Сталь EN 10263-4 38Cr2: Закалённая и отпущенная сталь для холодной штамповки винтов класса 8.8 малого диаметра

Обзор материала

Сталь 38Cr2 (по EN 10263-4) — это хромистая сталь для холодной объёмной штамповки с пониженным содержанием хрома (0,4–0,6%) по сравнению с 37Cr4/41Cr4. Предназначена для изготовления крепежных изделий класса прочности 8.8 в малом диаметровом диапазоне (обычно до 16 мм, на одно- и многостаночных прессах со средней степенью деформации).

Важно: Согласно стандарту, сталь 38Cr2 постепенно вытесняется сталью 35B2 (борлегированной), которая обеспечивает аналогичную закаляемость в малых сечениях без хрома. Для новых разработок рекомендуется рассматривать 35B2 или 37Cr4.

Химический состав (масс.%)

Элемент	Содержание, %
Углерод (C)	0,35 – 0,42
Хром (Cr)	0,4 – 0,6
Марганец (Mn)	0,5 – 0,8
Кремний (Si)	≤ 0,40
Фосфор (P)	≤ 0,04
Сера (S)	≤ 0,035

Механические свойства (после закалки + высокой отжимки)

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	14 – 17 %
Коэффициент Пуассона (ν)	20 °C	0,28
Относительное сужение площади (Z)	20 °C	35 – 45 %
Предел прочности при растяжении (Rm)	20 °C	600 – 950 МПа
Предел текучести (Rp0,2)	20 °C	350 – 550 МПа

Физические и термические свойства

Свойство	Температура	Значение	Примечание
Коэффициент линейного теплового расширения (α)	-100 °C	1,08·10⁻⁵ 1/К
	20 °C	1,19·10⁻⁵ 1/К
	100 °C	1,25·10⁻⁵ 1/К
	200 °C	1,30·10⁻⁵ 1/К
	300 °C	1,36·10⁻⁵ 1/К
	400 °C	1,41·10⁻⁵ 1/К
	500 °C	1,45·10⁻⁵ 1/К
	600 °C	1,49·10⁻⁵ 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	44,9 Вт/(м·К)
	100 °C	46,2 Вт/(м·К)
	200 °C	45,5 Вт/(м·К)
	300 °C	43,1 Вт/(м·К)
	400 °C	40,4 Вт/(м·К)
	500 °C	37,7 Вт/(м·К)
	600 °C	34,9 Вт/(м·К)
Температуропроводность (a)	20 °C	12,5 мм²/с
	100 °C	12,0 мм²/с
	200 °C	11,0 мм²/с
	300 °C	9,8 мм²/с
	400 °C	8,6 мм²/с
	500 °C	7,3 мм²/с
	600 °C	5,9 мм²/с

Электрические свойства

Свойство	Температура	Значение
Электрическое сопротивление (ρ)	20 °C	2,32·10⁻⁷ Ом·м
	100 °C	2,77·10⁻⁷ Ом·м
	200 °C	3,47·10⁻⁷ Ом·м
	300 °C	4,35·10⁻⁷ Ом·м
	400 °C	5,38·10⁻⁷ Ом·м
	500 °C	6,56·10⁻⁷ Ом·м
	600 °C	7,95·10⁻⁷ Ом·м

Общие свойства

Свойство	Температура	Значение
Плотность	20 °C	7,80 г/см³

Технологические особенности и применение

Холодная штамповка: Средняя степень деформации. Хорошая пластичность на одномерной и объёмной деформации. Меньшая закаляемость, чем у 37Cr4/41Cr4 — ограничивает максимальный диаметр детали для обеспечения мартенситной структуры на сердцевине.
Тепловая обработка: Закалка 830–860 °C (масло) + отжимка 550–650 °C. Критическая скорость закалки выше, чем у более хромистых сталей.
Класс прочности: Обеспечивает 8.8 (Rm ≥ 800 МПа) в диаметрах до ~16 мм. Для больших сечений — риск неполной закалки (получение баинита/перлита в центре).
Замена на 35B2: Бор (B 0,001–0,005%) дает такую же закаляемость в малых сечениях, дешевле, без Cr. EN 10263-4 включает 35B2 как предпочтительный аналог.
Сварка: Аналогично 37Cr4 — ограниченная, требует предварительного нагрева.

Аналоги и соответствия

DIN/EN (до 2006): 38Cr2 (1.7034)
ASTM/SAE: 5135, 5140 (близкие, но с более высоким Cr)
JIS: SCr435H (с более высоким Cr)
ГОСТ: 35Х (35ХГ) — с более высоким Cr/Mn; 40Х — по C
Рекомендуемая замена: 35B2 (1.5526) — борлегированная, без Cr, для диаметров до 16 мм.

Ключевые преимущества (и ограничения)

Хорошая штамповочность в малых сечениях.
Ниже стоимость по сравнению с 37Cr4/41Cr4 (меньше Cr).
Ограничение: Не для крупных сечений (>16–20 мм) класса 8.8/10.9.
Перспектива: Переход на 35B2 для новых проектов.