Сталь 18Х2Н4МА (18Х2Н4ВА) - конструкционная легированная

  Назад     Далее

 

 

Назначение легированной стали 18Х2Н4МА (18Х2Н4ВА)
Коленчатые валы, шестерни, валы-шестерни и другие крупные особо ответственные тяжело нагруженные детали, к которым предъявляются требования высокой прочности, вязкости, износостойкости, подвергающиеся высоким вибрационным и динамическим нагрузкам. Сталь может применяться для деталей, работающих при температуре от -70 до +450°С.
Вид поставки (Металлопрокат)
Сортовой прокат - ГОСТ 4543-71
Поковки - ГОСТ 8479-70
Массовая доля элементов в стали 18Х2Н4МА (18Х2Н4ВА), %, по ГОСТ 4543-71
C Si Mn S P Cr Ni Cu Mo
0,14-0,20 0,17-0,37 0,25-0,55 ≤0,025 ≤0,025 1,35-1,65 4,0-4,4 ≤0,3 0,3-0,4
Температура критических точек, ºС
Ac1 Ac3 Ar1 Ar3
700 810 350 400
Механические свойства при комнатной температуре
ГОСТ Режим термообработки Сечение, мм σ0,2
Н/мм2
σв
Н/мм2
δ,
%
Ψ, % KCU,
Дж/см2 
HB
Операция t, ºC Охлаждающая
среда
не менее
4543-71 Отжиг или отпуск - - >5 Не определяются ≤269
Закалка I
935-965 Воздух ≤80 835 1130 12 50 98 -
Закалка II 845-875 Воздух 81-150 10 45 88 -
Отпуск 170-230 Воздух или масло >150 9 40 83 -
Отпуск 500-600 Воздух или масло 15 785 1030 12 50 118 
8479-70 Закалка
Отпуск
860-880
525-575
Масло
Воздух
≤100 785 930 12 40 59 293-331
101-300 735 880 12 35 49 277-321
301-500 685 835 11 33 39 262-311
Предел
выносливости
Н/мм2
Термообработка Ударная вязкость,
KCU, Дж/см2,  при t, ºС
Термообработка
σ-1 τ-1 N +20 0 -20 -40 -60
540 - 5·106 Закалка 850°С, масло. 
Отпуск 180°С. 
σ0,2 = 1070 Н/мм2
σв = 1360 Н/мм2.
143 -

134 130 - Закалка 850°С, воздух.
Отпуск 170°С, воздух.
475 - 5·106  Закалка 850°С, масло. 
Отпуск 400°С. 
σ0,2 = 1140 Н/мм2
σв = 1220 Н/мм2.
540 228 5·106 σв = 1270 Н/мм2.
470 226 5·106  σв = 910 Н/мм2. 108 - - 88 - Закалка 880°С, масло.
Отпуск 560°С. 
σв = 1310 Н/мм2.
696 - -  σ0,2 = 1110 Н/мм2
σв = 1230 Н/мм2.
383 HB.
774 - -  σ0,2 = 1180 Н/мм2
σв = 1300 Н/мм2.
404 HB.
Технологические характеристики стали
Ковка Охлаждение поковок, изготовленных
Вид полуфабриката Температурный
интервал ковки, ºС
из слитков из заготовок
Размер сечения, мм Условия охлаждения Размер сечения, мм Условия охлаждения
Слиток 1200-800 ≤300 Отжиг низкотемпературный,
одно переохлаждение
≤350 В яме
Заготовка 1200-800
 Свариваемость  Обрабатываемость резанием  Флокеночувствительность

Ограниченно свариваемая.
Способ сварки: РД, РАД, АФ и ЭШ.
Необходимы подогрев и последующая
термообработка.

В состоянии после закалки и отпуска
при 277-321 HB и σв = 880 Н/мм2.
Kv=0,7 (твердый сплав)
Kv=0,6 (быстрорежущая сталь)
Сильно чувствительна
Склонность к отпускной хрупкости
Не склонна
 
