Характеристика
материала. Сталь 18Х2Н4МА.
Марка
|
Сталь
18Х2Н4МА
|
Классификация
|
Сталь конструкционная легированная хромоникельмолибденовая
|
Заменитель
|
Сталь 20Х2Н4А,
Сталь 15Х2ГН2ТРА
|
Прочие
обозначения
|
Сталь 18Х2Н4МА; ст.18Х2Н4МА; 18Х2Н4МА, 18X2H4MA
|
Иностранные
аналоги
|
Германия (DIN,WNr) 1.6657, 14NiCrMo134, GX19NiCrMo4, X19NiCrMo4; Япония (JIS) SNCM815; Англия (BS) 832M13, 835M15; Испания (UNE) 14NiCrMo131; Болгария (BDS) 18Ch2N4MA; Польша (PN) 18H2N4WA; Чехия (CSN) 16720; Австрия (ONORM) BOHLERM130
|
Общая
характеристика
|
Высококачественная хромоникельмолибденовая сталь. Улучшаемая цементируемая маара стали
|
Применение
|
Сталь 18Х2Н4МА применяется: для изготовления ответственных деталей, к которым предъявляются требования высокой прочности, вязкости и износостойкости, а также для деталей, которые подвергаются высоким вибрационным и динамическим нагрузкам после проведения цементации и улучшения; деталей трубопроводов с закалкой в масло и отпуском в масло или на воздухе; бесшовных труб для авиационной техники; клапанов впуска, болтов, шпилек и других ответственных деталей, работающих в коррозионной среде при повышенных температурах (+300-400 °С). Сталь может применяться при температуре от -70 °С до +450 °С.
|
Вид поставки
|
Сортовой и фасонный прокат
|
ГОСТ 1133-71, ГОСТ 8319.0-75, ГОСТ
2590-2006, ГОСТ
2591-2006, ГОСТ
2879-2006
|
Листы и полосы
|
ГОСТ 103-2006
|
Сортовой и фасонный прокат
|
ГОСТ 1051-73, ГОСТ 4543-71, ГОСТ
7417-75, ГОСТ
8559-75, ГОСТ 8560-78, ГОСТ 10702-78, ГОСТ
10702-78, ГОСТ
14955-77, ТУ 14-1-2118-77, ТУ 14-1-2591-79, ТУ 14-1-950-86, ТУ 14-11-245-88, ТУ 14-1-1271-75, ТУ 14-1-1971-76, ТУ 14-136-367-2008
|
Трубы стальные и соединительные части к ним
|
ТУ 14-3-367-75, ТУ 14-3-572-77
|
Обработка металлов давлением. Поковки
|
ГОСТ 8479-70, ТУ 24-00.13.034-89, СТ ЦКБА 010-2004
|
Классификация, номенклатура и общие нормы
|
ОСТ 1 90005-91, ГОСТ 4543-71
|
Болванки. Заготовки. Слябы
|
ОСТ 3-1686-90, ТУ 14-1-1265-75, ТУ 14-1-4944-90, ТУ 1-92-156-90
|
Краткая характеристика.
Сталь 18X2H4MA относится к классу высококачественных легированных конструкционных сталей. Одной из основных сфер применения этой марки является производство деталей машиностроения для которых характерны свойства большой износостойкости, жесткости в сочетании с высокой стойкостью к динамическим и вибрационным нагрузкам, что достигается путем цементации.
Цементацией (науглероживанием) называется химико-термическая обработка, заключающаяся в диффузионном насыщении поверхностного слоя стали углеродом при нагреве в науглероживающей среде (карбюризаторе). Окончательные свойства цементированных изделий приобретают после закалки и низкого отпуска. Назначение цементации и последующей термической обработки - придать поверхностному слою высокую твердость и износостойкость, повысить предел контактной выносливости и предел выносливости при изгибе при сохранении вязкой сердцевины.
