Центральный металлический портал РФлучшие сервисы для Вашего бизнеса

 ГЛАВНАЯ   МЕТАЛЛОТОРГОВЛЯ   ОБЪЯВЛЕНИЯ   ПРАЙСЫ   КОМПАНИИ   СТАТЬИ   РАБОТА   ФОРУМ   ГОСТы   МАРОЧНИК   КАЛЬКУЛЯТОР   БИРЖЕВЫЕ ЦЕНЫ   ВЫСТАВКИ  

Марки стали и сплавы -> Сталь конструкционная -> Сталь марки 18Х2Н4ВА

Сталь марки 18Х2Н4ВА

Марка: 18Х2Н4ВА 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 18Х2Н4ВА
C 0,14 - 0,2 Диаграмма химического состава стали 18Х2Н4ВА
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
W 0,8 - 1,2
Cu до 0,3
Fe ~92

 

Зарубежные аналоги марки стали 18Х2Н4ВА
Германия 1.6587, 17CrNiMo6
Япония SNCM815
Франция 18NCD6
Англия 820A16
Испания 14NiCrMo13

 

Свойства и полезная информация:
Термообработка: Закалка 950oC, масло, Отпуск 550oC, воздух,
Твердость материала: HB 10 -1 = 269 МПа

 

Механические свойства стали 18Х2Н4ВА при Т=20oС
Прокат Размер Напр. σв(МПа) sT (МПа) δ5 (%) ψ % KCU (кДж / м2)
Пруток Ж 15   1050 800 12 50  

 

Физические свойства стали 18Х2Н4ВА
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   11.7 36 7930    
200   12.2 36 7900    
300   12.7 35 7860    
400   13.1 35 7830    
500   13.5 34 7800    
600   13.9 33 7760    

 

Расшифровка марки стали 18Х2Н4ВА: цифра 18 перед маркой стали говорит о том, что в ней содержится 1,8% углерода, Х2 - свидетельствует о содержании хрома около 2%, а Н4 - о том что имеется никель в количестве 4%, В - о небольшом содержании вольфрама, буква А на конце обозначения сообщает, что это высококачественная чистая сталь с содержанием вредных серы и фосфора менее 0,025%. Таким образом перед нами легированная высококачественная сталь.

Термообработка изделий из стали 18Х2Н4ВА: по существующей технологии главные шатуны из стали 40Х1НВА (длиной 410 мм) нагревают в электропечи без защитной атмосферы в течение 4 ч и закаливают в масле. Прицепные шатуны из стали 18Х2Н4ВА (длиной 300 мм) нагревают в ящике с пропитанной маслом ветошью и охлаждают на воздухе. При этом окисная пленка на прицепных шатунах составляет 50-60 мкм, а на главных 60-80 мкм, а иногда - более 150 мкм. Толщина обезуглероженного слоя на шатунах из сталей 18Х2Н4ВА и 40Х1НВА составляет соответственно 120-200 и 300 мкм.

В процессе наладки работы печи с кипящим слоем и определения режимов термообработки в каждую загружаемую в печь садку помещали 2-4 шатуна-термозонда, предназначенных для определения скорости нагрева и охлаждения. Кроме того, из каждой садки (в 48-66 шатунов) 10-15 шатунов подвергали испытанию на механические свойства, исследовали структуру, окисление и обезуглероживание.

Металлографически определяли толщину окисной пленки на поверхности шатунов, причем с помощью химического никелирования удавалось зафиксировать окисные пленки толщиной до 2 мкм. Весовым методом находили величину угара металла на образцах-свидетелях диаметром 15,l = 30 мм из стали 18Х2Н4ВА. Данные, полученные весовым и металлографическим методами, хорошо совпадают.

Результаты исследований по окислению и обезуглероживанию поверхности шатунов из сталей 40Х1НВА и 18Х2Н4ВА, термообработанных в кипящем слое, приведены, откуда видно, что при ав = 0,25-0,45 нагрев шатунов является практически безокислительным.

Обезуглероживание определяли металлографически и по распределению микротвердости от поверхности к центру по тавру шатунов после их термообработки при ав = 0,25-0,45, tк.с = 930° С. Для шатунов из стали 18Х2Н4ВА обезуглероживание и науглероживание отсутствуют при aв = 0,26ч-0,36, а из стали 40X1НВА при ав=0,25-0,27. Нагрев шатунов под закалку в указанных диапазонах ав для обеих сталей является практически необезуглероживающим и безокислительным.

Для исследования кинетики аустенитизации и влияния времени выдержки на рост зерна стали 18Х2Н4ВА шатуны по одному нагревали в кипящем слое при 930° С с выдержками 1, 2, 3, 5, 10, 15, 30, 45 и 60 мин. После их охлаждения в кипящем слое определяли механические свойства, исследовали структуру и величину зерна в металле, взятом из тавра шатуна.

