38ХН3МФА

Массовая доля элементов, %

НД

Температура критических точек, °C

C

Si

Mn

S

P

Cr

Ni

Mo¹

V

Cu

Ac₁

Ac₃

Мк

Мн

0,33-0,40

0,17-0,37

0,25-0,50

≤ 0,025

≤ 0,025

1,20-1,50

3,00-3,50

0,35-0,45

0,10-0,18

≤ 0,30

ГОСТ 4543-71

725

775

300

250

0,34-0,42

≤ 0,37

0,25-0,55

≤ 0,022

≤ 0,025

1,20-1,50

3,00-3,40

0,35-0,45

0,10-0,20

≤ 0,25

ТУ 108.1029-81

¹По заказу потребителя сталь может изготовляться с массовой долей Mo– 0,20-0,30%.

Допускается легирование Tiдо 0,08%, Bдо 0,005% и Yдо 0,006%.

Массовая доля Nв кислородно-конверторной стали не должна превышать для тонколистового проката и ленты 0,006%, для остальных видов проката – 0,008%.

Механические свойства при комнатной температуре

НД

Режим термообработки

Сечение, мм

σ_0,2, Н/мм²

σ_в, Н/мм²

 δ, %

ψ, % 

KCU, Дж/см²

HRC

НВ

Операция

t, °C

Охлаждающая среда

не менее

ГОСТ  4543-71

Отжиг

--

--

Свыше 5

Не определяются

--

≤ 269

Закалка

Отпуск

850

600

Масло

Воздух

До 80

1080

1180

12

50

78

--

--

Свыше 80 до 150

1080

1180

10

45

70

--

--

Свыше 150

1080

1180

9

40

66

--

--

НД

Режим термообработки

Сечение, мм

σ_0,2, Н/мм²

σ_в, Н/мм²

 δ, %

ψ, % 

KCU, Дж/см²

HRC

КП

Операция

t, °C

Охлаждающая среда

не менее

ГОСТ 8479-70

ОСТ 108.958

.04-85

Закалка

Отпуск

840-860

580-640

Масло

Воздух

100-300

785

930

11

35

49

293-331

785

300-500

785

930

10

30

39

785

Нормализация

До 100

785

930

12

40

59

293-331

785

Закалка

Отпуск

840-860

580-640

Масло

Воздух

500-800

735

880

--

--

--

277-321

735

Нормализация

100-300

735

880

12

35

49

277-321

735

Закалка

Отпуск

840-860

580-640

Масло

Воздух

500-800

685

835

10

30

39

262-311

685

Нормализация

100-300

685

385

12

38

49

262-311

685

300-500

685

835

11

33

39

685

Закалка

Отпуск

840-860

580-640

Масло

Воздух

500-800

640

785

10

30

39

248-293

640

НД

Режим термообработки

Сечение, мм

t, °C

σ_0,2, Н/мм²

σ_в, Н/мм²

 δ, %

ψ, % 

KCU, Дж/см²

HRC

КП

Операция

t, °C

Охлаждающая среда

не менее

ГОСТ  23304-78

Закалка

Отпуск

850-880

600-680

Масло или вода

Воздух 

До 200

20

Болты и шпильки

686-853

784

15

40

59

241-311

685

350

539

--

--

--

--

--

--

20

784-951

882

14

40

59

262-331

785

350

637

--

--

--

--

--

--

20

882-1078

980

11

35

59

277-352

880

350

735

--

--

--

--

--

--

Закалка

Отпуск

850-880

600-680

Масло или вода

Воздух 

До 200

20

Гайки, плоские подкладные шайбы, выпуклые и вогнутые сферические шайбы

637-804

686

15

40

59

229-277

640

350

490

--

--

--

--

--

--

20

686-853

784

14

40

59

241-311

685

350

539

--

--

--

--

--

--

Закалка

Отпуск

850-880

600-680

Масло или вода

Воздух 

До 200

20

784-951

882

14

40

59

262-331

785

350

637

--

--

--

--

--

--

20

882-1078

980

11

35

59

277-352

880

350

735

--

--

--

--

--

--

Механические свойства при различных температурах

Примечания.

