Сталь 40х. удельный вес стали 40х

Содержание:

Влияние термической обработки на качество
- Критические точки
- Предел текучести
Физические и механические свойства
Где применяют сталь марки 40х?
Механические характеристики
Сталь 40Х
- Химический состав стали
40ХН2МА сталь свойства
Обработка и закалка
Физические свойства стали 40Х
Химический состав, основные характеристики
Состав и структура стали марки 40х
Отечественные и зарубежные аналоги
Марка стали 40
Механические свойства стали 40Х
Преимущества и особенности
Способы обработки стали марки 40х
Производство стали марки 40х
Описание

Влияние термической обработки на качество

Сталь в исходном состоянии представляет собой довольно пластичную массу и поддается обработке путём деформирования. Ее можно ковать, штамповать, вальцевать.

Для изменения механических свойств и достижения необходимых качеств применяется термическая обработка металла. Суть термической или тепловой обработки заключается в применении совокупности операций по нагреву, выдержке и охлаждению твердых металлических сплавов. В результате такой обработки сплав изменяет свою внутреннюю структуру и приобретает определенные, необходимые производителю и потребителю, свойства.

Критические точки

Критические точки — это температуры, при которых изменяется структура стали и ее фазовое состояние. Вычислены в 1868 году русским металлургом и изобретателем Дмитрием Константиновичем Черновым, поэтому иногда их называют точками Чернова.

Обозначают такие точки буквой А. Нижняя точка А1 соответствует температуре, при которой аустенит превращается в перлит при охлаждении или перлит в аустенит при нагреве. Точка А3 — верхняя критическая точка, соответствующая температуре, при которой начинается выделение феррита при охлаждении или заканчивается его растворение при нагреве.

Если критическая точка определяется при нагреве, то к букве «А» добавляется индекс «с», а при охлаждении — индекс «r».

Для данной стали определена следующая температура критических точек:

743*С — Ас1;
815*С — Ас3;
730*C — Аr3;
693*C — Ar1.

Алгоритм термообработки стали и сплавов:

отжиг:
закалка;
отпуск;
нормализация;
старение;
криогенная обработка.

Термообработка для стали 40х. Характеристика температурного режима в соответствии с требованиями ГОСТ 4543–71:

закалка стали 40х в масляной среде при температуре 860*С;
отпуск в воде или масле при температуре 500*С.

В результате такой термической обработки данная сталь приобретает повышенную твердость (число твердости НВ не более 217), высокий предел прочности при разрыве (980 Н/м2) и ударную вязкость 59 Дж/см2.

Предел текучести

Говоря о механических свойствах, нужно обязательно упомянуть о такой важной характеристике, как предел текучести. Если приложенная нагрузка слишком велика, то конструкция или ее детали начинают деформироваться и в металле возникают не упругие (полностью исчезающие, обратимые), а пластические (необратимые остаточные) деформации

Говоря другими словами, металл «течет».

Предел текучести — это граница между упругими и упругопластическими деформациями. Значение предела текучести зависит от множества факторов: режима термической обработки, наличия примесей и легирующих элементов в стали, микроструктуры и типа кристаллической решетки, температуры.

В металловедении различают понятия физического и условного предела текучести.

Физический предел текучести — это такое значение напряжения, при котором деформация испытываемого образца увеличивается без увеличения приложенной нагрузки. В справочниках эта величина обозначается σт и для марки 40х ее значение не менее 785 Н/мм2 или 80 КГС/мм2.

Следует отметить, что пластические (необратимые) деформации появляются в металле не мгновенно, а нарастают постепенно, с увеличением приложенной нагрузки. Поэтому, с точки зрения технологии, уместнее применение термина «условный (технический) предел текучести».

