Сталь 18Х2Н4МА конструкционная легированная цементируемая
Заменители: Сталь 18Х2Н4ВА, Сталь 20Х2Н4А, Сталь 15Х2ГН2ТРА
Сталь 18Х2Н4МА применяется: для изготовления ответственных деталей, к которым предъявляются требования высокой прочности, вязкости и износостойкости, а также для деталей, подвергающихся 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.
| Химический состав в % |
| НТД | C | S | P | Mn | Cr | W | V | Ti | Si | Ni | Mo | Cu |
| ТУ 14-1-950-74 | 0,14-0,20 | ≤0,025 | ≤0,025 | 0,25-0,55 | 1,35-1,65 | ≤0,20 | ≤0,050 | ≤0,030 | 0,17-0,37 | 4,00-4,40 | 0,30-0,40 | ≤0,25 |
| ГОСТ 4543-71 | 0,14-0,20 | ≤0,025 | ≤0,025 | 0,25-0,55 | 1,35-1,65 | - | ≤0,050 | ≤0,060 | 0,17-0,37 | 4,00-4,40 | 0,30-0,40 | ≤0,30 |
По ТУ 14-1-950-86 химический состав приведен для стали марки 18Х2Н4МА.
| Механические свойства |
| Механические свойства при 20°С |
| Состояние поставки | Сечение
(мм)
| t испыт.
(°C)
| t отпуска
(°C)
| sТ | s0,2
(МПа)
| sB
(МПа)
| d5
(%)
| d4 | d | d10 | y
(%)
| KCU
(кДж/м2)
| HB | HRC | HRB | HV | HSh |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 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 в зависимости от сечения |
| Состояние поставки | Сечение
(мм)
| t испыт.
(°C)
| t отпуска
(°C)
| sТ | s0,2
(МПа)
| sB
(МПа)
| d5
(%)
| d4 | d | d10 | y
(%)
| KCU
(кДж/м2)
| HB | HRC | HRB | HV | HSh |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Закалка в воду 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 масло 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 прутка |
| Состояние поставки | Сечение
(мм)
| t испыт.
(°C)
| t отпуска
(°C)
| sТ | s0,2
(МПа)
| sB
(МПа)
| d5
(%)
| d4 | d | d10 | y
(%)
| KCU
(кДж/м2)
| HB | HRC | HRB | HV | HSh |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Сталь калиброванная и калиброванная со специальной отделкой поверхности, горячекатаная и горячекатаная со специальной отделкой поверхности | ||||||||||||||||
| ≤269 | ||||||||||||||||
|
Механические свойства в зависимости от сечения поковки и режима термообработки |
| Состояние поставки | Сечение
(мм)
| t испыт.
(°C)
| t отпуска
(°C)
| sТ | s0,2
(МПа)
| sB
(МПа)
| d5
(%)
| d4 | d | d10 | y
(%)
| KCU
(кДж/м2)
| HB | HRC | HRB | HV | HSh |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Поковки. Закалка + Отпуск | ||||||||||||||||
| КП 685 | 300-500 | ≥685 | ≥835 | ≥11 | ≥33 | ≥383 | 262-311 | |||||||||
| КП 735 | 100-300 | ≥735 | ≥880 | ≥12 | ≥35 | ≥481 | 277-321 | |||||||||
| КП 785 | ≤100 | ≥785 | ≥930 | ≥12 | ≥40 | ≥579 | 293-331 | |||||||||
|
Механические свойства в зависимости от температуры отпуска |
| Состояние поставки | Сечение
(мм)
| t испыт.
(°C)
| t отпуска
(°C)
| sТ | s0,2
(МПа)
| sB
(МПа)
| d5
(%)
| d4 | d | d10 | y
(%)
| KCU
(кДж/м2)
| HB | HRC | HRB | HV | HSh |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 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 | ||||||||||||||||
| Образец | 525-575 | ≥785 | ≥1030 | ≥12 | ≥50 | ≥1180 | 321-376 | |||||||||
| Образец | 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 | ||||||||||||||||
| Образец | 150-170 | ≥835 | ≥1130 | ≥11 | ≥50 | ≥981 | 341-388 | |||||||||
|
Механические свойства при повышенных температурах |
| Состояние поставки | Сечение
(мм)
| t испыт.
(°C)
| t отпуска
(°C)
| sТ | s0,2
(МПа)
| sB
(МПа)
| d5
(%)
| d4 | d | d10 | y
(%)
| KCU
(кДж/м2)
| HB | HRC | HRB | HV | HSh |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Закалка в масло 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 |
| Обрабатываемость резаньем | При НВ 277-321 sВ=880 МПа Kn тв.спл.=0,72 Kn б.ст.=0,63. |
| Свариваемость | Трудносвариваемая. Способы сварки: РДС, АДС под флюсом, ЭШС. Необходимы подогрев и последующая термообработка. |
| Склонность к отпускной хрупкости | Не склонна. |
| Температура ковки | Начала - 1200 °C, конца - 800 °C. Охлаждение медленное до 150 °C с последующим высоким отпуском не позднее 4-6 ч. |
| Флокеночувствительность | Чувствительна. |
|
Температура критических точек |
| Критическая точка | Температура °C |
|---|---|
| AC1 | 700 |
| AC3 | 810 |
| AR3 | 400 |
| AR1 | 350 |
| MN | 336 |
|
Ударная вязкость |
| Состояние поставки температура | +20 | -20 | -40 | -60 |
|---|---|---|---|---|
| Закалка в масло с 850 °C + отпуск при 170 °C, охлаждение на воздухе | 1403 | 1315 | 1275 | 1118 |
| Закалка в масло с 880 °C + отпуск при 560 °C. бв = 1310 МПа. | 1060 | 863 |
|
Предел выносливости |
| Термообработка, состояние стали | s-1
(МПа)
| t-1
(МПа)
| n | sB
(МПа)
| s0,2
(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 |
| 1.5 | 9 | 11 | 15 | 20 | 25 | 30 | 40 | 50 |
| 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 |
| Термообработка | Количество мартенсита, % | Крит. диам. в воде | Крит. диам. в масле | Крит. твердость, HRCэ | Расст. от охлаждаемого конца, мм |
|
Физические свойства |
| Температура испытания, °С | 0 | 20 | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Модуль нормальной упругости (Е, ГПа) | 200 | 200 | 165 | 141 | 139 | |||||
| Модуль упругости при сдвиге кручением (G, ГПа) | ||||||||||
| Плотность (r, кг/м3) | 7950 | 7950 | 7930 | 7900 | 7860 | 7830 | 7800 | 7760 | ||
| Коэффициент теплопроводности (l, Вт/(м · °С)) | 36 | 36 | 35 | 35 | 34 | 33 | 32 | 30 | ||
| Уд. электросопротивление (R, НОм · м) | ||||||||||
| 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:
|