1. Для гаек групп качества 0 и 0а среднее арифметическое значений ударной вязкости должно быть не менее 59 Дж/см², при этом на одном образцеминимальное значение KCV– 41 Дж/см². При испытании на тангенциальных образцах допускается снижение значений KCVна 25%.

2. Критическая температура хрупкости Т_к на образцах типа 11 по ГОСТ 9454-78 для болтов и шпилек групп качества 0 и 0а должна быть не выше минус 10°С. Критическая температура хрупкости – температура перехода материала от хрупкого разрушения отрывом к вязкому разрушению сдвигов.

3. При определении механических свойств заготовок гаек и шайб на тангенциальных образцах допускается снижение механических свойств относительно норм для σ_0,2, σ_в, δ, ψ, KCVсоответственно на 5, 5, 20, 25%.

4. Режимы отпуска и старения являются рекомендуемыми и могут назначаться по согласованию с головной материаловедческой организацией. Режимы закалки, нормализации и аустенитизации могут уточняться по согласованию с головной материаловедческой организацией.

5. Допускается в качестве закалочных сред применение водных растворов полимерных соединений.

6. При массовой доле вольфрама более 0,07% допускается увеличение максимальной температуры закалки до 910°С.

7. На резьбовые детали, которые по условиям работы соответствуют болтам, шпилькам или гайкам (футорки, резьбовые втулки и т.д.), распространяются технические требования, предъявляемые к перечисленным деталям.

8. Для крепежных деталей групп качества 0,0а и 1 производить дополнительно определение ударной вязкостиKCVна образцах типа 11 по ГОСТ 9454-78.

9. В процессе изготовления крепежных деталей поверхности, окончательно подготовленные для нанесения резьбы, должны быть подвергнуты контролю магнитным опытом или цветной дефектоскопией при диаметре 110 мм и более.

Для болтов и шпилек групп качества 3 и 3а контролируют детали диаметром резьбы М24 и более.

10. Рекомендуется для шпилек и болтов применять сталь с КП 640, КП 785, КП 880; для гаек и плоских подкладных шайб – с КП 640, КП 685; для сферических шайб выпуклых – с КП 640, КП 685; для сферических шайб вогнутых – с КП 785.

11. Ультразвуковой контроль (УЗК) проводят на заготовках, прошедших окончательную термическую обработку. При проведении повторной полной термической обработки заготовок должен проводиться повторный УЗК. Для деталей, подвергаемых химико-термической обработке, УЗК проводят по химико-термической обработки.

НД

Режим термообработки

Сечение, мм

t, °C

σ_0,2, Н/мм²

σ_в, Н/мм²

δ, %

ψ, %

KCU, Дж/см²

HB

КП

Операция

t, °C

Охлаждающая среда

не менее или в пределах

ТУ

14-1-5036-91

Закалка

Отпуск

850-880

620-680

Вода или масло

Воздух

До 80

20

810-1080

980

11

35

59

277-351

890

350

735

--

--

--

--

--

--

20

785-950

880

14

40

59

262-332

785

350

635

--

--

--

--

--

--

20

685-850

785

15

40

59

241-311

685

350

540

--

--

--

--

--

--

Примечания.

1. Критическая температура хрупкости, Т_к, не выше плюс 40°С. (Т_к подтверждают по требованию потребителя для проката размером свыше 16 мм).

2. Ультразвуковой контроль проводят по ГОСТ 21120-75.

3. Неметаллические включения определяют по ГОСТ 1778-70 методом Ш4.

4. Контроль ударной вязкости проводят для проката размером свыше 16 мм на образцах типа Iпо п. 11 ГОСТ 9454-78.

НД

Режим термообработки

Сечение, мм

t, °C

σ_0,2, Н/мм²

σ_в, Н/мм²

δ, %

ψ, %

KCU, Дж/см²

HB

КП

Операция

t, °C

Охлаждающая среда

не менее

ТУ 108.11.