На основании полученных данных можно заключить, что для аустенитизации одного шатуна достаточно 5 мин. При меньших выдержках шатун не закаливается, механические свойства получаются низкими, в структуре наблюдаются участки сорбита. При нагреве в течение 3-30 мин аустенитизация проходит полностью, зерно мелкое, структура мелкодисперсная.

При выдержках более 45 мин начинается рост зерна, мартенсит имеет средне- и крупноигольчатое строение.

Специальные опыты показали, что при слишком тесном размещении прицепных шатунов (в шесть практически сплошных рядов из 11 шатунов в каждом; живое сечение садки 25%) псевдоожижение между шатунами было плохим, что приводило к неравномерному прогреву. Омывание всех шатунов стало равномерным при уменьшении числа шатунов в садке до 54 шт. (живое сечение 43%, масса 150 кг). Аналогичными опытами было найдено, что число главных шатунов в садке не должно превышать 18 для заданных размеров печи. Оптимальные по теплообмену садки изображены.

При периодической загрузке печи с кипящим слоем время цикла определяется не только временем собственно нагрева деталей, но и временем восстановления температуры кипящего слоя, уменьшающейся в результате погружения в него холодных деталей, что подробнее описано. Колебания температуры слоя уменьшаются с уменьшением массы садки и увеличением количества псевдоожиженного материала (высоты слоя). Температура кипящего слоя высотой 450 мм (в осажденном состоянии) уменьшается на 30-35° С вследствие погружения оптимальной садки и после удаления садки довольно быстро восстанавливается до исходной. При исходной температуре слоя 960° С время нагрева садки шатунов до заданной температуры (900° С) составляет 10-12 мин. При этом скорость нагрева садок шатунов в интервале температур от 20° С до критических точек сталей (700-720° С) составляет 250-400° С/мин. Для сравнения укажем, что скорость нагрева садки в электропечи составляет всего 6-12° С/мин.

Результаты металлографического анализа и механических испытаний шатунов показали, что при нагреве в кипящем слое практически не нужна выдержка, и общее время нагрева садки под закалку (15-20 мин) достаточно для завершения необходимых превращений в сталях. При нагреве данных сталей в кипящем слое их структура более дисперсна и размер зерна меньше (10 баллов), чем при нагреве в электропечи (8-9 баллов).

Опыты показали, что охлаждение шатунов из стали 18Х2Н4ВА на воздухе после безокислительного необезуглероживающего их нагрева в кипящем слое приводит к их обезуглероживанию на глубину до 150 мкм и появлению окисной пленки толщиной 10- 12 мкм. Поэтому было решено в отличие от существующей технологии охлаждать эти шатуны в кипящем слое. Чтобы исключить операцию отмывки от масла, шатуны из стали 40Х1НВА закаливали не в масле, а в кипящем слое.

Поверхность деталей после закалки в кипящем слое чистая, налипания корунда на детали не наблюдается.

Термограммы охлаждения шатунов подтвердили, что кипящий слой корунда (340-400 мкм) характеризуется несколько меньшей охлаждающей способностью, чем масло, но гораздо большей, чем спокойный воздух.

Механические свойства шатунов из стали 40Х1НВА при закалке их в масле и в кипящем слое одинаковы.

Шатуны из стали 18Х2Н4ВА, закаленные в кипящем слое, отличались более высокими показателями прочности и твердости, чем после закалки на воздухе.

По существующей технологии термообработки шатуны из стали 18Х2Н4ВА подвергают низкому отпуску при 210° С в течение 4 ч, а шатуны из стали 40Х1НВА - высокому отпуску при 580-600° С в течение 4-5 ч. Была проведена серия опытов по различным режимам отпуска садок шатунов в печи с кипящим слоем. При этом низкий отпуск шатунов из стали 18Х2Н4ВА был заменен на высокий при 500° С, а для стали 40X1 НВА температура высокого отпуска была оставлена прежней.

Отпуск садки шатунов осуществляли в «холодной» камере установки. Чтобы получить в ней требуемые для отпуска температуры (500-600° С), в качестве псевдоожижающего агента использовали воздух, а через специальные сопла в зону всплесков кипящего слоя подавали газо-воздушную смесь.

Oтпуск после скоростного нагрева требует значительно меньшего времени, чем после обычного нагрева в электропечи. Наши эксперименты, в которых время отпуска изменялось от 15 мин до 3 ч, показали, что для шатунов из данных сталей достаточным является отпуск в течение 30 мин. Критерием оценки продолжительности отпуска явились результаты механических испытаний шатунов. Всего было испытано 140 шатунов.

В результате проведенных исследований были определены оптимальные режимы скоростного безокислительного и необезуглероживающего нагрева под закалку, режимы охлаждения и скоростного отпуска шатунов в опытно-промышленном агрегате с кипящим слоем.

По этим режимам были проведены контрольные испытания полупромышленной печи с кипящим слоем при ее циклической загрузке. При этом было термически обработано свыше 600 шатунов (-1,5 т).

