38ХН3МФА

Сталь 38ХН3МФА

Обработка металлов давлением. Поковки	ГОСТ 8479-70, ОСТ 5Р.9125-84, ОСТ 26-01-135-81, ТУ 3-896-78, ТУ 108-1029-81, ТУ 108-11-910-87, ТУ 108-11-921-87, СТ ЦКБА 010-2004, ТУ 108-11-342-87
Сортовой и фасонный прокат	ГОСТ 1133-71, ГОСТ 8319.0-75, ГОСТ 2590-2006, ГОСТ 2591-2006, ГОСТ 2879-2006
Листы и полосы	ГОСТ 103-2006
Сортовой и фасонный прокат	ГОСТ 1051-73, ГОСТ 4543-71, ГОСТ 7417-75, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78, ГОСТ 14955-77, ТУ 14-1-2118-77, ТУ 14-11-245-88, ТУ 14-1-1271-75, ТУ 14-136-367-2008
Болванки. Заготовки. Слябы	ОСТ 3-1686-90, ТУ 108-11-440-87, ТУ 108.11.889-87, ТУ 14-1-1937-77, ТУ 14-1-4944-90, ТУ 14-1-4797-90
Термическая и термохимическая обработка металлов	СТ ЦКБА 026-2005
Листы и полосы	ТУ 14-1-5036-91
Баллоны стальные	ТУ 14-159-257-98

Сталь 38ХН3МФА применяется для производства колец турбогенераторов и наиболее ответственных тяжелонагруженных деталей, работающих при температурах до +400 °С; тяжелонагруженных деталей трубопроводной арматуры; кованых заготовок деталей к роторам трубогенераторов.

Примечание: Сталь конструкционная высококачественная хромоникельмолибденованадиевая.

Химический состав стали 38ХН3МФА

НТД	C	S	P	Mn	Cr	W	V	Ti	Si	Ni	Mo	Fe	Cu
ТУ 108.11.889-87	0,33-0,40	≤0,025	≤0,025	0,25-0,50	1,20-1,50	≤0,20	0,10-0,18	≤0,030	0,17-0,37	3,00-3,50	0,35-0,45	Основа	≤0,30
ГОСТ 4543-71	0,33-0,40	≤0,025	≤0,025	0,25-0,50	1,20-1,50	≤0,20	0,10-0,18	≤0,030	0,17-0,37	3,00-3,50	0,35-0,45	Основа	≤0,30

По ГОСТ 4543-71 регламентировано содержание в особовысококачественной стали: P≤0,025%; S≤0,015%; Сu≤0,25%.

По ТУ 108.11.889-87 допускаются отклонения по химическому составу: по углероду ±0,010 %, по хрому ±0,050 %, по марганцу ±0,020 %, по молибдену ±0,020 %, по ванадию ±0,020 %, по никелю -0,10 %, по кремнию +0,020 %.
Суммарное содержание серы и фосфора не должно быть более 0,036 % при выплавке дуплекс-процессом и в электропечи. Содержание серы и фосфора после применения установки внепечного рафинирования и вакуумирования (УВРВ) не должно быть более 0,010 % и 0,012 % соответственно, при сумме серы и фосфора не более 0,020 %.

Выплавка стали должна производиться по технической документации изготовителя с применением установки УВРВ. Допускается выплавка стали в кислой мартеновской печи дуплекс-процессом или в основной электродуговой печи.

Механические свойства стали 38ХН3МФА

Механические свойства при 20°С

Состояние поставки	Сечение (мм)	t отпуска (°C)	σ_Т\|σ_0,2 (МПа)	σ_B (МПа)	δ₅ (%)	ψ (%)	KCU (кДж/м²)	HRC
Закалка в масло (или через воду в масло) от 840-860 °C (выдержка 2,5-4,5 часа в зависимости от толщины и массы заготовки) с последующим отпуском в масле или на воздухе
	≤100	570-580	980-1078	1176	7	35	490	39,6-43,5
	≤150	580-590	880-980	1078	10	35	490	34,8-42,5
	≤240	590-600	785-880	980	10	38	490	30,9-38,6
	≤350	600-620	675-785	882	10	40	588	28,0-38,6
заготовки деталей трубопроводной арматуры	≤30	550-570	1176-1274	1372	7	35	392	42,5-46,4
Закалка в масло с 850 °С + отпуск при 600 °С, охлаждение на воздухе
Пруток	25		1080	1180	12	50	765

Механические свойства прутков в зависимости от сечения

Состояние поставки	Сечение (мм)	σ_Т\|σ_0,2 (МПа)	σ_B (МПа)	δ₅ (%)	ψ (%)	KCU (кДж/м²)
Закалка в масло с 850 °С + отпуск при 560 °С, охлаждение на воздухе (указано место вырезки образца)
край	160-200	1210	1260	12	49	687
центр	≤30	1250	1330	13	52	687
центр	160-200	1070	1150	13	40	785
центр	30-50	1210	1300	13	52	716
Закалка через воду в масло с 850 °С + отпуск при 600 °С, охлаждение на воздухе (указано место вырезки образца)
край	120-160	1160	1220	15	54	736
край	200-240	1170	1210	14	53	765
центр	120-160	1150	1200	13	40	863
центр	200-240	1070	1130	13	50	834
центр	50-80	1130	1190	14	52	824
центр	80-120	1110	1170	14	52	912

