Жаропрочная сталь марки 38Х2МЮА: свойства, состав и применение

Сталь 38Х2МЮА — релаксационностойкая жаропрочная хромоалюминиевая сталь с молибденом, предназначенная для изготовления азотируемых деталей, работающих при температурах до 450°C. Благодаря уникальному сочетанию химических элементов и технологических свойств, материал широко применяется в машиностроении, энергетике и других отраслях, где требуется высокая прочность, термостойкость и устойчивость к коррозии.

Краткое описание марки 38Х2МЮА

Сталь 38Х2МЮА относится к группе легированных жаропрочных сталей, обладающих высокой релаксационной стойкостью (способностью сохранять напряжения при длительном нагружении и нагреве). Основное назначение — изготовление азотируемых деталей, эксплуатируемых при температурах до 450°C, таких как валы, шестерни, втулки, пальцы, плунжеры и другие элементы, подвергающиеся значительным механическим и термическим нагрузкам.

Материал отличается хорошей термостойкостью (до 500°C), устойчивостью к коррозии после азотирования, а также способностью сохранять механические свойства при длительной эксплуатации. Для повышения прочности сердцевины перед азотированием проводится улучшение или нормализация с последующим отпуском.

Нормативная документация

• ГОСТ 4543–71 — сортовой прокат
• ГОСТ 8479–70 — поковки
• ГОСТ 21729–78 — трубы

Расшифровка маркировки 38Х2МЮА

• 38 — среднее содержание углерода (0,38%)
• Х2 — хром (Cr) около 2%
• М — молибден (Mo)
• Ю — алюминий (Al)
• А — повышенная чистота по сере и фосфору

Химический состав стали 38Х2МЮА

Элемент	Содержание, %
Углерод (C)	0,35–0,42
Кремний (Si)	0,2–0,45
Марганец (Mn)	0,3–0,6
Хром (Cr)	1,35–1,65
Молибден (Mo)	0,15–0,25
Алюминий (Al)	0,7–1,1
Медь (Cu)	до 0,3
Никель (Ni)	до 0,3
Сера (S)	до 0,025
Фосфор (P)	до 0,025

Механические свойства стали 38Х2МЮА

Показатель	Значение	Условия
Предел прочности (σв), МПа	980	Пруток, закалка 880°C, отпуск
Предел текучести (σТ), МПа	835	Пруток, закалка 880°C, отпуск
Относительное удлинение (δ5), %	14	Пруток, закалка 880°C, отпуск
Ударная вязкость (KCU), кДж/м²	50	Пруток, закалка 880°C, отпуск
Твердость по Бринеллю (HB)	229–277	Отжиг/закалка и отпуск
Предел выносливости, МПа	441–617	Закалка 940°C, отпуск 500–640°C

Температура критических точек

Ac1, °C	Ac3, °C	Ar1, °C
800	940	730

Физические характеристики

Температура, °C	Плотность, кг/м³	Уд. сопротивление, Ом·м	Модуль упругости, МПа	Теплопроводность, Вт/(м·К)	Коэф. линейного расширения, 10-6 1/°C	Уд. теплоёмкость, Дж/(кг·К)
20	7710	2,09	33×104	—	—	—
100	—	2,02	33×104	11,5	—	496
200	—	1,94	32×104	11,8	—	517
300	—	1,90	31×104	12,7	—	533
400	—	1,81	20×104	13,4	—	546
500	—	1,74	20×104	13,9	—	575
600	—	1,62	28×104	14,7	—	609
700	—	1,47	27×104	14,9	—	638
800	—	1,37	27×104	—	—	676

Технологические особенности

Ковка

• Температура начала ковки: 1240°C (слиток), 1240°C (заготовка)
• Температура конца ковки: 800°C
• Охлаждение: на воздухе в штабелях (до 50 мм), в ящиках (51–100 мм), низкотемпературный отжиг для крупных сечений