Условным (или техническим) пределом текучести называется напряжение, при котором опытный образец получает пластическое (необратимое) удлинение своей расчетной длины на 0.2%. В таблицах эта величина обозначается как σ 0,2 и для стали 40х составляет:

при температуре от 101 до 200*С — 490 МПа;
при температуре от 201 до 300*С — 440 МПа;
при температуре от 301 до 500*С — 345 МПа.

https://youtube.com/watch?v=CUV4o6sd6VY

Физические и механические свойства

Рассматривая механические свойства стали 40Х следует учитывать, что она обладает высокой твердостью и прочностью, структура может выдерживать существенную нагрузку и во время эксплуатации не подвергаться разрушению. Сталь 40Х характеризуется следующими положительными качествами:

Достаточно высокая коррозионная стойкость, которая достигается при включении в состав хрома.
Высокие прочностные показатели. Твердость измеряется в различных показателях, часто применяется HRC и HB

Показатель твердости соответствует значению 217 МПа.
При выборе более подходящего материала уделяется внимание и удельному весу. Плотность стали 40Х составляет 7820 кг/м3.

Свойства Ст 40х

Модуль упругости и предел текучести могут варьироваться в достаточно большом диапазоне, что зависит от температуры. К примеру, при существенном повышении температуры модуль упругости падает. Предел текучести определяет то, насколько применим сплав при получении заготовок методом литья.

Есть и несколько существенных недостатков у сплава:

Отпускная хрупкость. После закалки структура становится весьма восприимчивой к ударной нагрузке. Снизить вероятность повышения хрупкости можно при соблюдении технологии термической обработки.
Высокая степень склонности к образованию флокенов. Она свойственна довольно большому количеству различных сплавов.
Плохая свариваемость усложняет процесс изготовления различных изделий. При желании могут применяться самые различные технологии сварки. Процесс существенно упрощается за счет предварительного нагрева структуры. Кроме этого, структура сложна в резке при применении сварочного оборудования.
Флокеночувствительность – свойство, которое определяет высокую вероятность появления внутренних трещин после отливки различных изделий. Подобные дефекты часто возникают при горячей деформации легированной стали. Подобные дефекты становятся причиной высокой концентрации водорода во время термической обработки. Снизить вероятность появления дефектов можно за счет строгого соблюдения температурного режима.

Сварка стали

В последнее время достаточно часто применяется метод вакуумизации сплава, за счет чего снижается концентрация водорода. Именно поэтому качество полученной структуры существенно увеличивается.

Где применяют сталь марки 40х?

Свойства материала определяют сферы его применения. Она используется для изготовления:

Труб. Применяются при сборке трубопроводов для транспортировки разных жидкостей, обустройстве систем отопления.
Поковок. Нужны для изготовления других металлических изделий.
Листов. Применяются для горячей, холодной штамповки. Другие области применения — сборка металлоконструкций, обшивка каркасов.
Металлопроката. Нужен для сборки промышленного оборудования, машин, судов, разных деталей.

Поскольку материал имеет ряд недостатков, для их устранения применяется термическая обработка. После ее проведения сплав используется при изготовлении деталей повышенной прочности — плунжеров, кулачковых и коленчатых валов, колец для промышленного оборудования, губчатых венцов, реек, полуосей, болтов, втулок, подвижных валов.