Цементация широко применяется для упрочнения среднеразмерных зубчатых колес, валов коробки передач автомобилей, отдельных деталей рулевого управления, валов быстроходных станков, шпинделей и многих других деталей машин. На цементацию детали поступают после механической обработки с припуском на грубое и окончательное шлифование 0,05-0,010 мм. Во многих случаях цементации подвергается только часть детали, тогда участки, не подлежащие упрочнению, покрывают тонким слоем малопористой меди (0,02-0,04 мм), которую наносят электролитическим способом, или изолируют специальными обмазками, состоящими из смеси огнеупорной глины, песка и асбеста, замешанных на жидком стекле. Для обеспечения стабильности и качества рекомендуют детали перед цементацией подвергнуть промывке в 3 - 5% содовом растворе.
Для цементируемых изделий применяют низкоуглеродистые (0,1-0,25% С) стали. После цементации, закалки и низкого отпуска этих сталей цементированный слой должен иметь твердость HRС 58-62, а сердцевина HRC 20-40. Сердцевина цементируемых сталей должна иметь высокие механические свойства, особенно повышенный предел текучести, кроме того, она должна быть наследственно мелкозернистой.
Для деталей ответственного назначения, испытывающих в эксплуатации значительные динамические нагрузки, применяют хромоникельмолибденовые (такие как: 12ХН3А, 20ХН3А
) и более сложнолегированные высококачественные стали, типичным образцом таких марок является сталь 18Х2Н4МА.
Одновременное легирование хромом и никелем повышает прочность, пластичность и вязкость сердцевины. Никель, кроме того, повышает прочность и вязкость цементированного слоя. Молибден (Mo) вводится в высококачественную сталь 18X2H4MA сталь для увеличения её вязкости и повышения прокаливаемости
Хромоникельмолибденовые стали малочувствительны к перегреву при длительной цементации и не склонны к пересыщению поверхностных слоев углеродом. Большая устойчивость переохлажденного аустенита в области перлитного и промежуточного превращений обеспечивает высокую прокаливаемость хромоникельмолибденовой конструкционной стали.
Химический состав в % материала 18Х2Н4МА.
Химический элемент
|
По ГОСТ 4543-71, в %
|
По ТУ 14-1-950-86 , в %
|
Углерод (С)
|
0,14 - 0,20
|
0,14 - 0,20
|
Кремний (Si)
|
0,17 - 0,37
|
0,17 - 0,37
|
Медь (Cu), не более
|
0,3
|
0,25
|
Молибден (Mo)
|
0,3 - 0,4
|
0,3 - 0,4
|
Марганец (Mn)
|
0,25 - 0,55
|
0,25 - 0,55
|
Никель (Ni)
|
4,00 - 4,40
|
4,00 - 4,40
|
Фосфор (P), не более
|
0,025
|
0,025
|
Хром (Cr)
|
1,35 - 1,65
|
1,35 - 1,65
|
Сера (S), не более
|
0,025
|
0,025
|
Ванадий (V), не более
|
0,05
|
0,05
|
Вольфран (W), не более
|
-
|
0,2
|
Титан (Ti), не более
|
0,06
|
0,03
|
Железо (Fe)
|
основа
|
основа
|
По ГОСТ 4543-71 регламентировано содержание в особовысококачественной стали: P≤0,025%; S≤0,015%; Сu≤0,25%. При замене легирующего Mo на W сталь имеет обозначение 18Х2Н4ВА
Температура критических точек стали 18Х2Н4МА
Критическая точка
|
Mn
|
Ar1
|
Ar3
|
Ac1
|
Ac3
|
°С
|
336
|
350
|
400
|
700
|
810
|
Механические свойства стали 18Х2Н4МА при температуре
200С
Состояние поставки
|
t отпуска (°C)
|
σ0,2, МПа
|
σB, МПа
|
δ5, %
|
ψ, %
|
KCU, Дж/м2
|
HB
|
HRC
|
