Сталь EN 10263-4 37Cr4: Закалённая и отпущенная сталь для холодной объёмной штамповки высокопрочных винтов класса 8.8

Обзор материала

Сталь 37Cr4 (по EN 10263-4) — это хромистая сталь для холодной объёмной штамповки (cold heading / cold upsetting), предназначенная для изготовления высокопрочных крепежных изделий: болтов, винтов, шпилек класса прочности 8.8 (и 9.8) в толстом диаметровом диапазоне (обычно > 16 мм, до 39 мм и выше).

Сталь обладает сбалансированным химическим составом, обеспечивающим хорошую пластичность при холодной деформации (степень деформации средняя–высокая) и высокую прочность после закалки и отжимки. Хром (0,9–1,2%) обеспечивает закаляемость в крупных сечениях.

Химический состав (масс.%)

Элемент	Содержание, %
Углерод (C)	0,34 – 0,41
Хром (Cr)	0,9 – 1,2
Марганец (Mn)	0,6 – 0,9
Кремний (Si)	≤ 0,40
Фосфор (P)	≤ 0,04
Сера (S)	≤ 0,035

Механические свойства (после закалки + высокой отжимки, на прокате/штамповке)

Свойство	Температура	Значение
Модуль упругости (E)	-100 °C	217 ГПа
	20 °C	212 ГПа
	100 °C	207 ГПа
	200 °C	199 ГПа
	300 °C	192 ГПа
	400 °C	184 ГПа
	500 °C	175 ГПа
	600 °C	164 ГПа
Относительное удлинение при разрыве (A)	20 °C	11 – 13 %
Коэффициент Пуассона (ν)	20 °C	0,28
Относительное сужение площади (Z)	20 °C	35 – 40 %
Предел прочности при растяжении (Rm)	20 °C	750 – 1150 МПа
Предел текучести (Rp0,2)	20 °C	510 – 750 МПа

Физические и термические свойства

Свойство	Температура	Значение	Примечание
Коэффициент линейного теплового расширения (α)	-100 °C	1,05·10⁻⁵ 1/К
	20 °C	1,15·10⁻⁵ 1/К
	100 °C	1,21·10⁻⁵ 1/К
	200 °C	1,27·10⁻⁵ 1/К
	300 °C	1,32·10⁻⁵ 1/К
	400 °C	1,36·10⁻⁵ 1/К
	500 °C	1,40·10⁻⁵ 1/К
	600 °C	1,44·10⁻⁵ 1/К
Температура плавления	—	1382 – 1529 °C	Типично для хромистой стали
Удельная теплоёмкость (c)	-100 °C	423 Дж/(кг·К)
	20 °C	461 Дж/(кг·К)
	100 °C	479 Дж/(кг·К)
	200 °C	499 Дж/(кг·К)
	300 °C	517 Дж/(кг·К)
	400 °C	536 Дж/(кг·К)
	500 °C	558 Дж/(кг·К)
	600 °C	587 Дж/(кг·К)
Теплопроводность (λ)	20 °C	45,1 Вт/(м·К)
	100 °C	45,1 Вт/(м·К)
	200 °C	44,1 Вт/(м·К)
	300 °C	41,9 Вт/(м·К)
	400 °C	39,4 Вт/(м·К)
	500 °C	36,9 Вт/(м·К)
	600 °C	34,4 Вт/(м·К)
Температуропроводность (a)	20 °C	12,5 мм²/с
	100 °C	11,6 мм²/с
	200 °C	10,6 мм²/с
	300 °C	9,5 мм²/с
	400 °C	8,4 мм²/с
	500 °C	7,1 мм²/с
	600 °C	5,8 мм²/с

Электрические свойства

Свойство	Температура	Значение
Электрическое сопротивление (ρ)	20 °C	2,31·10⁻⁷ Ом·м
	100 °C	2,84·10⁻⁷ Ом·м
	200 °C	3,58·10⁻⁷ Ом·м
	300 °C	4,48·10⁻⁷ Ом·м
	400 °C	5,52·10⁻⁷ Ом·м
	500 °C	6,71·10⁻⁷ Ом·м
	600 °C	8,06·10⁻⁷ Ом·м

Общие свойства

Свойство	Температура	Значение
Плотность	20 °C	7,83 г/см³

Технологические особенности и применение

Холодная штамповка: Подходит для одно- и многостаночных прессов. Степень деформации: средняя–высокая. Хорошая заполняемость матрицы, низкая сила штамповки.
Тепловая обработка заготовок (прутков): Нормализация/отжиг для мягкости перед штамповкой (HB 170–210). После штамповки: закалка 830–860 °C (масло/полимер) + отжимка 550–650 °C (воздух).
Класс прочности: Обеспечивает класс 8.8 (Rm ≥ 800 МПа, Rp0,2 ≥ 640 МПа) в диаметрах до 39 мм (по ISO 898-1). При оптимизированном режиме — класс 9.8 и 10.9 в меньших сечениях.
Сварка: Ограниченная (риск закаления ЗТЗ). Требуется предварительный нагрев 200–300 °C, постсварная отжимка. Не рекомендуется для ответственных сварных узлов.
Поверхностное упрочнение: Хорошо подходит для цементации (глубина 0,5–1,5 мм) для изготовления болтов с закаленными резьбами/шейками.

Аналоги и соответствия

DIN/EN (до 2006): 37Cr4 (1.7033)
ASTM/SAE: 5137, 5140 (похожий Cr, C)
JIS: SCr435H, SCr440H
ГОСТ: 35Х (35ХГ) — приближенный, но с Mn; 40Х — по углероду
ISO 683-1: 37Cr4

Ключевые преимущества

Гарантированная закаляемость в крупных сечениях (до 100 мм) за счет Cr.
Высокая чистота стали (низкий P, S) — высокая вязкость и устойчивость к усталоте.
Стандартизированная сталь для крепежа класса 8.8 по ISO 898-1 / EN ISO 898-1.
Хорошая доступность у европейских металлургов (Voestalpine, Ovako, Saarstahl, Ascometal).