Сталь 38Х2МЮА
Сталь 38Х2МЮА - легированная конструкционная азотируемая сталь по ГОСТ 4543-2016. Ключевой особенностью марки является присутствие алюминия (0,70-1,10%): при азотировании он образует исключительно твёрдые и термостойкие нитриды алюминия, формирующие поверхностный слой высокой твёрдости и износостойкости. Хром (1,35-1,65%) и молибден (0,15-0,25%) обеспечивают прокаливаемость и прочность сердцевины, а молибден дополнительно подавляет отпускную хрупкость. Суть марки - получить твёрдую, износостойкую поверхность при сохранении вязкой, способной воспринимать нагрузки сердцевины.
Технология обработки строится в два этапа. Сначала выполняют улучшение - закалку с последующим высоким отпуском, что формирует прочную и вязкую сердцевину со свойствами σв ≥980 МПа, σт ≥835 МПа при относительном удлинении δ5 ≥14%, сужении ψ ≥50% и ударной вязкости KCU ≥88 Дж/см². Затем проводят азотирование - насыщение поверхности азотом при нагреве, в результате которого образуется упрочнённый слой глубиной 0,3-0,5 мм. Поверхностная твёрдость после азотирования достигает порядка 1000-1100 HV, что соответствует примерно 70 HRC по пересчёту.
01О стали 38Х2МЮА
Главное преимущество азотирования перед цементацией - теплостойкость упрочнённого слоя. Азотированный слой сохраняет высокую твёрдость при нагреве заметно лучше цементованного, поэтому детали из 38Х2МЮА устойчивы к износу при повышенных рабочих температурах. Кроме того, азотирование ведут при сравнительно низких температурах, что снижает коробление и обеспечивает стабильность размеров точных деталей.
Свариваемость стали 38Х2МЮА плохая, что связано с высоким содержанием легирующих элементов и склонностью к образованию трещин, поэтому сварные соединения для марки не предусматриваются. Механическая обработка резанием ведётся преимущественно в улучшенном состоянии, до окончательного азотирования, после которого выполняют лишь финишное шлифование.
Плотность стали составляет 7,65 г/см³. Зарубежные аналоги марки: 41CrAlMo7 / 1.8509 по EN и Nitralloy 135 (США). Эти стали относятся к тому же классу алюминийсодержащих азотируемых сталей и применяются для аналогичных по назначению деталей.
02Расшифровка обозначения 38Х2МЮА
«38» в начале обозначения - содержание углерода в сотых долях процента, около 0,38% (фактически 0,35-0,42%). «Х2» - хром в количестве около 2% (фактически 1,35-1,65%), обеспечивающий прокаливаемость и прочность сердцевины. Буква «М» - молибден (0,15-0,25%), дополнительно повышающий прокаливаемость и подавляющий отпускную хрупкость. Буква «Ю» - алюминий (0,70-1,10%): ключевой элемент марки, при азотировании образующий с азотом твёрдые термостойкие нитриды AlN, которые дают исключительную поверхностную твёрдость. Буква «А» в конце обозначения указывает на высококачественную сталь с пониженным содержанием серы и фосфора - не более 0,025% каждого.
03Химический состав стали 38Х2МЮА
| Показатель | Значение |
|---|---|
| C (углерод) | 0,35-0,42 |
| Si (кремний) | 0,17-0,37 |
| Mn (марганец) | 0,30-0,60 |
| Cr (хром) | 1,35-1,65 |
| Mo (молибден) | 0,15-0,25 |
| Al (алюминий) | 0,70-1,10 |
| S (сера) | ≤0,025 |
| P (фосфор) | ≤0,025 |
04Механические свойства стали 38Х2МЮА
| Показатель | Значение |
|---|---|
| σв, МПа | ≥980 |
| σт, МПа | ≥835 |
| δ5, % | ≥14 |
| ψ, % | ≥50 |
| KCU, Дж/см² | ≥88 |
05Физические свойства 38Х2МЮА
| Плотность | 7,65 г/см³ (7650 кг/м³) |
|---|---|
| Модуль упругости | E = 209 ГПа (2,09·10⁵ МПа) при 20 °C |
| Теплопроводность | λ = 33 Вт/(м·°C) при 20 °C |
| Температурный коэффициент линейного расширения | α = 11,5·10⁻⁶ 1/°C (20-100 °C) |
| Удельная теплоёмкость | C = 496 Дж/(кг·°C) при 100 °C |
06Термообработка 38Х2МЮА
| Закалка (улучшение) | 930-950 °C, охлаждение в масле |
|---|---|
| Высокий отпуск | 640-680 °C - формирует прочную вязкую сердцевину перед азотированием |
| Азотирование | 500-540 °C - насыщение поверхности азотом, глубина слоя 0,3-0,5 мм, твёрдость 1000-1100 HV (по справочным данным) |
07Технологические свойства
Режимы термообработки, сварки и резания марки 38Х2МЮА - что важно технологу.
| Азотирование и роль алюминия | Алюминий 0,70-1,10% при азотировании образует твёрдые термостойкие нитриды - основа поверхностного упрочнения |
|---|---|
| Поверхностная твёрдость после азотирования | 1000-1100 HV (около 70 HRC), глубина слоя 0,3-0,5 мм |
| Прочность сердцевины после улучшения | σв ≥980 МПа, σт ≥835 МПа, δ5 ≥14%, KCU ≥88 Дж/см² |
| Преимущество над цементацией | Азотированный слой сохраняет твёрдость при нагреве лучше цементованного - теплостойкость и стабильность размеров |
| Свариваемость и аналоги | Свариваемость плохая; аналоги 41CrAlMo7 / 1.8509 (EN), Nitralloy 135 (США), плотность 7,65 г/см³ |
08Применение стали 38Х2МЮА
Где применяется сталь 38Х2МЮА на производстве.
09Зарубежные аналоги
| Аналог (EN / DIN / AISI) |
|---|
| 41CrAlMo7 / 1.8509 (EN) |
| Nitralloy 135 |
10Марка 38Х2МЮА в нормативных документах
Действующие стандарты, в которых марка упоминается напрямую или через эквивалент. Каждая ссылка - на справочную страницу ГОСТа.
- ГОСТ 4543-2016. Металлопродукция из конструкционной легированной сталиТехнические условия на легированную конструкционную сталь: марки 40Х, 30ХГСА, 40ХН, 20Х, химсостав и свойства после термообработки.
11Частые вопросы по стали 38Х2МЮА
Зачем в стали 38Х2МЮА алюминий и что такое азотирование?
Какая твёрдость достигается после азотирования?
Чем азотирование лучше цементации?
Какова последовательность термообработки 38Х2МЮА?
Почему нитриды алюминия дают такую высокую твёрдость поверхности?
Можно ли сваривать сталь 38Х2МЮА?
12Купить прокат из стали 38Х2МЮА со склада
Заказать прокат из стали 38Х2МЮА - счёт за 15 минут
Пришлите чертёж, спецификацию или опишите задачу - менеджер подберёт позицию, посчитает массу и пришлёт счёт за 15 минут. Сертификат и паспорт качества на плавку - к каждой партии.