Сталь 18Х2Н4МА
Сталь 18Х2Н4МА: высокопрочная конструкционная сталь для ответственных цементуемых деталей с улучшенной прочностью и пластичностью
Сталь 18Х2Н4МА – это высококачественная конструкционная легированная сталь, предназначенная для цементации, закалки и отпуска. Она отличается от других цементуемых сталей (таких как 12Х2Н4А или 18Х2Н4ВА) наличием молибдена, который улучшает прокаливаемость, повышает прочность и пластичность сердцевины, а также увеличивает сопротивление отпускной хрупкости. Благодаря этому уникальному сочетанию свойств, сталь 18Х2Н4МА широко используется для изготовления ответственных и тяжелонагруженных деталей, требующих высокой поверхностной твердости, износостойкости, вязкой сердцевины и повышенной усталостной прочности, особенно в условиях циклических нагрузок и вибрации.
Расшифровка обозначения стали:
- 18: Содержание углерода около 0.18%
- Х2: Содержание хрома около 2%
- Н4: Содержание никеля около 4%
- М: Молибден (около 0.2%)
- А: Высококачественная сталь (пониженное содержание серы и фосфора)
Химический состав стали 18Х2Н4МА (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)
- Молибден (Mo): 0.2 - 0.3% (повышает прокаливаемость, прочность, вязкость, улучшает сопротивление отпускной хрупкости)
- 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.
- Молибден: Повышает прокаливаемость, значительно улучшает прочность на растяжение и предел текучести, повышает вязкость, снижает склонность к отпускной хрупкости и повышает предел выносливости.
Основные свойства стали 18Х2Н4МА:
- Высокая твердость поверхности после цементации и закалки: Достигает 58-62 HRC.
- Исключительная износостойкость цементованного слоя.
- Высокая прочность сердцевины: Способность выдерживать значительные статические нагрузки.
- Высокая вязкость и ударная прочность сердцевины: Обеспечивает устойчивость к хрупкому разрушению при ударных нагрузках.
- Отличная прокаливаемость: Позволяет получить высокую твердость цементованного слоя даже в крупных деталях.
- Высокая усталостная прочность: Благодаря молибдену, превосходит 12Х2Н4А и 18Х2Н4ВА по сопротивлению циклическим нагрузкам.
- Устойчивость к отпускной хрупкости: Сохраняет высокую вязкость после отпуска при повышенных температурах.
Термическая обработка стали 18Х2Н4МА:
Термическая обработка включает в себя несколько 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 18Х2Н4МА:
Сталь 18Х2Н4МА применяется для изготовления:
- Ответственных зубчатых колес и шестерен: Для тяжелонагруженных коробок передач и редукторов, особенно работающих в условиях циклических нагрузок и вибрации.
- Кулачковых валов: Для двигателей внутреннего сгорания.
- Валов и осей: Для различных машин и механизмов.
- Подшипников: Для тяжелонагруженных узлов, требующих высокой надежности.
- Шатунов: В двигателях внутреннего сгорания.
- Других деталей, требующих высокой поверхностной твердости, вязкой сердцевины и высокой усталостной прочности.
Особенности при работе со сталью 18Х2Н4МА:
- Строгий контроль цементации: Важно обеспечить равномерное насыщение поверхностного слоя углеродом.
- Точное соблюдение режимов термической обработки: Каждый этап термической обработки имеет решающее значение для достижения требуемых свойств.
- Применение защиты от обезуглероживания: Обезуглероживание поверхностного слоя снижает твердость и износостойкость, поэтому необходимо применять защитные среды при нагреве.
- Обрабатываемость: Может быть несколько сложнее обрабатываться, чем менее легированные стали, что требует применения более прочного инструмента.
Преимущества стали 18Х2Н4МА:
- Высокая твердость и износостойкость поверхности.
- Высокая прочность и вязкость сердцевины.
- Отличная прокаливаемость.
- Высокая усталостная прочность (лучше, чем у 12Х2Н4А и 18Х2Н4ВА).
- Устойчивость к отпускной хрупкости.
- Улучшенное сочетание прочности и пластичности.
Недостатки стали 18Х2Н4МА:
- Сложность термической обработки (многоступенчатый процесс).
- Меньшая коррозионная стойкость по сравнению с нержавеющими сталями.
- Более высокая стоимость по сравнению с менее легированными сталями.
Заключение:
Сталь 18Х2Н4МА – это высококачественная конструкционная легированная сталь, предназначенная для изготовления ответственных тяжелонагруженных деталей, где требуются высокая поверхностная твердость, вязкая сердцевина и повышенная усталостная прочность. Благодаря наличию молибдена, сталь 18Х2Н4МА обладает улучшенным сочетанием прочности и пластичности, а также устойчивостью к отпускной хрупкости, что делает ее идеальным выбором для деталей, работающих в условиях циклических нагрузок и вибрации.
Данная марка стали поставляется под заказ.
Подробности и сроки поставки Вы можете уточнить у менеджеров по телефону
+7 (495) 363-26-27