Механические характеристики

Сечение, мм	t отпуска, °C	s_Т\|s_0,2, МПа	σ_B, МПа	d₅, %	d₁₀	d₁₀	y, %	кДж/м2, кДж/м2	Твёрдость по Бринеллю, МПа
Сталь горячекатаная и горячекатаная со специальной отделкой поверхности
—	—	—	—	—	—	—	—	—	≤217
Сталь калиброванная и калиброванная со специальной отделкой поверхности
—	—	—	—	—	—	—	—	—	≤255
Закалка в воду с 820 °C + отпуск при 600 °C, охлаждение в воде
100	—	490	720	18	—	—	56	290	—
Заклка в воду с 820 °С + отпуск при 600 °С, охлаждение в воде (указано место вырезки образца)
100	—	660	800	—	16	—	60	410	241
Пруток сечением 25 мм. Закалка в масло с 830 °С + отпуск, охлаждение в масле
—	375	—	1390	—	8	—	44	98	402
Отжиг при 900 °С, охлаждение на воздухе, затем нагрев до 650 °С, охлаждение с печью
—	—	450	800	—	—	18	40	—	—
Закалка в воду с 820 °C + отпуск при 600 °C, охлаждение в воде
50	—	590	770	18	—	—	57	680	—
Заклка в воду с 820 °С + отпуск при 600 °С, охлаждение в воде (указано место вырезки образца)
75	—	—	820	—	16	—	60	680	242
Пруток сечением 25 мм. Закалка в масло с 830 °С + отпуск, охлаждение в масле
—	450	950	1040	—	12	—	55	285	321
Отжиг при 900 °С, охлаждение на воздухе, затем нагрев до 650 °С, охлаждение с печью
—	—	410	740	—	—	17	40	—	—
Закалка в воду с 820 °C + отпуск при 600 °C, охлаждение в воде
75	—	540	730	18	—	—	54	590	—
Заклка в воду с 820 °С + отпуск при 600 °С, охлаждение в воде (указано место вырезки образца)
100	—	490	720	—	18	—	56	290	210
Пруток сечением 25 мм. Закалка в масло с 830 °С + отпуск, охлаждение в масле
—	525	880	980	—	14	—	55	343	286
Закалка в масло с 860 °С + отпуск при 650 °С, охлаждение на воздухе
≤25	—	380	660	12	—	—	40	—	—
Заклка в воду с 820 °С + отпуск при 600 °С, охлаждение в воде (указано место вырезки образца)
50	—	590	770	—	18	—	57	680	220
Пруток сечением 25 мм. Закалка в масло с 830 °С + отпуск, охлаждение в масле
—	600	680	800	—	18	—	65	883	241
Нормализация при 870-925 °С, охлаждение на воздухе + закалка в масло с 800-830 °С + отпуск при 425 °С
≤38	—	930	1100	10	—	—	40	—	331
Заклка в воду с 820 °С + отпуск при 600 °С, охлаждение в воде (указано место вырезки образца)
75	—	540	730	—	18	—	54	590	210
Пруток сечением 28 мм. Закалка в масло с 820 °С + отпуск
—	250	1490	1760	—	—	4	19	98	500
—	300	1470	1620	—	—	6	30	98	460
Отжиг: нагрев до 775 °С со скоростью 250 град/ч., выдержка, охлаждение со скоростью 40 град/ч
—	—	380	660	23	—	—	57	470	179
Отливки. Отжиг или нормализация при 870-890 °C + Закалка в масло с 850-870 °C + Отпуск
—	600-650	≥390	≥740	≥12	—	—	≥30	≥392	212-255
Пруток сечением 28 мм. Закалка в масло с 820 °С + отпуск
—	400	1270	1330	—	—	10	50	579	400
Отливки. Отжиг или нормализация при 870-890 °C + Закалка в масло с 850-870 °C + Отпуск
—	550-600	≥590	≥880	≥8	—	—	≥15	≥196	255-302
Пруток сечением 28 мм. Закалка в масло с 820 °С + отпуск
—	500	980	1080	—	—	15	60	1245	340
—	600	780	850	—	—	19	62	1726	250

Сталь 40Х

Среди всех различных материалов, которые применяются в машиностроительной и других областях, наибольшее распространение получила сталь. Она выпускается в самых различных вариантах исполнения, эксплуатационные качества во многом зависят от химического состава. Процесс легирования позволяет придать материалу определенные эксплуатационные качества.

К примеру, высокая концентрация хрома приводит к повышению коррозионной стойкости. Довольно большое распространение получила сталь 40Х. Она представлена легированной структурой, которая может выдерживать несущественное воздействие влаги и некоторых химических веществ.

Сталь 40Х, характеристики которой могут быть улучшены при проведении термической обработки, имеет ряд особенностей, о которых далее поговорим подробнее.

Сталь 40х

Химический состав стали

Как ранее было отмечено, химический состав стали 40Х определяется маркировкой. Однако, она не отображает весь состав. Сталь марки 40Х характеризуется следующими особенностями:

Показатель концентрации углерода в составе находится в пределе от 0,36% до 0,44%. Отметим, что более точный показатель выдержать производители не могут по причине сложности процесса получения металла.
Хром является основным легирующим элементом, его в металле содержится 0,8-1,1%.
Процесс производства сплава определяет то, что в металл включается никель, кремний и марганец. Их концентрация не больше 1%, но даже незначительное количество приводит к изменению эксплуатационных характеристик.
В составе есть вредные элементы, к примеру, фосфор и сера. Их концентрация строго регламентирована.
Также в состав включается медь, но ее около 0,035%. Именно поэтому концентрация этого элемента не изменяет основные эксплуатационные характеристики.