Градация показателей свойств готовых термообработанных деталей по ОСТ
1 90005-91
|
|
|
|
≥1040-1270
|
|
|
|
302-363
|
33,0-39,0
|
|
|
|
|
|
|
|
321-415
|
31,0-43,5
|
Заготовки деталей трубопроводной арматуры. Закалка в масло в масло от
845-875 °C (выдержка 2,5-4,5 часа в зависимости от толщины и массы заготовки)
с последующим отпуском в масле или на воздухе
|
max 200
|
620-650
|
640-735
|
≥835
|
≥13
|
≥50
|
≥882
|
≥248-293
|
|
Поковки. Отжиг при 890-910 °С, охлаждение с печью
|
100-300
|
|
≥390
|
≥620
|
≥10
|
≥25
|
|
≥265
|
|
Сортовой прокат. Цементация при 920-950 °С + нормализация при 900-950
°С, охлаждение на воздухе + закалка в масло с 900-950 °С + двойной отпуск при
630-650 °С, охлаждение на воздухе
|
60-80
|
|
≥1270
|
≥1370
|
≥12
|
|
≥863
|
321-400
|
≥57
|
Механические свойства марки 18X2H4MA в
зависимости от сечения проката круглого сечения
Состояние поставки
|
Сечение (мм)
|
σ0,2, МПа
|
σB, МПа
|
δ5, %
|
ψ, %
|
HRC
|
Закалка в воде с 860
°С + отпуск при 200 °С (указано место вырезки образца)
|
1/2R
|
60-80
|
≥1250
|
≥1390
|
≥12
|
≥45
|
≥45
|
1/2R
|
80-100
|
≥1210
|
≥1360
|
≥13
|
≥57
|
≥44
|
1/3R
|
100-120
|
≥1240
|
≥1340
|
≥12
|
≥42
|
≥41
|
центр
|
25-40
|
≥1220
|
≥1420
|
≥13
|
≥66
|
≥45
|
центр
|
40-60
|
≥1280
|
≥1420
|
≥13
|
≥61
|
≥45
|
Закалка в масле с 860
°С + отпуск при 200 °С (указано место вырезки образца)
|
1/2R
|
60-80
|
≥1130
|
≥1250
|
≥12
|
≥54
|
≥42
|
1/2R
|
80-100
|
≥1100
|
≥1230
|
≥15
|
≥63
|
≥40
|
1/3R
|
100-120
|
≥1090
|
≥1220
|
≥13
|
≥60
|
≥41
|
центр
|
25-40
|
≥1070
|
≥1300
|
≥14
|
≥69
|
≥43
|
центр
|
40-60
|
≥1110
|
≥1250
|
≥15
|
≥62
|
≥41
|
Механические свойства поковок марки 18X2H4MA в зависимости от сечения и режима термической обработки
Состояние поставки
|
Сечение (мм)
|
σ0,2, МПа
|
σB, МПа
|
δ5, %
|
ψ, %
|
HB
|
Поковки. Закалка +
Отпуск
|
КП 685
|
300-500
|
≥685
|
≥835
|
≥11
|
≥33
|
262-311
|
КП 735
|
100-300
|
≥735
|
≥880
|
≥12
|
≥35
|
277-321
|
КП 785
|
≤100
|
≥785
|
≥930
|
≥12
|
≥40
|
293-331
|
Механические свойства стали 18Х2Н4MA
в зависимости от температуры отпуска
t отпуска,°С
|
σ0,2, МПа
|
σB, МПа
|
δ5, %
|
ψ, %
|
KCU, Дж/м2
|
HB
|
Закалка в масло с 850 °С +
отпуск
|
200
|
≥1170
|
≥1470
|
≥12
|
≥64
|
≥1118
|
|
300
|
≥1140
|
≥1390
|
≥12
|
≥64
|
≥961
|
|
400
|
≥1040
|
≥1280
|
≥12
|
≥63
|
≥844
|
|
500
|
≥950
|
≥1180
|
≥13
|
≥66
|
≥903
|
|
600
|
≥710
|
≥940
|
≥19
|
≥73
|
≥1795
|
|
Прутки и полосы г/к и кованые. Закалка на воздухе с
850-870 °C + Отпуск, охлаждение на воздухе
|
525-575
|
≥785
|
≥1030
|
≥12
|
≥50
|
≥1180
|
321-376
|
150-170
|
≥835
|
≥1130
|
≥11
|
≥50
|
≥981
|
331-388
|
Прутки и полосы г/к и кованые. Прутки и полосы г/к и
кованые. Закалка на воздухе с 940-960 °C + Вторая закалка на воздухе с
850-870 °C + Отпуск, охлаждение на воздухе
|
150-170
|
≥835
|
≥1130
|
≥11
|
≥50
|
≥981
|
341-388
|
Механические свойства стали 18X2H4MA
при повышенных температурах
t отпуска,°С
|
σ0,2, МПа
|
σB, МПа
|
δ5, %
|
ψ, %
|
Закалка в масле с 880 °С + отпуск при 560 °С
|
20
|
≥1090
|
≥1240
|
≥12
|
≥61
|
200
|
≥1060
|
≥1190
|
≥12
|
≥60
|
300
|
≥1050
|
≥1200
|
≥14
|
≥64
|
400
|
≥960
|
≥1060
|
≥14
|
≥69
|
500
|
≥810
|
≥880
|
≥14
|
≥70
|
550
|
≥710
|
≥750
|
≥16
|
≥73
|
Образец диаметром 6 мм, длиной 30 мм, прокатанный.