При оптимальном размещении шатунов в садке все они прогреваются и охлаждаются практически одновременно. Механические свойства и твердость шатунов из сталей 18Х2Н4ВА и 40Х1НВА после выбранных режимов нагрева, закалки и отпуска в кипящем слое стабильны и удовлетворяют техническим условиям, причем ударная вязкость получается выше, чем при существующей технологии.

Окисление и обезуглероживание поверхности практически не происходит.

Структура шатунов из сталей 40Х1НВА и 18Х2Н4ВА после полного цикла термообработки в кипящем слое представляет собой сорбит отпуска.

Испытания при циклической загрузке печи садками из прицепных и главных шатунов показали, что тепловой режим горячей и холодной камер стабилен во времени, производительность печи составляет 380 кг/ч. Время, затрачиваемое на общий цикл термообработки, сокращается в 4 раза, в том числе время нагрева под закалку - в 12 раз, а продолжительность отпуска - в 8 раз по сравнению с существующей технологией.

Поскольку существующие нормы ограничивают допустимое коробление шатунов после термообработки (прогиб по тавру не более 0,6 мм, скручивание осей головок - не более 0,3 мм), были выполнены тщательные обмеры 164 шатунов до их обработки в кипящем слое и после нее, и по этим данным были построены частотные кривые распределения деформаций как главных (длиной 410 мм), так и прицепных (длиной 300 мм) шатунов. После термообработки в кипящем слое с нагревом до 930° С частотные кривые деформаций практически не изменились, т. е. деформации в процессе термообработки не увеличились. При нагреве шатунов до 1020° С скручивание осей головок также не изменилось, а наиболее вероятный прогиб по тавру увеличился на 0,1-0,2 мм, однако и в этом (не предусмотренном технологией) случае максимальная деформация не выходила за пределы допуска.

 

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

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ:



запомнить  Регистрация

Металлоторговля:
Объявления
Прайсы (по торг. позициям)
Прайсы (в файлах)

Марки металлов
Калькулятор веса металла

Новости

НОВЫЕ ОБЪЯВЛЕНИЯ

12:50 Шестигранник 12х18н9т нержавейка 16 мм

12:34 Трубный прокат

12:30 Сортовой прокат

12:25 Цветной металлопрокат

12:21 Трубопроводная арматура

11:18 Котлы пиролизные твердотопливные

15:55 Профильная труба с честной стенкой по ГОСТ

14:21 Круг 12х18н10т нержавейка 152 мм

09:20 Детали трубопроводов по чертежам, в т.ч. собственного ТБ

13:36 Пластиковые пакеры для микроцементов оптом

НОВОСТИ

15 Февраля 2019 17:04
Самодельный мини-кран с электроприводом для автомобиля

17 Февраля 2019 11:24
Актив ”Россетей” и ”РМК” договорились об электроснабжении перспективных месторождений меди

17 Февраля 2019 10:54
”Прииск Соловьевский” добыл в Приамурье первые 53 кг золота в этом году

17 Февраля 2019 09:23
На ”Невском ССЗ” начата резка металла для строительства судов проекта PV22

17 Февраля 2019 08:24
”Гайский ГОК” запустил загрузочный комплекс на глубине 1260 метров

17 Февраля 2019 07:53
”ВСМПО” поставит партнерам 36 тыс. тонн титановой продукции

НОВЫЕ СТАТЬИ

Алмазные коронки и сегменты по железобетону

Основные способы термообработки металлов

Основные виды ремонтных работ при отделке квартир под ключ

Модульные понтоны и причалы для береговой инфраструктуры

Отслеживание почты онлайн-способом по трекинг-номеру

Некоторые особенности онлайн-обучения по курсам

Мебельные жалюзи: функциональное решение для комфортного дома

Защитные роллетные системы - качественная защита на долгие годы

Выбираем эффективный воск для защиты камня

Что такое рефлекторные светодиодные лампы?

Жанры современных фильмов для культурного отдыха

Что имеет смысл знать при организации бизнеса в Нидерландах

Тротуарный кирпич - особенности и виды

Распространенные виды современных лаков

Манометры технические для промышленного оборудования

Сталь конструкционная углеродистая

Сталь конструкционная низколегированная

Лист нержавеющий AISI 409 - особенности марки и применение

ПАРТНЕРЫ

Рекомендуем приобрести металлопрокат в СПб от компании РДМ.

 ГЛАВНАЯ   МЕТАЛЛОТОРГОВЛЯ   ОБЪЯВЛЕНИЯ   ПРАЙСЫ   КОМПАНИИ   СТАТЬИ   РАБОТА   ФОРУМ   ГОСТы   МАРОЧНИК   КАЛЬКУЛЯТОР   БИРЖЕВЫЕ ЦЕНЫ   ВЫСТАВКИ  

Рейтинг@Mail.ru

О портале : Информация и правила : Реклама : Тарифы для компаний : Наши контакты : Связаться : Личный кабинет : Регистрация

2009-2019 © Любое копирование материалов без активной ссылки на metallicheckiy-portal.ru запрещено!
Использование материалов в печатных изданиях только с разрешения администрации портала.