Сталь марки 18Х2Н4МА
| Марка: 18Х2Н4МА (заменители: 15Х2ГН2ТРА, 20Х2Н4А) Вид поставки: сортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 4543-71, ГОСТ 2590-2006, ГОСТ 2591-2006, ГОСТ 2879-2006, ГОСТ 10702-78. Калиброванный пруток: ГОСТ 10702-78, ГОСТ 4543-71, ГОСТ 7417-75, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78, ГОСТ 1051-73. Шлифованный пруток и серебрянка: ГОСТ 4543-71, ГОСТ 14955-77. Полоса: ГОСТ 103-2006. Поковки и кованные заготовки: ГОСТ 8479-70, ГОСТ 1133-71, ГОСТ 4543-71. Трубы: ОСТ 14-21-77. Класс: Сталь конструкционная легированная Использование в промышленности: в цементованном и улучшенном состоянии применяется для ответственных деталей, к которым предъявляются требования высокой прочности, вязкости и износостойкости, а также для деталей, подвергающихся высоким вибрационным и динамическим нагрузкам. Сталь может применяться при температуре от -70 до +450 °С. |
| Химический состав в % стали 18Х2Н4МА | ||
| C | 0,14 - 0,2 | |
| Si | 0,17 - 0,37 | |
| Mn | 0,25 - 0,55 | |
| Ni | 4 - 4,4 | |
| S | до 0,025 | |
| P | до 0,025 | |
| Cr | 1,35 - 1,65 | |
| Mo | 0,3 - 0,4 | |
| Cu | до 0,3 | |
| Fe | ~92 | |
| Зарубежные аналоги марки стали 18Х2Н4МА | |
| Германия | 1.6657, 14NiCrMo134, GX19NiCrMo4, X19NiCrMo4 |
| Япония | SNCM815 |
| Англия | 832M13, 835M15 |
| Испания | 14NiCrMo131 |
| Болгария | 18Ch2N4MA |
| Польша | 18H2N4WA |
| Чехия | 16720 |
| Австрия | BOHLERM130 |
| Дополнительная информация и свойства |
| Удельный вес: 7950 кг/м3 Температура ковки, °С: начала 1200, конца 800. Охлаждение медленное до 150 °С с последующим высоким отпуском не позднее 4-6 ч. Термообработка: Закалка и отпуск Твердость материала: HB 10 -1 = 269 МПа Температура критических точек: Ac1 = 700 , Ac3(Acm) = 810 , Ar3(Arcm) = 400 , Ar1 = 350 , Mn = 336 Обрабатываемость резанием: при НВ 227-321 и σв=880 МПа, К υ тв. спл=0,72 и Кυ б.ст=0,63 Свариваемость материала: трудносвариваемая. Способы сварки: РДС, АДС под флюсом, ЭШС. Необходимы подогрев и последующая термообработка. Флокеночувствительность: чувствительна. Склонность к отпускной хрупкости: не склонна. |
| Механические свойства стали 18Х2Н4МА | |||||||||
| ГОСТ | Состояние поставки, режим термообработки | Сечение, мм | КП | σ0,2 (МПа) | σв(МПа) | δ5 (%) | ψ % | KCU (Дж / см2) | НВ (HRCЭ, не более |
| ГОСТ 4543-71 | Пруток. Закалка 950 °С, воздух. Закалка 860°С, воздух. Отпуск 200 °С, воздух или масло. Отпуск 550 °С, воздух или масло | 15 | - | 835 | 1130 | 12 | 50 | 98 | - |
| ГОСТ 8479-70 | Поковки. Закалка. Отпуск | 300-500 100-300 До 100 | 685 735 785 | 685 735 785 | 835 880 930 | 11 12 12 | 33 35 40 | 39 49 59 | 262-311 277-321 293-331 |
| Отжиг 890-910 °С, охлаждение печью | 300 | - | 390 | 620 | 10 | 25 | - | 265 | |
| Нормализация 920-980 °С, воздух. Отпуск 630-680 °С, воздух* | - | - | 590 | 780 | - | 60 | - | 197-269 | |
| Цементация 920-950 °С. Нормализация 900-950 °С, воздух. Закалка 900-950 °С, масло. Отпуск (двойной) 630-650 °С, воздух** | 80 | - | 1270 | 1370 | 12 | - | 88 | Сердцевины 321-400, поверхности (57) | |
* Для улучшения обрабатываемости
** Операции (после цементации) применяются при обработке крупных деталей сложной конфигурации для понижения устойчивости остаточного аустенита в цементованном слое, получения более равномерной твёрдости с поверхности после закалки и отпуска и уменьшения деформации.
