Какие стали используются для изготовления валов?

4 августа 2025

Время на чтение: 6 мин

Какие стали используются для изготовления валов?

Валы — ключевые элементы механических систем, передающие крутящий момент и обеспечивающие работу двигателей, редукторов, насосов и других агрегатов. Их надежность напрямую зависит от выбора материала, который должен выдерживать нагрузки, износ и условия эксплуатации.

Ошибки в подборе стали приводят к деформациям, поломкам и повышению затрат на ремонт.

В нашей статье мы разберем, какие стали используются для валов, как их выбирать и обрабатывать.

Применяемые типы сталей для валов

Углеродистые

Содержат от 0,3% до 0,7% углерода. Отличаются высокой прочностью и при этом имеют невысокую цену. Однако по стойкости к коррозии они уступают другим видам сталей.

Такие стали отлично подходят для изготовления валов, которые работают при средних нагрузках. Примеры марок:

Сталь 45
Сталь 50

Свойства:

Легко поддаются обработке
Можно закаливать для повышения твердости
Широко используются в сельскохозяйственной технике и станкостроении

Легированные

Содержат дополнительные элементы, такие как хром (Cr), никель (Ni), молибден (Mo) и другие. Благодаря этому они обладают повышенной прочностью, износостойкостью и хорошо выдерживают высокие температуры.

Эти стали используются для изготовления ответственных деталей и узлов, которые работают в сложных условиях.

Примеры марок:

40Х (с хромом)
40ХНМА (с хромом, никелем и молибденом)

Свойства:

После термообработки становятся очень прочными
Устойчивы к динамическим и ударным нагрузкам

Нержавеющие

Содержат не менее 12% хрома, что обеспечивает им высокую устойчивость к коррозии. Отлично подходят для работы в агрессивных средах, например, в химической промышленности и морской воде.

Примеры марок:

20Х13 – для условий умеренной коррозии, относится к мартенситному классу, жаропрочная и коррозионностойкая сталь.
12Х18Н10Т – аустенитная нержавеющая сталь с повышенной стойкостью к кислотным средам и высокой пластичностью.

Свойства:

Отличная коррозионная стойкость в агрессивных средах
Хорошая пластичность, но требует точной и аккуратной обработки
Высокая ударная вязкость и способность работать при температурах до 600 °C (для 12Х18Н10Т)
Хорошая свариваемость и устойчивость к межкристаллитной коррозии благодаря добавлению титана (в 12Х18Н10Т)

Критерии выбора стали

По нагрузке

Статические (постоянные). Подходят углеродистые стали (например, Сталь 45). Они хорошо выдерживают длительное равномерное воздействие нагрузки.
Динамические и ударные. Требуют использования легированных сталей, таких как 40ХНМА, которые обладают высокой усталостной прочностью и способны сопротивляться многократным циклам нагрузки и ударам.
Высокоскоростные валы. Для них нужны материалы с хорошей теплопроводностью, например, 38ХМ, чтобы эффективно отводить тепло при быстром вращении.

По рабочей среде

Коррозионная среда. Нержавеющие стали (20Х13), поскольку устойчивы к ржавчине и химическому воздействию.
Высокие температуры. Легированные стали с молибденом (например, 25Х1МФ), которые сохраняют прочность и свойства при нагреве.
Абразивный износ. Используют цементируемые стали (20Х) с последующей закалкой поверхности для повышения износостойкости.

По точности обработки

Мягкие углеродистые стали легко поддаются резке и шлифовке, что упрощает их обработку. Однако для чистовой обработки закалённых валов требуется использование твердосплавных инструментов, так как такие стали намного тверже и требуют более прочного режущего материала.