Рекомендации по выбору марки стали и вида её обработки.

Валы и оси. Эксплуатационная стойкость валов определяется усталостной проч-ностью в условиях кручения и изгиба, контактной прочностью и износостойкостью. Малонагруженные, медленно вращающиеся валы изготавливают из сталей 35; 40; 45; Ст3; Ст4; Ст5. Их не подвергают термической обработке. Валы небольших размеров, которые должны обладать повышенной прочностью на изгиб и кручение и уста-лостной прочностью, изготовляют из сталей 40Х (диаметр вала 20–25 мм), 50Х (35–40 мм), 40ХГР (50–56 мм). Их подвергают закалке и отпуску, чаще всего низкотем-пературному при 180–220 °С, реже среднетемпературному при 410–430 °С (для валов с небольшой скоростью вращения). Средненагруженные валы диаметром до 100 мм, ра-ботающие в основном на изгиб и кручение, изготавливают из сталей 45, 40Х и 50Х, подвергая их улучшению. Высоконагруженные валы большого диаметра (свыше 100 мм) изготавливают из сталей 50ХН, 40ХНМА, 34XH3MA, 38ХНЗМФА и подвер-гают улучшению. Для валов, которые должны обладать высокой прочностью в боль-ших сечениях, применяют стали 30ХН2ВФА, 36ХН1МФА, 38ХНЗМФА, 30Х2НВФА, 34ХН1М, 34XH3M, 34ХН1МА, 34XH3MA, 35ХМ, 35ХМА, 38ХМ, подвергаемые улуч-шению. Гладкие, ступенчатые и шлицевые валы, работоспособность которых опреде-ляется контактной выносливостью и износостойкостью, изготавливают из сталей 45 и 50, упрочняя их поверхностной закалкой при индукционном нагреве (с толщиной уп-рочнённого слоя 1,3–2 мм). Если валы должны обладать также и высокой усталостной прочностью, то перед поверхностной закалкой их подвергают улучшению. В этом слу-чае чаще используют стали 40Х, 40ХГГ и др., обеспечивающие повышенную прокали-ваемость. Если требуется высокая износостойкость, то быстроходные валы изготавли-вают из сталей 20Х (25–30 мм), 18ХГТ (60–80 мм), 12ХНЗА (80–100 мм) и подвергают их цементации с последующей нормализацией от температуры 880 °С, закалкой и от-пуском при температуре 170–200°С. В автомобилестроении для изготовления ведуще-го и ведомого валов коробки передач применяют стали 25ХГМ и 25ХГТ (упрочняемые нитроцементацией), 15ХГНТи 15ХГН2ТА (упрочняемые цементацией), 35Х (подвер-гаемую цианированию). Для изготовления цементируемых валов большого диаметра (около 100 мм) с высокой прочностью сердцевины применяют сложнолегированные стали 35Х2ГНТА, 30ХН2МФА, 12Х2Н4А, 20Х2Н4А и др. Когда требуются высокая прочность и особо высокая износостойкость, применяют улучшаемую сталь 38Х2МЮА с последующим азотированием. Для шестерённых и червячных валов, шлицевых валов, валов редукторов используют также стали ЗЗХС, 38ХС, 40ХС после улучшения; 25ХГСА–35ХГСА после улучшения; 40Г, 40Г2, 50Г2 после улучшения. Для торсионных валов применяют стали 33ХС, 38ХС, 40ХС после улучшения и сло-жнолегированные стали 36Х2Н2МФА, 45ХН2МФА, подвергаемые улучшению. Рас-пределительные и карданные валы изготавливают из улучшаемых марганцевых сталей 40Г, 40Г2, 50Г2. Валы и оси особо ответственного назначения изготавливают из сло-жнолегированных улучшаемых сталей 35ХН1М2ФА, 38XH3MA, З8ХНЗМФА. Для из-готовления осей и полуосей применяют улучшаемые стали 30–55, 30Г2, 40Г2, 30Х–50Х, 40ХФА, 47ГТ, 40ГТР, 38ХГН, 30ХРА. Тяжелонагруженные оси, работающие при больших ударных нагрузках и изнашивании, можно изготавливать из сталей 25Х2ГНТА, 20Х2Н4А и 12ХНЗА, подвергаемых цементации.

Коленчатые валы. Обычно изготавливают из сталей, в ряде случаев из высоко-прочных и ковких чугунов. Коленчатые валы автотракторных двигателей изготавлива-ют из сталей 40, 45, 40Х, 40Г. Для коленчатых валов быстроходных двигателей приме-няют улучшаемые стали 40Х, 40ХН, 40ХФА, 45Х. Шейки валов подвергают поверх-ностной закалке ТВЧ и самоотпуску (стали 40Х, 40ХН, 40ХФА) или азотированию (сталь 45Х). Для повышения усталостной прочности галтели иногда упрочняют обкат-кой роликами или подвергают дробеструйному наклёпу. Высоконагруженные коленча-тые валы изготавливают из улучшаемых сталей 40ХНМА и 18Х2Н4ВА, подвергаемых иногда азотированию. Коленчатые валы дизельных двигателей изготавливают из ста-лей 18Х2Н4ВА, 18Х2Н4МА, 14Х2НЗМА, подвергаемых улучшению и азотированию или закалке и отпуску при температуре 200 °С.

