Сталь 38ХН3МФА
Сталь 38ХН3МФА - легированная конструкционная улучшаемая высокопрочная сталь по ГОСТ 4543-2016, относящаяся к группе сталей глубокой прокаливаемости. Это одна из самых высоколегированных улучшаемых марок, разработанная для крупных особо ответственных деталей, у которых требуется получить высокую прочность в сочетании с вязкостью по всему объёму массивного сечения. Высокий комплекс легирования делает её материалом для наиболее нагруженных узлов энергетического и тяжёлого машиностроения.
Определяющую роль играет система легирования. Никель в количестве 3,00-3,50% повышает вязкость, пластичность и сопротивление хрупкому разрушению, а вместе с хромом 1,20-1,50% резко увеличивает прокаливаемость. Молибден 0,35-0,45% дополнительно повышает прокаливаемость и подавляет отпускную хрупкость, что особенно важно для крупных деталей с медленным охлаждением после отпуска. Ванадий 0,10-0,18% измельчает зерно, стабилизируя структуру и повышая прочностные характеристики. Совместное действие этих элементов даёт исключительную прокаливаемость: сталь закаливается насквозь в очень крупных сечениях, недоступных большинству улучшаемых марок.
01О стали 38ХН3МФА
Основной вид термообработки - улучшение, то есть закалка при 850 °C с охлаждением в масле и последующий высокий отпуск при 600 °C. После улучшения сталь обеспечивает временное сопротивление σв ≥1180 МПа, предел текучести σт ≥1080 МПа при сохранении пластичности и вязкости: относительное удлинение δ5 ≥12%, относительное сужение ψ ≥50%, ударная вязкость KCU ≥78 Дж/см². Такое сочетание высокой прочности и достаточного запаса вязкости позволяет применять сталь в деталях, испытывающих значительные знакопеременные и ударные нагрузки.
Свариваемость стали трудносвариваемая: высокое содержание углерода и легирующих элементов резко повышает склонность к образованию закалочных мартенситных структур и трещин в зоне термического влияния, поэтому для сварных конструкций сталь не применяется. Плотность стали составляет 7,90 г/см³, что используется при расчёте теоретической массы заготовок и деталей. Прямого точного зарубежного аналога сталь не имеет, и подбор соответствия по другим стандартам носит приблизительный характер - сопоставление возможно лишь по близкому уровню легирования и свойствам.
02Расшифровка обозначения 38ХН3МФА
Число «38» в начале обозначения показывает среднее содержание углерода в сотых долях процента - около 0,38% (по ГОСТ 4543-2016 диапазон 0,33-0,40%). «Х» означает легирование хромом на уровне около 1% (фактически 1,20-1,50%), повышающим прокаливаемость и прочность. «Н3» - никель около 3% (фактически 3,00-3,50%), главный легирующий элемент марки: резко повышает вязкость, пластичность и даёт исключительную прокаливаемость в крупных сечениях. «М» - молибден (0,35-0,45%), дополнительно повышает прокаливаемость и подавляет отпускную хрупкость при медленном охлаждении массивных деталей. «Ф» - ванадий (0,10-0,18%), измельчает зерно и стабилизирует структуру. Буква «А» в конце - признак высококачественной стали с пониженным содержанием серы и фосфора (не более 0,025% каждого). По сравнению с сиблингами 40ХН2МА и 30ХН2МФА сталь 38ХН3МФА заметно выше легирована никелем, что и определяет её более глубокую прокаливаемость в крупных сечениях.
03Химический состав стали 38ХН3МФА
| Показатель | Значение |
|---|---|
| C (углерод) | 0,33-0,40 |
| Si (кремний) | 0,17-0,37 |
| Mn (марганец) | 0,25-0,50 |
| Cr (хром) | 1,20-1,50 |
| Ni (никель) | 3,00-3,50 |
| Mo (молибден) | 0,35-0,45 |
| V (ванадий) | 0,10-0,18 |
| S (сера) | ≤0,025 |
| P (фосфор) | ≤0,025 |
04Механические свойства стали 38ХН3МФА
| Показатель | Значение |
|---|---|
| σв, МПа | ≥1180 |
| σт, МПа | ≥1080 |
| δ5, % | ≥12 |
| ψ, % | ≥50 |
| KCU, Дж/см² | ≥78 |
05Физические свойства 38ХН3МФА
| Плотность (20 °C) | 7,90 г/см³ (7900 кг/м³) |
|---|---|
| Модуль упругости E (20 °C) | 2,10·10⁵ МПа (210 ГПа) |
| Теплопроводность λ (20 °C) | 34 Вт/(м·°C) |
| ТКЛР α (20-100 °C) | 12,0·10⁻⁶ 1/°C |
| Удельная теплоёмкость C (100 °C) | 496 Дж/(кг·°C) |
| Удельное электросопротивление R (100 °C) | 0,321 мкОм·м |
06Термообработка 38ХН3МФА
| Закалка | 850 °C, охлаждение в масле - формирует мартенситную структуру по всему сечению благодаря глубокой прокаливаемости стали, по справочным данным |
|---|---|
| Высокий отпуск (улучшение) | 600 °C - основной вид термообработки марки, снимает закалочные напряжения и даёт сочетание высокой прочности с вязкостью, по справочным данным |
| Критические точки | Ac1 = 725 °C, Ac3 = 775 °C (по справочным данным) |
07Технологические свойства
Режимы термообработки, сварки и резания марки 38ХН3МФА - что важно технологу.
| Прочность и вязкость после улучшения | σв ≥1180 МПа, σт ≥1080 МПа, δ5 ≥12%, ψ ≥50%, KCU ≥78 Дж/см² |
|---|---|
| Прокаливаемость | Исключительная за счёт высокого никеля (3,00-3,50%), хрома и молибдена; закаливается насквозь в очень крупных сечениях |
| Роль молибдена и ванадия | Mo 0,35-0,45% повышает прокаливаемость и подавляет отпускную хрупкость; V 0,10-0,18% измельчает зерно |
| Свариваемость | Трудносвариваемая; для сварных конструкций не применяется - высокое содержание углерода и легирующих элементов повышает риск закалочных структур и трещин в зоне термического влияния |
| Назначение | Крупные особо ответственные детали больших сечений энергетического и тяжёлого машиностроения |
08Применение стали 38ХН3МФА
Где применяется сталь 38ХН3МФА на производстве.
09Марка 38ХН3МФА 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.
10Частые вопросы по стали 38ХН3МФА
Что дают никель, молибден и ванадий в составе 38ХН3МФА?
Для каких сечений подходит сталь и насколько она прокаливается?
Какой режим термообработки применяется?
Чем 38ХН3МФА отличается от 40ХН2МА и 30ХН2МФА?
Почему 38ХН3МФА прокаливается насквозь в очень крупных сечениях?
Почему для этой стали важна роль молибдена против отпускной хрупкости?
11Купить прокат из стали 38ХН3МФА со склада
Заказать прокат из стали 38ХН3МФА - 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.