1. Углеродистые качественные стали

Широко распространены углеродистые стали и стали легированные бором: 30, 40, 45, 50, 30Р, 40Р, 50Р. Имеют низкую стоимость, обладают низкой прокаливаемостью. Применяются для деталей сечением 10...15 мм.

Для увеличения прокаливаемости в углеродистую сталь добавляют  0,004 % бора. Он практически не изменяет механические свойства стали, но повышает порог хладноломкости до -20 С.

рис. 94. Влияние углерода на механические свойства углеродистой стали.

На рис. 94 показано влияние углерода на механические свойства углеродистой стали.

2. Низколегированные хромистые стали: 30Х, 40Х, 50Х, 40ХР.

Хром измельчает зерно, увеличивает прокаливаемость до 40 мм при закалке в воду. При меньших сечениях детали охлаждают в масле. Порог хладноломкости сталей  ‑40 С. добавки бора повышают его до -30 С и увеличивают прокаливаемость.

3. Низколегированные безникелевые стали

40ХГ, 40ХГР, 30ХГТ, 35ХГФ, 38ХС, 30ХМА, 30Х3МФ...

Содержат хром ~ 1 %, около 0,8 % марганца (для увеличения прокаливаемости), кремний  0,8 % (для повышения прочности) и молибден или ванадий (предупреждают рост зерна в процессе нагрева под закалку).

Стали, не содержащие молибден, склонны к отпускной хрупкости 2 рода. Порог хладноломкости около -20 С. Стали типа 30ХМА, 30Х3МФ имеют Т_х около -60 С.

Безникелевые стали имеют достаточно высокую прокаливаемость порядка 60...120 мм при охлаждении в масле. Их используют для изготовления массивных деталей повышенной ответственности.

4. Никелевые стали

40ХН, 45ХН, 50ХН, 38ХГН, 30ХН3А, 30ХН2МА, 40ХНМ и др.

Содержат хром, марганец, молибден и никель до трех процентов. Никель чаще применяют совместно с хромом. Это сочетание сильно увеличивает прокаливаемость, а сам никель повышает вязкость и снижает температуру хрупко-вязкого перехода. Для повышения прокаливаемости, применяют стали содержащие до 0,8 % марганца или 0,004 % бора. Прокаливаемость их составляет более 100 мм.

Присутствие марганца повышает Т_х до -20 С. Стали, содержащие хром и никель, в улучшенном состоянии имеют температуру Т_х до -60 С. С повышенным содержанием никеля или содержащие молибден – Т_х до -­80 С. Поэтому они применяются для машин и механизмов северного исполнения.

5. Сложнолегированные стали

Применяются для изготовления крупногабаритных изделий высокой ответственности. Их легируют хромом до 3 %, никелем до 4 %, молибденом до 2 %. Вводят ванадий (0.1...0,18 %) для измельчение зерна, иногда вольфрам до 1,0 %, как упрочнитель. Т_х - (-80...-100 С). Высокая прокаливаемость (>200 мм).

Типичные марки и назначение:

38Х2Н2МА – коленчатые валы, шатуны, болты, шпильки...

25Х2Н2МА, 20ХН4А – крупногабаритные детали дизелестроения...

38ХН3МФА, 30ХН2МФА – валы, цельнокованые роторы паровых турбин, диски, детали редукторов, особо ответственные детали компрессоров...

36Х2Р2МФА – торсионные валы, зубчатые колеса, гребные винты...

Л 8. Высокопрочные стали. – 2 ч.

Высокопрочные низколегированные стали.