853-87

Закалка

Отпуск

850-880

600-680

Масло или вода

воздух

До 200

20

685-850

785

15

40

59

241-311

685

350

540

--

--

--

--

--

--

20

785-950

880

14

40

59

262-331

785

350

640

--

--

--

--

--

--

20

880-1080

980

11

35

59

277-352

880

350

735

--

--

--

--

--

--

Примечания.

1. Для деталей, работающих при температуре не более 100°С, испытание механических свойств производится при температуре 10°С. Для деталей, работающих при температуре не более 100°С, но не более 300°С, испытание механических свойств производится при температурах 20°С и 350°С.

2. Значения механических свойств относятся к продольным образцам.

В случае испытания механических свойств на тангенциальных или радиальных образцах допускается снижение механических свойств от норм таблицы: при испытании на тангенциальных образцах: временного сопротивления разрыву (σ_в,) и условно предела текучести (σ_0,2) – на 5% каждого; относительного удлинения  (δ) и ударной вязкости (KCU) – на 25% каждого; каждого относительного сужения (ψ) – на 20%; при испытании на радиальных образцах: временного сопротивлению разрыву (σ_в,) и условного предела текучести (σ_0,2) – на 10% каждого; относительного удлинения (δ) и относительного сужения (ψ) – на 35% каждого; ударной вязкости (KCU) – на 40% .

Механические свойства

3. Для заготовок I, II, III групп твердость является сдаточной характеристикой.

Для заготовок II и III групп с высокой твердостью (HRC, ≥ 33,5), термообработанных с припуском по конфигурации детали и длинномерных заготовок (более 2-х метров) допускается определение механических свойств производить на одной заготовке или пробе с нормами твердости, находящимися в пределах заданной категории прочности для всех заготовок партии.

4. Для заготовок IVи Vгрупп твердость не является сдаточной характеристикой, но заносится в сертификат.

5. Для деталей, на которые распространяются «Правила устройства и безопасной эксплуатации оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок», производится 100% ультразвуковой контроль.

НД

Режим термообработки

Сечение, мм

σ_0,2, Н/мм²

σ_в, Н/мм²

 δ, %

ψ, % 

KCU, Дж/см²

HRC

НВ

Операция

t, °C

Охл. среда

не менее

ГОСТ 108.11

.889-87

Термообработанные

250

300

300

350

350

350

883¹

784¹

735¹

686¹

588¹

490¹

1010

930

883

834

735

657

12

13

13

14

14

14

30

35

35

35

40

40

39

39

49

49

49

54

--

--

--

--

--

--

--

--

--

--

--

--

¹Образцы тангенциальные.

НД

Режим термообработки

Сечение, мм

σ_0,2, Н/мм²

σ_в, Н/мм²

δ, %

ψ, %

KCU, Дж/см²

HRC

HB

Операция

t, °C

Охл. среда

не менее

ТУ 108.13.

32-88

Закалка

Отпуск

801-1100

1101-1500

590

590

735

735

10

10

30

30

39

34

--

--

235-277

235-277

НД

Режим термообработки

Сечение, мм

σ_0,2, Н/мм²

σ_в, Н/мм²

δ, %

ψ, %

KCU, Дж/см²

HRC

HB

Операция

t, °C

Охл. среда

не менее или в пределах

ТУ 108.

1029-81

Закалка

Отпуск

840-860

580-640

Масло

Воздух

Валы и роторы

838-834

638-834¹

667-834

667-834¹

804

765

834

834

14

11

14

10

40

32

40

30

59

44

59

44

--

--

--

--

150

120

150

120

¹Образцы тангенциальные.

Назначение.Крепеж (болты, шпильки, гайки, плоские подкладные, выпуклые и вогнутые сферические шайбы). Крышки реактора, валы и роторы паровых турбин и другие особо ответственные тяжело нагруженные детали, детали компрессионных машин.

Максимальная допускаемая температура применения для деталей АЭС 500°С (ПНАЭГ-7-008-89).

