Я бы выбрал сталь 40Х для валов. Режимы закалки выбирай сам это целый научный труд. береш каждую сталь и находишь в интернете её полное описание, там указаны режимы отпуска, закалки и т. д.
Вот тебе список сталей.
Конструкционная легированная сталь. Применяются :
Сталь 40Х оси, валы, вал-шестерни, плунжеры, штоки, коленчатые и кулачковые валы, кольца, шпиндели, оправки, рейки, зубчатые венцы, болты, полуоси, втулки и другие улучшаемые детали повышенной прочности
Сталь 40ХН оси, валы, шатуны, зубчатые колеса, валы экскаваторов, муфты, валы-шестерни, шпиндели, болты, рычаги, штоки, цилиндры и другие ответственные нагруженные детали, подвергающиеся вибрационным и динамическим нагрузкам, к которым предъявляются требования повышенной прочности и вязкости. Валки рельсобалочных и крупносортных станов для горячей прокатки металла
Сталь 12 ХН3А шестерни, валы, червяки, кулачковые муфты, поршневые пальцы и другие цементируемые детали, к которым предъявляются требования высокой прочности, пластичности и вязкости сердцевины и высокой поверхностной твердости, работающие под действием ударных нагрузок и при отрицательных температурах
Сталь 20ХН3А шестерни, валы, втулки, силовые шпильки, болты, червяки, муфты и другие цементируемые детали, к которым предъявляются требования высокой прочности, пластичности и вязкости сердцевины и высокой поверхностной твердости, работающие под действием ударных нагрузок и при отрицательных температурах
Сталь 15ХМ различные детали, работающие при температуре от -40 до 560°С под давлением
Сталь 40ХНМА коленчатые валы, клапаны, шатуны, крышки шатунов, ответственные болты, шестерни, кулачковые муфты, диски и другие тяжелонагруженные детали. Валки для холодной прокатки металлов
Сталь 40ХН2МА
Сталь 34ХН1М диски, валы, роторы турбин и компрессорных машин, валы экскаваторов оси и муфты, шестерни, полумуфты, вал-шестерни, болты, силовые шпильки и другие особо ответственные высоко нагруженные детали, к к оторым предъявляются высокие требования по механическим свойствам и работающие при температуре до 500°С
Сталь 38Х2Н2МА валы, шатуны, болты, шпильки и другие крупные особо ответственные тяжелонагруженные детали сложной конфигурации, применяемые в улучшенном состоянии
Сталь 38ХН3МФА наиболее ответственные тяжелонагруженные детали, работающие при температурах до 400°С
Сталь 38Х2МЮА штоки клапанов паровых турбин, работющие при температуре до 450°С, гильзы цилиндров двигателей внутреннего сгорания, иглы форсунок, тарелки букс, распылители, пальцы, плунжеры, распределительные валики, шестерни, валы, втулки и другие детали
⇢