Химический состав стали 40х по ГОСТ

Рафинирование структуры различными легирующими элементами проводится при применении сильных раскислителей, после чего вводится шлак, обрабатываемый кремнием и углеродом.

40ХН2МА сталь свойства

σ4551/10000=686 МПа, σ4551/1000=137 МПа, σ5901/10000=13 МПа, σ5901/1000=29 МПа.

Механические свойства стали 40ХН2МА
ГОСТ	Состояние поставки, режим термообработки	Сечение, мм	КП	σ0,2 (МПа)	σв(МПа)	δ5 (%)	ψ %	KCU (Дж / см2)	НВ, не более
ГОСТ 4543-71	Пруток. Закалка 850 °С, масло. Отпуск 620 °С, вода	25	—	930	1080	12	50	78	—
Пруток. Закалка 850 °С, масло. Отпуск 620 °С, масло.	25	—	835	980	12	55	98	—
ГОСТ 8479-70	Поковки. Закалка. Отпуск	500-800	440	440	635	11	30	39	197-235
300-500 500-800	490	490	655	12 11	35 30	49 39	212-248
100-300 300-500	540	540	685	13 12	40 35	49 44	223-362
100-300 300-500 500-800	590	590	735	13 12 10	40 35 30	49 44 39	235-277
100-300 300-500	640	640	785	12 11	38 33	49 44	248-293
100-300	685	685	835	12	38	49	262-311
До 100 100-300	735	735	880	13 12	40 35	59 49	277-321
До 100 100-300	785	785	930	12 11	40 35	59 49	293-331
Механические свойства стали 40ХН2МА в зависимости от температуры отпуска
Температура отпуска, °С	σ0,2 (МПа)	σв(МПа)	δ5 (%)	ψ %	KCU (Дж / см2)	HB
Закалка 850 °С, масло
200 300 400 500 600	1600 1470 1240 1080 860	1750 1600 1370 1170 960	10 10 12 15 20	50 50 52 59 62	59 49 59 88 147	525 475 420 350 275
Механические свойства стали 40ХН2МА при повышенных температурах
Температура испытаний, °С	σ0,2 (МПа)	σв(МПа)	δ5 (%)	ψ %	KCU (Дж / см2)
Закалка 850 °С, масло. Отпуск 580 °С.
20 250 400 500	950 830 770 680	1070 1010 950 700	16 13 17 18	58 47 63 80	78 109 84 54
Образец диаметром 5 мм, длиной 25 мм, прокатанный. Скорость деформирования 2 мм/мин. Скорость деформации 0,001 1/с
700 800 900 100 1100 1200	— — — — — —	185 89 50 35 24 14	17 66 69 75 72 62	32 90 90 90 90 90	— — — — — —
Предел выносливости стали 40ХН2МА
σ-1, МПА	J-1, ÌÏÀ	n	Термообработка
447 392 519	274 235	106	Сечение 100 мм. Закалка 850 °C, масло. Отпуск 580 °C, σв=880 МПа. Сечение 400 мм. Закалка 850 °C, масло. Отпуск 610 °C, σв=790 МПа, σ0,2=880 МПа, σв=1080 МПа
Ударная вязкость стали 40ХН2МА KCU , (Дж/см2)
Т= +20 °С	Т= -40 °С	Т= -60 °С	Термообработка
103	93	59	Закалка 860 °С, масло. Отпуск 580 °С
Механические свойства стали 40ХН2МА в зависимости от сечения
Сечение, мм	Место вырезки образца	σ0,2 (МПа)	σв(МПа)	δ4 (%)	ψ %	KCU (Дж / см2)	HRCЭ
Пруток. Закалка 850 °С, масло. Отпуск 620 °С
40 60 80 100 120	Ц Ц 1/2R 1/2R 1/3R	880 830 730 670 630	1030 980 880 850 830	14 16 17 19 20	57 60 61 61 62	118 127 127 127 127	33 32 29 26 25
Закалка 850 °С, масло. Отпуск 540-660 °С
до 16 16-40 40-100 100-160 160-250	Ц Ц Ц Ц Ц	1000 900 800 700 650	1200-1400 1100-1300 1000-1200 900-1100 850-1000	9 10 11 12 12	— — — — —	90 50 60 60 60	— — — — —
Прокаливаемость стали 40ХН2МА
Расстояние от торца, мм	Примечание
1,5	3	6	9	12	15	21	27	33	42	Закалка 840 °С
49-59,5	40,5-60	50-60	50-59,5	49-59	48-59	45-56	41,5-53	41-50,5	36,5-48,5	Твердость для полос прокаливаемости, HRC
Количество мартенсита, %	Критическая твердость, HRCэ	Критический диаметр в воде	Критический диаметр в масле
50 90	44-47 49-53	153 137-150	114 100-114
Физические свойства стали 40ХН2МА
T (Град)	E 10- 5 (МПа)	a 10 6 (1/Град)	l (Вт/(м·град))	r (кг/м3)	C (Дж/(кг·град))	R 10 9 (Ом·м)
20	2.15	39	7850	331
100	2.11	11.6	38	490
200	2.01	12.1	37	506
300	1.9	12.7	37	522
400	1.77	13.2	35	536
500	1.73	13.6	33	565
600	13.9	31
700	29
800	27
Краткие обозначения:
σв	— временное сопротивление разрыву (предел прочности при растяжении), МПа	å	— относительная осадка при появлении первой трещины, %
σ0,05	— предел упругости, МПа	Jê	— предел прочности при кручении, максимальное касательное напряжение, МПа
σ0,2	— предел текучести условный, МПа	σизг	— предел прочности при изгибе, МПа
δ5,δ4,δ10	— относительное удлинение после разрыва, %	σ-1	— предел выносливости при испытании на изгиб с симметричным циклом нагружения, МПа
σсж0,05 и σсж	— предел текучести при сжатии, МПа	J-1	— предел выносливости при испытание на кручение с симметричным циклом нагружения, МПа
ν	— относительный сдвиг, %	n	— количество циклов нагружения
sв	— предел кратковременной прочности, МПа	R и ρ	— удельное электросопротивление, Ом·м
ψ	— относительное сужение, %	E	— модуль упругости нормальный, ГПа
KCU и KCV	— ударная вязкость, определенная на образце с концентраторами соответственно вида U и V, Дж/см2	T	— температура, при которой получены свойства, Град
sT	— предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), МПа	l и ë	— коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала), Вт/(м·°С)
HB	— твердость по Бринеллю	C	— удельная теплоемкость материала (диапазон 20o — T ), [Дж/(кг·град)]
HV	— твердость по Виккерсу	pn и r	— плотность кг/м3
HRCэ	— твердость по Роквеллу, шкала С	а	— коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20o — T ), 1/°С
HRB	— твердость по Роквеллу, шкала В	σtТ	— предел длительной прочности, МПа
HSD	— твердость по Шору	G	— модуль упругости при сдвиге кручением, ГПа

xn--402-8cd3de9c.xn--p1ai

Обработка и закалка

После сварочных работ готовая деталь охлаждается за счет понижения температуры при отключении печи, при этом находясь под чутким контролем. В результате таких манипуляций полученный на изделии шов при рентгеновском облучении покажет отсутствие дефектов. Наличие поверхностных трещин проверяется зачисткой и шлифовкой швов с последующим нанесением слоя кислоты.

Изготовленные с применением подобной технологии изделия успешно проходят макроисследования при котором выявляются плотность строения наплавленного металла в зоне сварочного шва и ближайших к нему зон. Микроструктура в этих местах изменяется от ферритно-перлитной до сербитообразной перлитной. Также образцы деталей из стали 40ХН проходят испытание на твердость, смысл которой в том, чтобы подтвердить неизменность структуры стали в зоне шва после сварки.

Закалка изделий из данного материала происходит в процессе погружения в масло, однако детали крупных габаритов иногда закаливают в воде после чего, как можно скорее, перемещаются в масло или подвергаются воздействию низкий отпуска. Не редкостью является и процесс закаливания высокочастотными токами, после нагрева которыми производится отпуск. В конечном итоге, такие манипуляции повышают твердость поверхности изделия.

Физические свойства стали 40Х

Температура испытания,°С	20	100	200	300	400	500	600	700	800	900
Модуль нормальной упругости, Е, ГПа	214	211	206	203	185	176	164	143	132
Модуль упругости при сдвиге кручением G, ГПа	85	83	81	78	71	68	63	55	50
Плотность стали, pn, кг/м3	7850		7800			7650
Коэффициент теплопроводности Вт/(м ·°С)	41	40	38	36	34	33	31	30	27
Уд. электросопротивление (p, НОм · м)	278	324	405	555	717	880	1100	1330
Температура испытания,°С	20−100	20−200	20−300	20−400	20−500	20−600	20−700	20−800	20−900	20−1000
Коэффициент линейного расширения (a, 10−6 1/°С)	11.8	12.2	13.2	13.7	14.1	14.6	14.8	12.0
Удельная теплоемкость (С, Дж/(кг ·°С))	466	508	529	563	592	622	634	664

Химический состав, основные характеристики

Уже в обозначении стали 35 – характеристики сплава

Простая цифровая информация указывает, пожалуй, на самое важное – процентное содержание углерода при незначительном объеме примесей, что и определяет целый ряд востребованных потребителем свойств

Химические элементы в процентном соотношении распределены следующим образом: Fe – примерно 97, C – 0,32- 0,4, Si – 0,17- 0,37, Mn – 0,5-0,8. Ni, Cr, Cu составляют по 0,25, а вот P, S и As – соответственно, 0,035, 0,040 и 0,08.

Сталь 35, характеристики ее, обусловлены принадлежностью к классу среднеуглеродистых сплавов, куда также входят стали марок 30, 40, 45 и 50. Сырье отличается высокими прочностными свойствами, при этом не обладает ни пластичностью, ни вязкостью низколегированных сталей, что, впрочем, и не требуется. Механические свойства подробно расписаны в таблицах ГОСТа 1050-88

Состав и структура стали марки 40х

Химический состав можно узнать путем расшифровки маркировки, но там могут указываться не все компоненты. Точный состав:

Углерод. Содержание — 0,36%–0,44%. Из-за определенных сложностей, связанных с производством металла, производители не могут получить более точный процент содержания углерода.
Основной легирующий компонент — хром. Содержание — от 0,8 до 1,1%.
Другие легирующие компоненты, которые не указываются в маркировке, — марганец, кремний, никель. Общее процентное содержание — до 1%. Влияют на технические характеристики сплава.
Побочные элементы, которые ухудшают эксплуатационные качества материала, — сера, фосфор.
Медь. Содержание не более 0,035%. Не влияет на технические характеристики.

Если появляется другой элемент, который изменяет эксплуатационные качества стали, он занимает место в маркировке. Чтобы рафинировать структуру сплава разными легирующими добавками, на производстве применяются сильные раскислители. Шлак, который получается на выходе, обрабатывается углеродом, кремнием.

Медь (Фото: Instagram / an_drei8047)

Отечественные и зарубежные аналоги

Россия	09Г2, 09Г2Т, 09Г2ДТ, 10Г2С
Германия	1.0511, 1.1186, C40, C40E, C40R, C42D, Ck35, Ck40, Cm40
Польша	40, 40A, 40rs, D40, P40
Англия	060A40, 080A40, 080M40, C40, C40E, CS40
США	1040, 1042, G10400, G10420
Япония	S40C, S43C, SWRCH38K, SWRCH40K
Китай	40, ML40

Более детальная информация:

Марка стали 40

Марка стали

Вид поставки

Сортовой прокат – ГОСТ 1050-88, ГОСТ 10702–78. Поковки – ГОСТ 8479–70, ТУ 108.11.890–87. Лист – ГОСТ 1577–93, ГОСТ 16523–97, ГОСТ 4041–71. Лента – ГОСТ 2284–79, ГОСТ 10234–77. Полоса – ГОСТ 1577–93. Проволока – ГОСТ 5663–79.

Массовая доля элементов, % по ГОСТ 1050–88

Температура критических точек, ºС

Ас₁

Ас₃

Аr₁

Аr₃

0,37

0,45

0,17–

0,37

0,50–

0,80

≤

0,040

≤

0,035

≤

0,25

≤

0,30

≤

0,30

≤

0,08

≤

0,008

730

790

690

780

Примечание. По ТУ 108.11.890–87 содержание Cr, Ni и Cu – не более 0,40%.

Механические свойства при комнатной температуре

НД

Режим термообработки

Сечение,

мм

σ_0,2,

Н/мм2

σ_В,

Н/мм2

Ψ,

KCU,

Дж/см2

HRC

НВ

Операция

t, ºС

Охлаждающая

среда

не менее

ГОСТ

1050–88

В горячекатаном состоянии

Не определяются

≤ 207

В отожженном состоянии

–

510

–

≤ 187

Нормализация

870

Воздух

До 80

Свыше 80 до 250

335

570

–

Закалка

Отпуск

830–870

550–600

Вода или масло

Воздух

До 16

От 16 до 40

От 40 до 100

460

400

355

650–800

630–780

600–750

–

202

ГОСТ

1577–93

Лист. Без термообработки, после контролируемой прокатки или нормализован-ный

До 20

Свыше 20 до 32

Свыше

32 до 160

–

560

–

≤ 217

Лист отожженный или высокоотпущен-ный

До 20

Свыше 20 до 32

Свыше

32 до 160

520

–

≤ 187

Лист, полоса.

Нормализация

850–880

Воздух

До 16

От 16 до 100

От 100 до 160

320

290

260

530–720

510–700

171

151

–

≤ 217

Лист, полоса.

Закалка

Отпуск

830–860

840–870

540–680

Вода

Масло

Воздух

До 16

Свыше 16 до 40

Свыше 40 до 100

460

400

350

650–800

630–780

600–750

302

Полоса нормализованная

До 20

Свыше 20 до 32

Свыше

32 до 60

335

570

–

ГОСТ

2284–79

Отжиг

0,1–4,0

–

440–690

–

ГОСТ

4041–71

Термическая

обработка

4,0–14,0

–

510–660

–

HRB

≤ 85

≤ 167

ГОСТ

5663–79

Без термической обработки

1 класс

ø1,0–6,0

–

560–710

740

–

2 класс

40	Механические свойства при комнатной температуре
НД	Режим термообработки	Сечение, мм	σ_0,2, Н/мм2	σ_В, Н/мм2	δ, %	Ψ, %	KCU, Дж/см2	HRC	НВ
Операция	t, ºС	Охлаждающая среда		не менее
ГОСТ 8479–70	Нормализация Отпуск	840–860 600–650	Воздух Воздух или печь	До 100 100–300 300–500 500–800	275 275 245 215	530 530 470 430	20 17 17 16	40 38 35 35	44 34 34 39		156–197 156–197 143–179 123–167
Закалка Отпуск	830–850 580–640	Вода Воздух или печь	До 100 101–300 301–500	345 315 275	590 570 530	18 14 15	45 35 32	59 34 29		174–217 167–207 156–197
ГОСТ 10234–77	Отжиг			s 0,1–4,0 ширина 0,5–12	–	690	10	–	–	–
ГОСТ 10702–78	Термическая обработка			5–48	–	590	–	40	–	–	≤ 197
ГОСТ 16523– 97	Термическая обработка	Горячекатаный лист	До 2,0 Свыше 2,0	– –	490–720 490–720	12 13	– –	– –
Холоднокатаный лист	До 2,0 Свыше 2,0	– –	490–720 490–720	13 14	– –	– –
ТУ 108.11. 890–87	Термическая обработка	До 800	245	470	15	30	34		143–179
ДЦ	Поверхностная закалка с нагревом ТВЧ и отпуск при 160–180 ºС	–	Не определяются	Повер- хности 40–53
1 Поперечные образцы. 2 Работа удара, Дж.
Назначение. Оси, коленчатые валы, вал-шестерни, штоки, шестерни, бандажи, детали турбин, детали арматуры, шатуны, шпиндели, звездочки, распределительные валики, болты, головки цилиндров, шпонки, фрикционные диски, плунжеры и др. Крепежные детали котлов и трубопроводов ТЭС, АЭС, паровых и газовых турбин. Корпусные детали газовых турбин, цельнокованые валы гидравлических турбин.
Предел выносливости, Н/мм2	Термообработка	Ударная вязкость, KCU, Дж/см2, при t, ºС	Термообработка
σ_-1	τ_-1	+ 20	– 20	– 40	– 60	– 80
250	–	Закалка с 850 ºС в воде, отпуск при 570 ºС.	80	–	–	56	–	52	Закалка с 850 ºС в воде, отпуск при 400 ºС.
393	–	Закалка 845 ºС, вода, отпуск 550 ºС, σ_В = 710 Н/мм2.
Технологические характеристики
Ковка	Охлаждение поковок, изготовленных
Вид полуфабриката	Температурный интервал ковки, ºС	из слитков	из заготовок
Размер сечения, мм	Условия охлаждения	Размер сечения, мм	Условия охлаждения
Слиток Заготовка	1280–750 1280–800	Поковки всех размеров: ответственного назначения	Нормализация, два переохлаждения, отпуск	До 400	На воздухе
остальные	На воздухе
Свариваемость	Обрабатываемость резанием	Флокеночувствительность
Ограниченно свариваемая. Способы сварки: РД, РАД, АФ, МП и ЭШ. Рекомендуются подогрев и последующая термообработка. КТ – без ограничений.	В горячекатаном состоянии при 170 НВ и σ_В = 530 Н/мм2 К_√ = 1,2 (твердый сплав), К_√ = 1,05 (быстрорежущая сталь)	Не чувствительна
Склонность к отпускной хрупкости
Не склонна