Свариваемость

• Для сварных конструкций не применяется

Обрабатываемость резанием

• Коэффициент обрабатываемости (Ku): 0,75 (твердый сплав), 0,55 (быстрорежущая сталь)
• Твердость после закалки и отпуска: 240–277 HB

Флокеночувствительность

• Чувствительна к флокенам (внутренним дефектам типа микротрещин)

Склонность к отпускной хрупкости

• Не склонна

Области применения стали 38Х2МЮА

Сталь 38Х2МЮА востребована в различных отраслях промышленности, где требуется сочетание высокой прочности, термостойкости и коррозионной стойкости после азотирования:

• Машиностроение: валы, шестерни, втулки, пальцы, плунжеры, штоки клапанов, гильзы цилиндров, буксы, тарелки, иглы, азотируемые элементы
• Энергетика: детали паровых турбин, штоки, элементы, работающие в условиях высоких температур и давления
• Авиация и транспорт: детали двигателей внутреннего сгорания, форсунки, элементы топливных систем
• Оборонная промышленность: ответственные детали, требующие высокой усталостной прочности и стабильности размеров

Типы деталей, изготавливаемых из 38Х2МЮА

• Валы и оси
• Шестерни и зубчатые колеса
• Втулки и пальцы
• Плунжеры
• Гильзы цилиндров
• Штоки клапанов
• Форсунки и иглы
• Буксы, тарелки
• Азотируемые элементы сложной формы

Аналоги стали 38Х2МЮА в других странах

Страна	Марка	Стандарт
Германия	1.8509 (41CrAlMo7)	DIN
Англия	905M39	BS
Евросоюз	41CrAlMo7	EN
Испания	F.174	UNE
Италия	41CrAlMo7	UNI
Китай	38CrMoAl	GB
Польша	38HMJ	PN
Франция	40CAD6-12	AFNOR
Чехия	15340	CSN
Швеция	2940	SS
Япония	SACM645	JIS
Южная Корея	SACM645	KS

Отечественные аналоги и заменители

• 20Х3МВФ
• 38ХВФЮ
• 38Х2Ю
• 38Х2ЮА

FAQ по стали 38Х2МЮА

1. Для каких температурных режимов подходит сталь 38Х2МЮА?

Сталь предназначена для работы при температурах до 450°C, кратковременно выдерживает до 500°C. После азотирования сохраняет прочность и коррозионную стойкость в водяном паре, воде и атмосферном воздухе.

2. Можно ли использовать 38Х2МЮА для сварных конструкций?

Нет, данная марка не рекомендуется для сварных конструкций из-за особенностей структуры и склонности к образованию трещин при сварке.

3. Какой режим термообработки оптимален перед азотированием?

Рекомендуется улучшение (закалка и отпуск) или нормализация с последующим отпуском. Для снижения деформаций перед азотированием проводят стабилизирующий отпуск при 620–650°C с охлаждением в печи до 400°C, затем на воздухе.

4. Какие зарубежные аналоги можно использовать при импортозамещении?

Наиболее близкие аналоги: 1.8509 (41CrAlMo7, Германия), 38CrMoAl (Китай), SACM645 (Япония), 905M39 (Англия), 40CAD6-12 (Франция).

5. Какова обрабатываемость стали 38Х2МЮА?

Обрабатываемость резанием составляет 0,75 (по отношению к стандарту) при использовании твердосплавного инструмента и 0,55 — для быстрорежущей стали. Материал склонен к флокеночувствительности, требует аккуратного контроля термообработки.

Заключение

Сталь 38Х2МЮА — оптимальный выбор для изготовления азотируемых деталей, работающих в условиях высоких температур и нагрузок. Благодаря сбалансированному химическому составу и технологическим свойствам, материал широко применяется в машиностроении, энергетике, авиации и других отраслях. Если вы ищете поставщика или хотите получить консультацию по наличию и подбору стали 38Х2МЮА, оставьте заявку на сайте компании «ОборонСпецСплав» — наши специалисты помогут быстро подобрать нужный материал и оформить заказ.