Скорость деформирования 16 мм/мин. Скорость деформации 0,009 1/с.
|
700
|
≥225
|
≥265
|
≥31
|
≥69
|
800
|
≥73
|
≥130
|
≥35
|
≥34
|
900
|
≥55
|
≥79
|
≥22
|
≥23
|
1000
|
≥41
|
≥55
|
≥31
|
≥36
|
1100
|
≥24
|
≥36
|
≥63
|
≥100
|
1200
|
≥20
|
≥25
|
≥46
|
≥100
|
Технологические свойства
стали
18Х2Н4МА
Температура ковки
|
Начала - 1200 °C, конца -
800 °C. Охлаждение медленное до 150 °C с последующим высоким отпуском не
позднее 4-6 ч.
|
Свариваемость
|
Трудносвариваемая. Способы
сварки: РДС, АДС под флюсом, ЭШС. Необходимы подогрев и последующая
термообработка.
|
Обрабатываемость резанием
|
При НВ 277-321 σB,
МПа =880 МПа Kn тв.спл.=0,72 Kn б.ст.=0,63.
|
Склонность к отпускной
способности
|
Не склонна.
|
Флокеночувствительность
|
Чувствительна.
|
Ударная вязкость
стали
KCU, Дж/см2 стали 18Х2Н4МА
Состояние поставки, термообработка
|
+20
|
-20
|
-40
|
-60
|
Пруток сечением
10 мм. Закалка 850 С, масло. Отпуск
200 С, 1 ч. HRCэ 37
|
1403
|
1315
|
1275
|
1118
|
Пруток сечением
10 мм. Газовая цементация 910 С, 3 ч. Закалка
810 С, масло. Отпуск 200 С, 1 ч. HRCэ 58.
|
1060
|
|
863
|
|
Предел выносливости стали 18Х2Н4МА
Термообработка, состояниестали
|
σ-1, МПа
|
t-1, МПа
|
n
|
σB, МПа
|
σ0,2, МПа
|
Закалка в масло с 850 °C + отпуск при 180 °C
|
540
|
|
5Е+6
|
1360
|
1070
|
Закалка в масло с 850 °C + отпуск при 400 °C
|
475
|
|
5Е+6
|
1220
|
1140
|
|
540
|
228
|
5Е+6
|
1270
|
|
|
470
|
226
|
5Е+6
|
910
|
|
НВ 383
|
696
|
|
|
1230
|
1110
|
НВ 404
|
774
|
|
|
1300
|
1180
|
Прокаливаемость стали
18Х2Н4MA по
ГОСТ 4543-71
Расстояние от торца, мм
|
1.5
|
9
|
11
|
15
|
20
|
25
|
30
|
40
|
50
|
Твёрдость HRCэ
|
40.5-48.5
|
40.5-48.5
|
39.5-47.5
|
39.5-47.5
|
38.5-46.5
|
37.5-46.5
|
36.5-45.5
|
35-45.5
|
32-44.5
|
Физические свойства
стали
18Х2Н4МА
Температура испытания,°С
|
0
|
20
|
100
|
200
|
300
|
400
|
500
|
600
|
700
|
800
|
Модуль нормальной упругости, Е, ГПа
|
200
|
200
|
165
|
141
|
|
|
|
|
|
|
Плотность стали, pn, кг/см3
|
7950
|
7950
|
7930
|
7900
|
7860
|
7830
|
7800
|
7760
|
|
|
Коэффициент теплопроводности Вт/(м ·°С)
|
|
|
36
|
36
|
35
|
35
|
34
|
33
|
32
|
30
|
Коэффициент линейного расширения
(a, 10-6 1/°С)
|
|
|
11,7
|
12,2
|
12,7
|
13,1
|
13,5
|
13,5
|
|
13,9
|
Обозначения:
Механические свойства :
|
sв
|
- Предел кратковременной прочности (временное сопротивление разрыву, предел прочности при растяжении), [МПа]
|
sT
|
- Предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), [МПа]
