Химический состав (%) и твердость некоторых конструкционных легированных сталей в состоянии поставки

Марка стали	С	Si	Мn	Сr	Ni	Другие элементы	Число твердости НВ (не более)

Хромистые стали
20Х	0,17-0,23	0,17-0,37	0,50-0,80	0,70-1,00	-	-
30Х	0,24-0,32	0,17-0,37	0,50-0,80	0,80-1,10	-	-
40Х	0,36-0,44	0,17-0,37	0,50-0,80	0,80-1,10	-	-
45Х	0,41-0,49	0,17-0,37	0,50-0,80	0,80-1,10	-	-
Марганцовистые стали
20Г	0,17-0,24	0,17-0,37	0,70-1,00	-	-	-
30Г	0,27-0,35	0,17-0,37	0,70-1,00	-	-	-
40Г	0,37-0,45	0,17-0,37	0,70-1,00	-	-	-
50Г	0,48-0,56	0,17-0,37	0,70-1,00	-	-	-
Хромомарганцевые стали
20ХГР	0,18-0,24	0,17-0,37	0,70-1,00	0,75-1,05	-	-
30ХГТ	0,24-0,32	0,17-0,37	0,80-1,10	1,00-1,30	-	Ti 0,03-0,09
40ГТР	0,38-0,45	0,17-0,37	0,70-1,00	0,80-1,10	-	Ti 0,03-0,09
Хромомолибденовые и хромомолибденованадиевые стали
20ХМ	0,15-0,25	0,17-0,37	0,40-0,70	0,80-1,10	-	Мо 0,15-0,25
30ХМА	0,26-0,33	0,17-0,37	0,40-0,70	0,80-1,10	-	Мо 0,15-0,25
30Х3МФ	0,27-0,34	0,17-0,37	0,30-0,60	2,30-2,70	-	Мо 0,20-0,30 V 0,06-0,12
40 ХМФА	0,37-0,44	0,17-0,37	0,40-0,70	0,80-1,10	-	Мо 0,20-0,30 V 0,10-0,18
Хромованадиевые стали
15 ХФ	0,12-0,18	0,17-0,37	0,40-0,70	0,80-0,10	-	V 0,06-0,12
40ХФА	0,37-0,44	0,17-0,37	0,50-0,80	0,80-1,10	-	V 0,10-0,18

Продолжение таблицы

Марка стали	С	Si	Мn	Сr	Ni	Другие элементы	Число твердости НВ (не более)

Никельмолибденовые стали
15Н2М	0,10-0,18	0,17-0,37	0,40-0,70	-	1,50-1,90	Мо 0,20-0,30
20Н2М	0,17-0,25	0,17-0,37	0,40-0,70	-	1,50-1,90	Мо 0,20-0,30
Хромоникелевые и хромоникелевые с бором стали
20 ХН	0,17-0,23	0,17-0,37	0,40-0,70	0,45-0,75	1,00-1,40	-
45 ХН	0,41-0,49	0,17-0,37	0,50-0,80	0,45-0,75	1,00-1,40	-
12ХН3А	0,09-0,16	0,17-0,37	0,30-0,60	0,60-0,90	2,75-3,15	-
20Х2Н4А	0,16-0,22	0,17-0,37	0,30-0,60	1,25-1,65	3,25-3,65	-
Хромокремнемарганцевые и хромокремнемарганцевоникелевые стали
30ХГС	0,28-0,35	0,90-1,20	0,80-1,10	0,80-1,10	-	-
30ХГСА	0,28-0,34	0,90-1,20	0,80-1,10	0,80-1,10	-	-
35 ХГСА	0,32-0,39	1,10-1,40	0,80-1,10	0,80-1,40	-	-
30ХГСН2А	0,27-0,34	0,90-1,20	1,00-1,30	0,90-1,20	1,40-1,80	-
Хромоникельмолибденовые стали
20ХН2М	0,15-0,22	0,17-0,37	0,40-0,70	0,40-0,60	1,60-2,00	Мо 0,20-0,30
38Х2Н2МА	0,33-0,40	0,17-0,37	0,25-0,50	1,30-1,70	1,30-1,70	Мо 0,20-0,30
40 ХН2МА	0,37-0,44	.0,17-0,37	0,50-0,80	0,60-0,90	1,25-1,65	Мо 0,15-0,25
Хромоникельмолибденованадиевые и хромоникельванадиевые стали
30ХН2МФА	0,27-0,34	0,17-0,37	0,30-0,60	0,60-0,90	2,00-2,40	Мо 0,20-0,30 V 0,10-0,18
45ХН2МФА	0,42-0,50	0,17-0,37	0,50-0,80	0,80-1,10	1,30-1,80	Мо 0,20-0,30 V 0,10-0,18
20ХН4ФА	0,17-0,24	0,17-0,37	0,25-0,55	0,70-1,10	3,75-4,15	V 0,10-0,18