| Механические свойства стали 18Х2Н4МА в зависимости от сечения | |||||||
| Сечение, мм | Место вырезки образца | σ0,2 (МПа) | σв(МПа) | δ5 (%) | ψ % | KCU (Дж / cм2) | HRCЭ |
| Закалка 860 °С, масло. Отпуск 200 °С | |||||||
| 40 60 80 100 120 | Ц Ц 1/2R 1/2R 1/3R | 1070 1110 1130 1100 1090 | 1300 1250 1250 1230 1220 | 14 15 12 15 13 | 69 62 54 63 60 | 150 140 170 160 160 | 43 41 42 40 41 |
| Закалка 860 °С, вода. Отпуск 200 °С | |||||||
| 40 60 80 100 120 | Ц Ц 1/2R 1/2R 1/3R | 1220 1280 1250 1210 1240 | 1420 1420 1390 1360 1340 | 13 13 12 13 12 | 66 61 45 57 42 | 110 120 150 130 140 | 45 45 45 44 41 |
| Механические свойства стали 18Х2Н4МА в зависимости от температуры отпуска | |||||
| Температура отпуска, °С | σ0,2 (МПа) | σв(МПа) | δ5 (%) | ψ % | KCU (Дж / cм2) |
| Закалка 850 °С, масло | |||||
| 200 300 400 500 600 | 1170 1140 1040 950 710 | 1470 1390 1280 1180 940 | 12 12 12 13 19 | 64 64 63 66 73 | 114 98 86 92 183 |
| Механические свойства стали 18Х2Н4МА при повышенных температурах | |||||
| Температура испытаний, °С | σ0,2 (МПа) | σв(МПа) | δ5 (%) | ψ % | KCU (Дж / см2) |
| Закалка 880 °С, масло. Отпуск 560 °С | |||||
| 20 200 300 400 500 550 | 1090 1060 1050 960 810 710 | 1240 1190 1200 1060 880 750 | 12 12 14 14 14 16 | 61 60 64 69 70 73 | 127 137 118 108 98 108 |
| Образец диаметром 6 мм, длиной 30 мм, прокатанный. Скорость деформирования 16 мм/мин. Сокрость деформации 0,009 1/с | |||||
| 700 800 900 1000 1100 1200 | 225 73 55 41 24 20 | 265 130 79 55 36 25 | 31 35 22 31 63 46 | 39 34 23 36 100 100 | - - - - - - |
| Ударная вязкость стали 18Х2Н4МА KCU, (Дж/см2) | ||||
| Т= +20 °С | Т= -20 °С | Т= -40 °С | Т= -60 °С | Термообработка |
| 143 108 | 134 - | 130 88 | 114 - | Закалка 850 °С, воздух. Отпуск 170 °С, воздух. Закалка 880 °С, воздух. Отпуск 560 °С, воздух. σв=1310 МПа |
σ2502/1000=69 МПа, σ4502/1000=207 МПа, σ5002/1000=126 МПа, σ5502/1000=54 МПа, σ400200=860 МПа, σ450200=710 МПа, σ500200=410 МПа
| Предел выносливости стали 18Х2Н4МА | |||
| σ-1, МПА | J-1, МПА | n | Термообработка |
| 540 475 540 470 696 774 | - - 228 226 - - | 5*106 5*106 5*106 5*106 - - | Закалка 850 °C, масло. Отпуск 180 °C. σ0,2=1070 МПа, σв=1360 МПа Закалка 850 °C, масло. Отпуск 400 °C. σ0,2=1140 МПа, σв=1220 МПа σв=1270 МПа σв=910 МПа σ0,2=1110 МПа, σв=1230 МПа, НВ 383 σ0,2=1180 МПа, σв=1300 МПа, НВ 404 |
| Прокаливаемость стали 18Х2Н4МА | |||||||||
| Расстояние от торца, мм | Примечание | ||||||||
| 1,5 | 9 | 11 | 15 | 20 | 25 | 30 | 40 | 50 | Закалка |
| 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 | Твердость для полос прокаливаемости, HRC |
| Физические свойства стали 18Х2Н4МА | ||||||
| T (Град) | E 10- 5 (МПа) | a 10 6 (1/Град) | l (Вт/(м·град)) | r (кг/м3) | C (Дж/(кг·град)) | R 10 9 (Ом·м) |
| 20 | 2 | 7950 | ||||
| 100 | 1.65 | 11.7 | 36 | 7930 | ||
| 200 | 1.41 | 12.2 | 36 | 7900 | ||
| 300 | 12.7 | 35 | 7860 | |||
| 400 | 1.39 | 13.1 | 35 | 7830 | ||
| 500 | 13.5 | 34 | 7800 | |||
| 600 | 13.9 | 33 | 7760 | |||
| 700 | 32 | |||||
| 800 | 30 | |||||
| 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 | |
| sв | - 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/см2 | T | - температура, при которой получены свойства, Град | |
| sT | - 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 20o - T ), [Дж/(кг·град)] | |
| HV | - твердость по Виккерсу | pn и r | - плотность кг/м3 | |
| HRCэ | - твердость по Роквеллу, шкала С | а | - коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20o - T ), 1/°С | |
| HRB | - твердость по Роквеллу, шкала В | σtТ | - предел длительной прочности, МПа | |
| HSD | - твердость по Шору | G | - модуль упругости при сдвиге кручением, ГПа | |
