Сталь 18Х2Н4ВА: конструкционная легированная сталь для высоконагруженных цементуемых деталей

Сталь 18Х2Н4ВА – это конструкционная легированная сталь, предназначенная для цементации, закалки и отпуска. Благодаря цементации, поверхностный слой насыщается углеродом, значительно повышая твердость и износостойкость, в то время как сердцевина сохраняет высокую вязкость и ударную прочность. Комбинация хрома, никеля, вольфрама и ванадия обеспечивает стали высокие показатели прочности, прокаливаемости и жаропрочности. Это делает сталь 18Х2Н4ВА идеальным выбором для изготовления тяжелонагруженных деталей, требующих высокой поверхностной твердости и износостойкости, а также устойчивости к высоким температурам и ударным нагрузкам.

Расшифровка обозначения стали:

• 18: Содержание углерода около 0.18%
• Х2: Содержание хрома около 2%
• Н4: Содержание никеля около 4%
• В: Вольфрам (около 1%)
• А: Ванадий (около 0.2%)

Химический состав стали 18Х2Н4ВА (ГОСТ 4543-71):

• Углерод (C): 0.15 - 0.21% (обеспечивает способность к цементации и прочность)
• Хром (Cr): 1.2 - 1.6% (повышает прокаливаемость, твердость и износостойкость)
• Никель (Ni): 3.7 - 4.2% (улучшает прокаливаемость, вязкость и ударную прочность)
• Вольфрам (W): 0.8 - 1.1% (повышает жаропрочность, прочность и износостойкость)
• Ванадий (V): 0.15 - 0.25% (измельчает зерно, повышает прочность, вязкость, износостойкость и жаропрочность)
• Марганец (Mn): 0.3 - 0.6% (улучшает прокаливаемость)
• Кремний (Si): 0.17 - 0.37% (улучшает прочность и упругость)
• Сера (S): До 0.025% (вредная примесь, строгое ограничение)
• Фосфор (P): До 0.025% (вредная примесь, строгое ограничение)
• Медь (Cu): До 0.3% (улучшает коррозионную стойкость)

Ключевая роль легирующих элементов:

• Хром: Повышает прокаливаемость, твердость и износостойкость цементованного слоя.
• Никель: Улучшает прокаливаемость, вязкость и ударную прочность сердцевины.
• Вольфрам: Значительно повышает жаропрочность, прочность и износостойкость.
• Ванадий: Измельчает зерно, повышает прочность, вязкость, жаропрочность и снижает склонность к росту зерна при высоких температурах.

Основные свойства стали 18Х2Н4ВА:

• Высокая твердость поверхности после цементации и закалки: Достигает 58-62 HRC.
• Исключительная износостойкость цементованного слоя: Обеспечивает длительный срок службы деталей, работающих в условиях трения и абразивного износа.
• Высокая прочность и вязкость сердцевины: Способность выдерживать значительные статические и ударные нагрузки.
• Отличная прокаливаемость: Позволяет получить высокую твердость цементованного слоя даже в крупных деталях.
• Повышенная жаропрочность: Сохраняет механические свойства при повышенных температурах (до 400-450°C).
• Высокая усталостная прочность: Способность выдерживать циклические нагрузки.

Термическая обработка стали 18Х2Н4ВА:

Термическая обработка состоит из нескольких этапов:

• Цементация: Насыщение поверхностного слоя углеродом при температуре 900-950 °C.
• Первый отжиг (или нормализация): Для снятия внутренних напряжений после цементации.
• Закалка сердцевины: Нагрев до температуры 850-880 °C и охлаждение в масле.
• Второй отжиг: Для подготовки к закалке поверхности.
• Закалка поверхности: Нагрев до температуры 760-790 °C и охлаждение в масле.
• Низкий отпуск: Нагрев до температуры 150-200 °C для снятия напряжений и повышения вязкости.

Области применения стали 18Х2Н4ВА:

Сталь 18Х2Н4ВА широко используется для изготовления:

• Тяжелонагруженных зубчатых колес и шестерен: Для коробок передач, работающих при высоких нагрузках и повышенных температурах.
• Кулачковых валов: В мощных двигателях.
• Распределительных валов: В двигателях внутреннего сгорания.
• Втулок подшипников: Работающих при высоких нагрузках и температурах.
• Коленчатых валов.
• Деталей авиационных двигателей.
• Других ответственных деталей, требующих высокой поверхностной твердости, вязкой сердцевины и жаропрочности.

Особенности работы со сталью 18Х2Н4ВА:

• Критически важный контроль процесса цементации: Равномерное и качественное насыщение углеродом.
• Точное соблюдение режимов термической обработки: Оптимизация свойств достигается только при соблюдении всех технологических параметров.
• Защита от обезуглероживания: Использование защитных сред при нагреве.
• Сварка: Сварка требует применения специальных методов и тщательного контроля.

Преимущества стали 18Х2Н4ВА:

• Высокая поверхностная твердость и износостойкость.
• Высокая прочность и вязкость сердцевины.
• Отличная прокаливаемость.
• Повышенная жаропрочность.
• Высокая усталостная прочность.
• Улучшенные свойства для тяжелонагруженных деталей, работающих при повышенных температурах.

Недостатки стали 18Х2Н4ВА:

• Сложность термической обработки (многоступенчатый процесс).
• Меньшая коррозионная стойкость по сравнению с нержавеющими сталями.
• Более высокая стоимость по сравнению с менее легированными сталями.
• Ограниченная свариваемость.

Заключение:

Сталь 18Х2Н4ВА – это высокопрочная и надежная конструкционная легированная сталь, идеально подходящая для изготовления тяжелонагруженных деталей, работающих в условиях высокого трения, ударных нагрузок и повышенных температур. Правильное проведение цементации и термической обработки позволяет получить детали с оптимальным сочетанием свойств, обеспечивающих их длительную и надежную эксплуатацию в самых сложных условиях.

---

Данная марка стали поставляется под заказ.

Подробности и сроки поставки Вы можете уточнить у менеджеров по телефону

+7 (495) 363-26-27