 
Условные обозначения и сокращения
σв Временное сопротивление (предел прочности при разрыве); Мк   Температура начала мартенситного превращения;
σвс  Предел прочности при сжатии; G  Модуль сдвига;
σи
 Предел прочности при изгибе; v  Коэффициент Пуассона;
τпч  Предел прочности при кручении; γ  Плотность;
σт  Предел прочности физический (нижний предел текучести); C  Удельная теплоемкость;
σ0,05  Условный предел упругости с допуском на остаточную деформацию 0,05%; λ  Теплопроводность;
σ0,2  Предел текучести условный с допуском на величину пластической деформации при нагружении 0,2%; α  Коэффициент линейного расширения;
δр  Относительное равномерное удлинение; H  Напряженность магнитного поля;
δ  Относительное удлинение после разрыва; μ  Магнитная проницаемость;
ψ  Относительное сужение после разрыва; B  Магнитная индукция;
KCU  Ударная вязкость, определенная на образцах с концентратором вида U; Bs  Индукция насыщения;
KCV  Ударная вязкость, определенная на образцах с концентратором вида V; ΔB  Разброс магнитной индукции вдоль и поперек направления прокатки;
Tk  Критическая температура хрупкости; PB,v0  Удельные магнитные потери при частоте тока v0 и индукции B;
HB  Твердость по Бринеллю; Hc  Коэрцитивная сила;
d10  Диаметр отпечатка по Бринеллю при диаметре шарика 10 мм и испытательной нагрузке 2943 Н; ρ  Удельное электросопротивление;
HRA  Твердость по Роквеллу (шкала А, конусный наконечник с общей нагрузкой 588,4 Н); Kp  Красностойкость;
HRB  Твердость по Роквеллу (шкала В, сферический наконечник с общей нагрузкой 980,7 Н);  tлик  Температура полного расплавления металла;
HRC  Твердость по Роквеллу (шкала С, конусный наконечник с общей нагрузкой 1471 Н);  tсол  Температура начала плавления металла;
HV  Твердость по Виккерсу при нагрузке 294,2 Н и времени выдержки 10-15 с; d0  Начальный диаметр образца;
HSD  Твердость по Шору; l0  Длина расчетной части образца;
Тз  Заданный ресурс; V  Скорость деформирования образца;
σ tдп,Тз  Условный предел длительной прочности (величина напряжений, вызывающая разрушение при температуре t и заданном ресурсе); è
 Скорость деформации образца;
σ-1  Предел выносливости при симметричном цикле (растяжение-сжатие); a  Толщина образца при испытании листов на изгиб;
τ-1
 Предел выносливости при симметричном цикле (кручение); d  Толщина оправки при испытании листов на изгиб;
σа  Наибольшее положительное значение переменной составляющей цикла напряжений; S  Толщина стенки;
Δε  Размах упруго-пластической деформации цикла при испытании на термическую усталость; Cl'  Хлор-ион;
N  Число циклов напряжений или деформаций, выдержанных нагруженным объектом до образования усталостной трещины определенной протяженности или до усталостного разрушения; F'  Фтор-ион;
σ0  Начальное нормальное напряжение при релаксации; Σ  Коэффициент износостойкости при абразивном износе;
στ
 Остаточное нормальное напряжение при релаксации; Σr  Коэффициент износостойкости при гидроабразивном износе;
K1c  Коэффициент интенсивности напряжений; v  Скорость резания;
Ac1  Температура начала α—>γ превращения при нагреве (нижняя критическая точка); Kv  Коэффициент относительной обрабатываемости;
Ac3
 Температура конца α—>γ превращения при нагреве (верхняя критическая точка); T  Время;
Ar1
 Температура конца γ—>α превращения при охлаждении (нижняя критическая точка); t  Температура;
Ar3
 Температура начала γ—>α превращения при охлаждении (верхняя критическая точка); tотп  Температура отпуска;
 Температура начала мартенситного превращения; tисп  Температура испытания;
РД  Ручная дуговая сварка покрытыми электродами; РАД  Ручная аргонодуговая сварка неплавящимся электродом;
МП  Механизированная сварка плавящимся электродом в среде углекислого газа; АФ  Автоматическая сварка под флюсом;
ЭШ  Электрошлаковая сварка; ЭЛ  Электронолучевая сварка;
КТ  Контактная сварка; Kv  Коэффициент относительной обрабатываемости стали.
1) Для условий точения твердосплавными резцами Kv=v60/145, где v60 - скорость резания, соотвествующая 60-ти минутной стойкости резцов при точении данного материала, м/мин; 145 - значение скорости резания при 60-ти минутной стойкости резцов при точении эталонной стали марки 45.
2) Для условий точения резцами из быстрорежущей стали Kv=v60/70, где 70 - значение скорости резания при 60-ти минутной стойкости быстрорежущих резцов при точении эталонной стали марки 45.