Примечание: характеристики твердости НВ приведены для отожженной или высоко-отпущенной стали диаметром или толщиной > 5 мм.

Для изготовления деталей планера в зависимости от условий работы и эксплуатации применяются стали различных классов: среднелегированные, высоколегированные мартенситно-стареющие, коррозионностойкие аустенитного, мартенситного и переходного аустенитно-мартенситного классов.

Среднелегированные конструкционные стали служат для изготовления деталей шасси, лонжеронов, крепежа, деталей центроплана и т.д. Прочность этих сталей составляет 900-1900 МПа, обеспечивается содержанием углерода в пределах 0,2—0,4% и термической обработкой, состоящей в закалке и отпуске при температурах 200-300°С (на прочность более 1400 МПа) или 500-620°С (на прочность 900-1200 МПа). Помимо углерода такие стали содержат 4-6% (в сумме) таких элементов, как хром, никель, марганец, кремний, молибден, позволяющих получить при закалке однородную высокопрочную мартенситную структуру по всему сечению детали.

Из мартенситно-стареющих высокопрочных сталей типа 03H18K9M5T изготовляют тяжелонагруженные детали шасси, болты и т.д. Эти стали легированы 18% никеля, 9% кобальта, 5% молибдена и 0,9% титана. Такое легирование при низком содержании углерода (<0,03%) позволяет получить после закалки мартенсит, отличающийся высокой пластичностью, но низкой прочностью. В закалённом состоянии стали хорошо обрабатываются резанием и легко подвергаются пластической деформации. Стали упрочняются до 1700-2100 МПа путём старения при температурах 480-550°С.

Слабостареющие стали мартенситного класса (08Х15Н5Д2Т, 06Х14Н6Д2МБТ) применяются для изготовления сложных сварных конструкций (лонжероны, рамы) и элементов обшивки, работающих во всех климатических условиях. Эти стали после закалки имеют мартенситную структуру с некоторым количеством остаточного аустенита. Стали подвергаются старению при температурах 410-525°С и имеют прочность примерно 1300 МПа, обеспечиваемую легированием углеродом (0,07%) и медью (2%), которая вызывает дисперсионное упрочнение. Низкоуглеродистые стали хорошо свариваются и не требуют после сварки термической обработки.

Стали для деталей двигателя работают при повышенных температурах, сохраняя в этих условиях высокую прочность и хорошее сопротивление окислению поверхности. Жаропрочные стали мартенситного класса (типа 1Х12Н2ВМФ) легированы такими элементами, как хром, никель, углерод, азот, вольфрам, молибден, ниобий, ванадий, обеспечивающими окалиностойкость, мартенситное состояние матрицы и её карбонитридное упрочнение. Эти стали после закалки подвергают отпуску при 350-720°С; работоспособны до температур 550-650°С. Для работы при 650-800°С применяют высоколегированные аустенитные стали типа Х12Н20Т3МР, упрочняющиеся при старении.

Все перечисленные стали используются в авиастроении в деформированном виде. Кроме того, для изготовления различных деталей планёра, двигателя и агрегатов разработаны специальные литейные стали - среднелегированные (типа 35ХГСЛ) и нержавеющие (типа 07Х14Н5Д2МБЛ); эти стали термообрабатываются на уровень прочности 1000-1200 МПа. Применение литейных сталей в авиастроении позволяет снизить трудоёмкость механической обработки и сократить расход металла.