|
σ0,05
|
- предел упругости, МПа
|
σ0,2
|
- предел текучести условный, МПа
|
σсж0,05
и σсж
|
- предел текучести при сжатии, МПа
|
ν
|
- относительный сдвиг, %
|
d5
|
- Относительное удлинение при(после) разрыве(а) , [ % ]
|
y
|
- Относительное сужение , [ % ]
|
KCU
|
- ударная вязкость, определенная на образце с концентраторами вида U, [ кДж / м2]
|
KCV
|
- ударная вязкость, определенная на образце с концентраторами V, [ кДж / м2]
|
HB
|
- Твердость по Бринеллю , [МПа]
|
HV
|
твердость по Виккерсу
|
HRCэ
|
- твердость по Роквеллу, шкала С
|
HRB
|
- твердость по Роквеллу, шкала В
|
HSD
|
- твердость по Шору
|
σtТ
|
- предел длительной прочности, МПа
|
G
|
- модуль упругости при сдвиге кручением, ГПа
|
ε
|
- относительная осадка при появлении первой трещины, %
|
J
|
- предел прочности при кручении, максимальное касательное напряжение, МПа
|
σизг
|
- предел прочности при изгибе, МПа
|
σ-1
|
- предел выносливости при испытании на изгиб с симметричным циклом нагружения, МПа
|
J-1
|
- предел выносливости при испытание на кручение с симметричным циклом нагружения, МПа
|
n
|
- количество циклов нагружения
|
Физические свойства :
|
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 :
|
без ограничений
|
- сварка производится без подогрева и без последующей термообработки
|
ограниченно свариваемая
|
- 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
|
|
|
|
Купить сталь 18Х2Н4МА Высококачественная цементируемая улучшаемая хромоникельмолибденовая конструкционная легированная сталь со средним содержанием углерода 0,18%, хрома до 1,65% , никеля до 4,2% и молибдена 0,3-0,4%.
Труба Уголок Швеллер Полоса Круг Шестигранник Арматура Квадрат Балка Лист
Нормативная документация
ГОСТ 103-2006. Прокат
сортовой стальной горячекатаный полосовой. Сортамент. Сталь 18Х2Н4МА.
ГОСТ 1051-73. Прокат
калиброванный. Общие технические условия. Сталь 18Х2Н4МА.
ГОСТ 1133-71. Сталь
кованая круглая и квадратная. Сортамент. Сталь 18Х2Н4МА.
ГОСТ 2590-2006. Прокат
сортовой стальной горячекатаный круглый. Сортамент. Сталь 18Х2Н4МА.
ГОСТ 2591-2006. Прокат
сортовой стальной горячекатаный квадратный. Сортамент. Сталь 18Х2Н4МА.
ГОСТ 2879-2006. Прокат
сортовой стальной горячекатаный шестигранный. Сортамент. Сталь 18Х2Н4МА.
ГОСТ 4543-71. Прокат из
легированной конструкционной стали. Технические условия. Сталь 18Х2Н4МА.
ГОСТ 7417-75. Сталь
калиброванная круглая. Сортамент. Сталь 18Х2Н4МА.