Механические свойства поковок

Состояние поставки	σ_Т\|σ_0,2 (МПа)	σ_B (МПа)	δ₅ (%)	ψ (%)	KCU (кДж/м²)
Кованые заготовки колец турбогенераторов ТЭС до 500 МВт I-VIII категорий по ТУ 3-896-78 (образцы тангенциальные)
I категория	294	491	16	30	294
II категория	392	589	16	30	491
III категория	491	687	16	30	392
IV категория	589	765	16	35	491
V категория	687	834	14	35	491
VI категория	785	932	13	35	392
VII категория	883	1010	12	30	392
VIII категория	981	1079	11	30	294

Механические свойства в зависимости от сечения поковки и режима термообработки

Состояние поставки	Сечение (мм)	σ_Т\|σ_0,2 (МПа)	σ_B (МПа)	δ₅ (%)	ψ (%)	KCU (кДж/м²)	HB
Закалка + отпуск (поковки)
КП 640	500-800	640	785	10	30	383	248-293
КП 685	500-800	685	835	10	30	383	262-311
КП 735	500-800	735	880				277-321
КП 785	100-300	785	930	11	35	481	293-331
КП 785	300-500	785	930	10	30	383	293-331
Нормализация (поковки)
КП 685	100-300	685	835	12	38	481	262-311
КП 685	300-500	685	835	11	33	383	262-311
КП 735	100-300	735	880	12	35	481	277-321
КП 785	≤100	785	930	12	40	579	293-331

Механические свойства в зависимости от температуры отпуска

t отпуска (°C)	σ_Т\|σ_0,2 (МПа)	σ_B (МПа)	δ₅ (%)	ψ (%)	KCU (кДж/м²)	HRC
Закалка в масло с 850 °С + отпуск
200	1590	1800	11	43	589	52
300	1470	1080	9	46	490	48
400	1400	150	10	45	471	46
500	1290	1370	11	45	579	44
600	1130	1200	14	55	540	39

Технологические свойства стали 38ХН3МФА

Свариваемость	Не применяется для сварных конструкций.
Склонность к отпускной хрупкости	Не склонна.
Температура ковки	Начала - 1180 °C, конца - 780 °C. Сечения до 100 мм охлаждают в яме, свыше 100 мм подвергаются низкотемпературному отжигу.
Флокеночувствительность	Повышенно чувствительна.

Температура критических точек стали 38ХН3МФА

Критическая точка	Температура °C
AC1	725
AC3	775
AR3	300
AR1	250
MN	260

Ударная вязкость стали 38ХН3МФА

Состояние поставки \ температура	+20	-20	-40	-60
Закалка в масло с 850 °C + отпуск при 550 °C, охлаждение на воздухе	814	697	618	559
Закалка в масло с 850 °C + отпуск при 600 °C, охлаждение на воздухе	883	834	765	687

Твёрдость стали 38ХН3МФА

Состояние поставки, режим термообработки	HB
После отжига	269

Предел выносливости стали 38ХН3МФА

Термообработка, состояние стали	σ_-1 (МПа)	n	σ_B (МПа)	σ_0,2 (МПа)
Закалка. Высокий отпуск.	412	5Е+6		1030
Закалка в масло с 870 °C, выдержка 1 ч. + отпуск при 700-720 °C (выдержка 2 ч.)	500	2Е+7	980

Прокаливаемость стали 38ХН3МФА

Расстояние от торца, мм	3	10	20	30	40	50	70
Твердость, HRC	51,5	51	50,5	50	50	49,5	49

Термообработка	Крит. диам. в масле	Расст. от охлаждаемого конца, мм
Закалка в масло с 840 °C	150	57-60

Кратковременная теплопрочность стали 38ХН3МФА

Температура испытания °C	σ_0,2, МПа	σ_B, МПа	δ₅, %	ψ, %
100	1130	1260	13	53
200	1080	1210	13	54
300	1060	1180	15	59
400	980	1080	17	65
500	830	880	19	75
600	520	590	26	87
700	170	200	80	98
800	88	98	58	98

Физические свойства стали 38ХН3МФА

Температура испытания, °С	0	20	100	200	300	400	500	600	700	800	1000
Модуль нормальной упругости (Е, ГПа)	210	210	203	197	190	184	176	170	154	137
Модуль упругости при сдвиге кручением (G, ГПа)	83		80	77	75	72	69	66	60	53
Плотность (ρ, кг/м³)	7900	7900
Коэффициент теплопроводности (λ, Вт/(м · °С))	34	34	34	34	33	32	32	30	29	28
Уд. электросопротивление (R, МОм · м)	300	300	321	365	437	516	613	750	897	1080
Коэффициент линейного расширения (α · 10^-6 1/°С)			12	12,5	12,9	13,3	13,6	13,8	13,8	13,8	10,7
Удельная теплоемкость (С, Дж/(кг · °С))			496	508	525	538	567	601	672	672	697