Шпиндели. Должны обладать высокой поверхностной твёрдостью и износо-стойкостью. Шпиндели для станков нормальной и повышенной точности изготовляют из сталей 50 и У8 и упрочняют поверхностной закалкой с нагревом ТВЧ или объёмной закалкой с отпуском. Шпиндели станков особо высокой точности упрочняют цемента-цией или азотированием. Для цементуемых шпинделей применяют стали 20Х, 18ХГТ, 12ХНЗА после закалки и отпуска при температуре 170–210 °С. Азотируемые шпинде-ли изготовляют из сталей 18ХГТ, 40ХФА и 38Х2МЮА.

Зубчатые колеса. Для тяжелонагруженных (силовых) зубчатых колёс применя-ют легированные цементуемые стали 20ХГНМ, 18ХГТ, 30ХГТ, 12ХНЗА, 18Х2Н4ВА, 20ХНМ, 25Х2ГНТА и нитроцементуемые стали 40Х, 25ХГТ, 25ХГМ. Для средненаг-руженных колёс применяют также стали 45, 50, 40Х, 50Х, упрочняя колеса по контуру зубьев (в том числе и во впадинах) закалкой ТВЧ или объёмной закалкой с последую-щим отпуском при температуре 180–220 °С. Для средне- и малонагруженных колёс применяют улучшаемые стали 40, 45, 50Г, 40Х, 30ХГС (при единичном и мелко-серийном производстве). Ведущие и ведомые цилиндрические и конические шестерни редукторов и главной передачи грузовых автомобилей ЗИЛ изготовляют из экономно легированных сталей 18ХГТ, 25ХГТ, автомобилей ВАЗ — из сталей 20ХГНМ и 19ХГН, автомобилей ГАЗ — из сталей 20ХГР и 20ХНМ (с использованием цемента-ции или нитроцементации). В последнее время для изготовления зубчатых колёс зад-него моста автомобиля применяют сталь 25ХГНМАЮ, что обеспечивает повышение их долговечности на 30% по сравнению с серийными зубчатыми колёсами из стали 20ХГНМ. Наиболее нагруженные шестерни большегрузных автомобилей изготовляют из сталей 12ХНЗА (автомобиль МАЗ), 15ХГН2ТА и 15Х2ГНТРА (ЯМЗ), 20ХГН2ТА и 15ХГН2ТА (КрАЗ), подвергаемых цементации или нитроцементации. Излишне высо-кая твёрдость сердцевины снижает предел выносливости зубьев и увеличивает опас-ность их хрупкого разрушения. Некоторые шестерни заднего моста изготавливают из стали 55ПП и упрочняют поверхностной закалкой при глубинном нагреве. Мало- и средненагруженные зубчатые колеса (шестерни коробки передач, ведомые шестерни главной передачи для тракторов) изготавливают из сталей 18ХГТ, 25ХГТ, 20ХГНР, 20ХНР, 20Х с упрочнением цементацией на глубину 1,2–1,8 мм или нитроцементацией на глубину 0,8– 1,2 мм. Если зубчатые колеса должны обладать повышенной износо-стойкостью, то их изготавливают из улучшаемых сталей 40, 45, 40Х, 40ХС, а поверх-ность упрочняют закалкой ТВЧ. Толщина упрочнённого слоя находится в пределах 1,5–2,5 мм. Тяжело нагруженные зубчатые колеса (например, шестерни тракторов) из-готавливают из цементуемых или нитроцементуемых сталей 20ХГНР, 20ХНР, 20ХНЗА. В станкостроении зубчатые колеса изготавливают из цементуемых сталей 20Х и 18ХГТ или из стали 40, подвергаемой контурной поверхностной закалке ТВЧ. Высоконагруженные колеса изготавливают иногда из цементуемой стали 20ХНМ или нитроцементуемой стали 25ХГТ, а особо нагруженные — из сталей 12ХНЗА (с цемен-тацией) или 25Х2ГНТА (с нитроцементацией). Азотированию подвергают мало- и средненагруженные колеса сложной конфигурации, изготовляемые из сталей 40Х или 40ХФА. После азотирования проводят только притирку или хонингование зубьев.

Трубчатые детали (втулки, гильзы и т.д.) Изготавливают из азотируемых ста-лей 40ХФА, 30XH3BA, 38Х2МЮА или цементуемых сталей 20Х (толщина стенки 14–18 мм), 18ХГТ (40–45 мм), 12ХНЗА (70–75 мм).

Нормали (болты, винты, гайки, шпильки и т.д.) изготовляют из нормализуемых сталей 40, 40Х, 30ХГС (малонагруженные детали), улучшаемых сталей 40, 40Х, 30ХГС (средненагруженные детали) и улучшаемых или нормализуемых сталей 40ХН, 40ХНМА (высоко- и сложнонагруженные детали).