопротивление микропластическим деформациям конструкционной легированной стали, обработанной на высокую прочность, целесообразно для изделий с относительно небольшим ресурсом работы (порядка 150-300 ч).

Краткие обозначения:
σв — временное сопротивление разрыву (предел прочности при растяжении), МПа ε — относительная осадка при появлении первой трещины, %
σ0,05 — предел упругости, МПа Jк — предел прочности при кручении, максимальное касательное напряжение, МПа
σ0,2 — предел текучести условный, МПа σизг — предел прочности при изгибе, МПа
δ5,δ4,δ10 — относительное удлинение после разрыва, % σ-1 — предел выносливости при испытании на изгиб с симметричным циклом нагружения, МПа
σсж0,05 и σсж — предел текучести при сжатии, МПа J-1 — предел выносливости при испытание на кручение с симметричным циклом нагружения, МПа
ν — относительный сдвиг, % n — количество циклов нагружения
s в — предел кратковременной прочности, МПа R и ρ — удельное электросопротивление, Ом·м
ψ — относительное сужение, % E — модуль упругости нормальный, ГПа
KCU и KCV — ударная вязкость, определенная на образце с концентраторами соответственно вида U и V, Дж/см 2 T — температура, при которой получены свойства, Град
s T — предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), МПа l и λ — коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала), Вт/(м·°С)
HB — твердость по Бринеллю C — удельная теплоемкость материала (диапазон 20 o — T ), [Дж/(кг·град)]
HV — твердость по Виккерсу pn и r — плотность кг/м 3
HRCэ — твердость по Роквеллу, шкала С а — коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20 o — T ), 1/°С
HRB — твердость по Роквеллу, шкала В σ t Т — предел длительной прочности, МПа
HSD — твердость по Шору G — модуль упругости при сдвиге кручением, ГПа

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _