Легированная сталь марки 38Х2НМ: состав, свойства и сферы применения

Сталь 38Х2НМ — конструкционная легированная сталь, предназначенная для изготовления ответственных высоконагруженных деталей, эксплуатируемых в тяжелых условиях, включая низкие температуры. Благодаря сбалансированному химическому составу и высокому уровню механических свойств, материал широко применяется в машиностроении, энергетике и других отраслях, где требуется сочетание прочности, вязкости и устойчивости к износу. В данной статье приведены технические характеристики, нормативные документы, области применения, аналоги и технологические особенности стали 38Х2НМ.

Краткое описание марки 38Х2НМ

Сталь 38Х2НМ относится к группе конструкционных легированных сталей, отличающихся повышенной прочностью, твердостью и хорошей ударной вязкостью. Материал предназначен для изготовления деталей, работающих под значительными механическими нагрузками, а также в условиях пониженных температур. Основные виды продукции — кованые заготовки и поковки, используемые для производства валов, осей, шестерен, втулок и других ответственных элементов машин и механизмов.

Нормативный документ

Выпуск и контроль качества стали 38Х2НМ регламентируется техническими условиями ТУ 21.11.01.073–86. В документе определены требования к химическому составу, механическим и физическим свойствам, а также к режимам термической обработки и поставки продукции.

Расшифровка маркировки

Маркировка 38Х2НМ расшифровывается следующим образом:

• 38 — среднее содержание углерода в сотых долях процента (0,38%);
• Х2 — содержание хрома около 2%;
• Н — наличие никеля (Ni);
• М — наличие молибдена (Mo).

Данная система обозначения позволяет быстро определить основные легирующие элементы и их концентрацию в составе стали.

Химический состав

Согласно ТУ 21.11.01.073–86, массовая доля элементов в стали 38Х2НМ составляет:

Элемент	Содержание, %
Углерод (C)	0,32–0,42
Кремний (Si)	0,17–0,37
Марганец (Mn)	0,5–0,8
Хром (Cr)	1,8–2,3
Никель (Ni)	0,6–0,9
Молибден (Mo)	0,2–0,3
Сера (S)	до 0,03
Фосфор (P)	до 0,03

Такой состав обеспечивает высокую прочность, твердость и устойчивость к износу, а также хорошую прокаливаемость и вязкость при низких температурах.

Механические свойства

Механические свойства стали 38Х2НМ зависят от режима термической обработки и размеров заготовки. Основные показатели приведены в таблице:

Сортамент	Размеры, мм	Термообработка	t, °C	KCU, кДж/м²	y, %	d5, %	sT, МПа	sв, МПа
Поковки	до 300	Закалка	850–870	500	38	12	680	830
Поковки	до 300	Отпуск	590–620	300–500	–	–	–	–
Поковки	300–500	Закалка	850–870	450	35	12	580	740
Поковки	300–500	Отпуск	590–620	–	–	–	–	–
Поковки	500–800	Закалка	850–870	400	30	10	530	700
Поковки	500–800	Отпуск	590–620	–	–	–	–	–

Твердость по Бринеллю (HB 10-1) после нормализации составляет 207–235 МПа, после закалки — 237–321 МПа. Ударная вязкость (KCU) при температуре -40°C для поковок толщиной до 270 мм достигает 100–120 Дж/см², при +20°C — 270–300 Дж/см². Предел выносливости при симметричном цикле нагружения составляет 690 МПа.

Физические характеристики

Сталь 38Х2НМ обладает следующими физическими свойствами:

• Плотность: 7,85 г/см³;
• Температура плавления: 1460–1490°C;
• Теплопроводность при 20°C: 35–40 Вт/(м·К);
• Коэффициент линейного термического расширения: 12,5·10^-6 1/°C;
• Удельное электрическое сопротивление: 0,18–0,22 Ом·мм²/м.

Такие характеристики обеспечивают стабильную работу изделий из стали 38Х2НМ в широком диапазоне температур и при различных режимах эксплуатации.

Технологические особенности

Сталь 38Х2НМ хорошо поддается горячей обработке давлением (ковка, прокатка), однако требует строгого соблюдения температурных режимов:

• Ковка заготовок: 1200–900°C;
• Закалка: 850–870°C;
• Отпуск: 590–620°C.

Материал склонен к флокеночувствительности (образованию внутренних дефектов при быстром охлаждении) и отпускной хрупкости, что требует тщательного контроля режимов термообработки и охлаждения.

Области применения

Сталь 38Х2НМ применяется в следующих отраслях:

• Тяжелое машиностроение;
• Транспортное машиностроение;
• Энергетика;
• Судостроение;
• Производство оборудования для нефтегазовой и химической промышленности.

Материал востребован для изготовления деталей, работающих под высокими нагрузками и в условиях пониженных температур.

Типы деталей, изготавливаемых из стали 38Х2НМ

Из стали 38Х2НМ производят:

• Валы и оси;
• Шестерни и зубчатые колеса;
• Втулки и муфты;
• Пальцы и шпиндели;
• Корпусные детали;
• Ответственные элементы редукторов и трансмиссий;
• Детали, работающие при низких температурах и переменных нагрузках.

Аналоги в других странах

Зарубежных прямых аналогов стали 38Х2НМ не существует, однако близкими по составу и свойствам являются следующие марки:

Страна	Марка	Стандарт
Россия	34ХН1М	ГОСТ 4543-71
Россия	40ХН2МА	ГОСТ 4543-71
Германия	34CrNiMo6	DIN EN 10083-3
США	4340	ASTM A29/A29M
Франция	35NCD6	AFNOR NF A35-552

При подборе аналогов рекомендуется учитывать различия в химическом составе и механических свойствах, а также требования к термической обработке.

Преимущества и ограничения

Преимущества:

• Высокая прочность и твердость после термообработки;
• Хорошая ударная вязкость при низких температурах;
• Устойчивость к износу и усталостным нагрузкам;
• Хорошая прокаливаемость;
• Возможность изготовления крупных поковок и заготовок.

Ограничения:

• Склонность к флокеночувствительности;
• Склонность к отпускной хрупкости;
• Требует строгого соблюдения режимов термообработки;
• Ограниченная свариваемость без предварительного подогрева и последующей термообработки.

FAQ — часто задаваемые вопросы

• Можно ли использовать сталь 38Х2НМ для сварных конструкций?
  

  Сварка возможна только с применением предварительного подогрева и последующей термообработки для предотвращения образования трещин и снижения хрупкости.

• Какой режим термообработки рекомендуется для получения максимальной прочности?
  

  Рекомендуется закалка при 850–870°C с последующим отпуском при 590–620°C для достижения оптимального баланса прочности и вязкости.

• В каких условиях эксплуатации предпочтительно использовать сталь 38Х2НМ?
  

  Сталь рекомендуется для деталей, работающих под высокими нагрузками и в условиях пониженных температур, где требуется высокая ударная вязкость и прочность.

• Какие зарубежные аналоги можно использовать при отсутствии 38Х2НМ?
  

  В качестве аналогов можно рассматривать стали 34CrNiMo6 (DIN), 4340 (ASTM), 35NCD6 (AFNOR), однако требуется корректировка режимов термообработки.

• Каковы особенности обработки стали 38Х2НМ на станках?
  

  Сталь хорошо обрабатывается резанием в нормализованном состоянии, после закалки и отпуска обработка затруднена из-за высокой твердости.

Заключение

Сталь 38Х2НМ — оптимальный выбор для изготовления ответственных высоконагруженных деталей, эксплуатируемых в тяжелых условиях и при низких температурах. Материал сочетает высокую прочность, твердость и ударную вязкость, что обеспечивает надежность и долговечность изделий. Если вы ищете поставщика стали 38Х2НМ или аналогичных марок, оставьте заявку на сайте компании «ОборонСпецСплав» — специалисты помогут подобрать оптимальное решение для вашего производства.