Предел выносливости, Н/мм²

Термообработка

Ударная вязкостью KCU, Дж/см²,

при t, °C

Термообработка

σ_-1

τ_-1

N

+20

-20

-40

-60

412

--

5×10⁶

Закалка. Высокий отпуск.

σ_0,2 = 1030 Н/мм²

90

85

78

70

Закалка 850°С, масло.

Отпуск 600°С, воздух

500

--

2×10⁷

Закалка 870°С, 1 ч, масло. Отпуск

700-720°С, 2 ч,  σ_в = 980 Н/мм²

83

71

63

57

Закалка 850°С, масло.

Отпуск 550°С, воздух

Механические свойства при различных температурах

НД

Режим термообработки

Сечение, мм

t, °C

σ_0,2, Н/мм²

σ_в, Н/мм²

δ, %

ψ, %

KCU, Дж/см²

HB

Операция

t, °C

Охл. среда

не менее

Закалка

Старение

850

600

Масло

Воздух

Образцы

100

200

300

400

500

600

700

800

1130

1080

1060

980

830

520

170

88

1260

1210

1180

1080

880

590

200

98

13

13

15

17

19

26

80

58

53

54

59

65

75

87

98

98

--

--

--

--

--

--

--

--

--

--

--

--

--

--

--

--

Механические свойства в зависимости от температуры отпуска

НД

Режим термообработки

Сечение, мм

t_отп, °C

σ_0,2, Н/мм²

σ_в, Н/мм²

 δ, %

ψ, % 

KCU, Дж/см²

HRC

Операция

t, °C

Охлаждающая среда

не менее

[4]

Закалка

850

Масло

Образцы

200

300

400

500

600

1590

1470

1400

1290

1130

1800

1680

1540

1370

1200

11

9

10

11

14

43

46

45

45

55

60

40

48

59

88

51

47

45

43

38

Механические свойства прутков в зависимости от сечения

НД

Режим термообработки

Сечение, мм

σ_0,2, Н/мм²

σ_в, Н/мм²

δ, %

ψ, %

KCU, Дж/см²

HRC

Операция

t, °C

Охлаждающая среда

не менее

[4]

Закалка  Отпуск

850

560

Масло

Воздух

30²

50²

200²

200³

1250

1210

1070

1210

1330

1300

1150

1260

13

13

13

12

52

52

40

49

70

73

80

70

--

--

--

--

Закалка  Отпуск

850

600

Через воду в масло

Воздух

80²

120²

160²

160²

240²

240³

1130

1110

1150

1160

1070

1070

1190

1170

1200

1220

1130

1210

14

14

13

15

13

14

52

52

50

50

50

53

84

93

88

75

85

78

--

--

--

--

--

--

²Центр.

³Поверхность.

Количество мартенсита, %

Критическая твердостьHRC

Критические диаметр, мм, при закалке (840°С) [4]

В воде

В масле

В селитре

На воздухе

--

56-59

--

150

--

--

Технологические характеристики [1]

Ковка

Охлаждение поковок, изготовленных

Вид полуфабриката

Температурный интервал ковки, °C

из слитков

из заготовок

Размер сечения, мм

Условия охлаждения

Размер сечения, мм

Условия охлаждения

Слиток

1180-780

До 100

В яме

До 100

В яме

Заготовка

1180-780

˃ 100

Отжиг низкотемпературный

˃ 100

Отжиг низкотемпературный

Прокаливаемость[4]

Термообработка

Расстояние от торца

3

10

20

30

40

50

70

--

HRC

50,5

50

49,5

49

49

48,5

48

Свариваемость

Обрабатываемость резанием

Флокеночувствительность

Не применяется для сварных конструкций

В закаленном и отпущенном состоянии 

при ≤ 331 НВ иσ_в, = 835 Н/мм²

K_v= 0,7 (твердый сплав)

K_v= 0,5 (быстрорежущая сталь)

Повышенно чувствительна

Склонность к отпускной хрупкости

Не склонна