ГОСТ 8319.0-75. Профили
стальные горячекатаные периодические продольной прокатки. Технические условия. Сталь
18X2H4MA.
ГОСТ 8479-70. Поковки из
конструкционной углеродистой и легированной стали. Общие технические условия.
Сталь 18Х2Н4МА.
ГОСТ 8559-75. Сталь
калиброванная квадратная. Сортамент. Сталь 18Х2Н4МА.
ГОСТ 8560-78. Прокат
калиброванный шестигранный. Сортамент. Сталь 18Х2Н4МА.
ГОСТ 10702-78. Прокат из
качественной конструкционной углеродистой и легированной стали для холодного
выдавливания и высадки. Технические условия. Сталь 18Х2Н4МА.
ГОСТ 14955-77. Сталь
качественная круглая со специальной отделкой поверхности. Технические условия.
Сталь 18Х2Н4МА.
ТУ 24-00.13.034-89. Поковки
из стали 18Х2Н4МА-Ш. Технические условия. Сталь 18X2H4MA.
СТ ЦКБА 010-2004. Арматура
трубопроводная. Поковки, штамповки и заготовки из проката. Технические
требования. Сталь 18X2H4MA.
ТУ 14-1-2118-77. Прокат
горячекатаный сортовой в профилях размером 250 мм и более из конструкционной
углеродистой и легированной стали. Технические условия. Сталь 18X2H4MA.
ТУ 14-1-2591-79. Прутки
калиброванные из стали. Марки 18Х2Н4МА и 18Х2Н4ВА. Технические условия. Сталь
18Х2Н4МА.
ТУ 14-1-950-86. Прутки и
полосы из конструкционной легированной высококачественной стали размером до 200
мм включительно. Технические условия. Сталь 18Х2Н4МА.
ТУ 14-11-245-88. Профили
стальные фасонные высокой точности. Технические условия. Сталь 18X2H4MA.
ТУ 14-1-1271-75. Профили
стальные фасонные высокой точности. Технические условия. Сталь 18X2H4MA.
ТУ 14-1-1971-76. Прутки из
стали. Марки: 18Х2Н4МА, 18Х2Н4МА-Ш, 18Х2Н4МА-СШ. Технические условия.
ТУ 14-136-367-2008. Прокат
сортовой горячекатаный обточеный круглого сечения размером более 200мм.
Технические условия. Сталь 18X2H4MA.
ОСТ 1 90005-91. Стали и
сплавы. Показатели временного сопротивления и твердости готовых деталей.
Глубина слоя при химико-термической обработке цементуемых, нитроцементуемых,
азотируемых сталей. Сталь 18X2H4MA.
ОСТ 3-1686-90. Заготовки из
конструкционной стали для машиностроения. Общие технические условия. Сталь 18X2H4MA.
ТУ 14-1-1265-75. Заготовка
трубная из стали марок 12Х2Н4А-ВД и 18Х2Н4МА-Ш. Технические условия. Сталь 18X2H4MA.
ТУ 14-1-4944-90. Заготовка
непрерывнолитая квадратная для труб и сортового проката. Технические условия. Сталь
18X2H4MA.
ТУ 1-92-156-90. Штамповки и
поковки из углеродистой и легированной конструкционной стали. Технические
условия. Сталь 18X2H4MA.
СТ ЦКБА 026-2005. Арматура
трубопроводная. Термическая обработка заготовок из углеродистых и легированных
конструкционных сталей. Типовой технологический процесс. Сталь 18X2H4MA.
ТУ 14-3-367-75. Трубы
бесшовные горячекатаные из сталей 12Х2Н4А-ВД и 18Х2Н4МА-Ш для авиационной
техники. Технические условия.
ТУ 14-3-572-77. Трубы
горячекатаные из стали марок 12Х2Н4А-СШ, 18Х2Н4МА-СШ и 40ХН2МА-СШ. Технические
условия.
Дополнительная информация.
Соответствие советских и
российских марок стали.
Международные аналоги сталей
Таблица соответствия HB -
HRC.
Инструментальные материалы.
Влияние основных легирующих
элементов на свойства стали.
|