Механические свойства стали 40Х

Механические свойства

Термообработка, состояние поставки	Сечение, мм	σ_0,2, МПа	σ_B, МПа	δ₅, %	ψ, %	KCU, Дж/м2	HB
Пруток. Закалка 860 °C, масло. Отпуск 500 °C, вода или масло	25	780	980	10	45	59
Поковки. Нормализация. КП 245	500−800	245	470	15	30	34	143−179
Поковки. Нормализация. КП 275	300−500	275	530	15	32	29	156−197
Поковки. Закалка, отпуск. КП 275	500−800	275	530	13	30	29	156−197
Поковки. Нормализация. КП 315	<100	315	570	17	38	39	167−207
Поковки. Нормализация. КП 315	100−300	315	570	14	35	34	167−207
Поковки. Закалка, отпуск. КП 315	300−500	315	570	12	30	29	167−207
Поковки. Закалка, отпуск. КП 315	500−800	315	570	11	30	29	167−207
Поковки. Нормализация. КП 345	<100	345	590	18	45	59	174−217
Поковки. Нормализация. КП 345	100−300	345	590	17	40	54	174−217
Поковки. Закалка, отпуск. КП 345	300−500	345	590	14	38	49	174−217
Поковки. Закалка, отпуск. КП 395	<100	395	615	17	45	59	187−229
Поковки. Закалка, отпуск. КП 395	100−300	395	615	15	40	54	187−229
Поковки. Закалка, отпуск. КП 395	300−500	395	615	13	35	49	187−229
Поковки. Закалка, отпуск. КП 440	<100	440	635	16	45	59	197−235
Поковки. Закалка, отпуск. КП 440	100−300	440	635	14	40	54	197−235
Поковки. Закалка, отпуск. КП 490	<100	490	655	16	45	59	212−248
Поковки. Закалка, отпуск. КП 490	100−300	490	655	13	40	54	212−248

Механические свойства при повышенных температурах

t испытания,°C	σ_0,2, МПа	σ_B, МПа	δ₅, %	ψ, %	KCU, Дж/м2
Закалка 830 °C, масло. Отпуск 550 °C,
200	700	880	15	42	118
300	680	870	17	58
400	610	690	18	68	98
500	430	490	21	80	78
Образец диаметром 10 мм, длиной 50 мм кованый и отожженный. Скорость деформирования 5 мм/мин, скорость деформации 0,002 1/с.
700	140	175	33	78
800	54	98	59	98
900	41	69	65	100
1000	24	43	68	100
1100	11	26	68	100
1200	11	24	70	100

Механические свойства в зависимости от температуры отпуска

t отпуска,°С	σ_0,2, МПа	σ_B, МПа	δ₅, %	ψ, %	KCU, Дж/м2	HB
Закалка 850 °C, вода
200	1560	1760	8	35	29	552
300	1390	1610	8	35	20	498
400	1180	1320	9	40	49	417
500	910	1150	11	49	69	326
600	720	860	14	60	147	265

Механические свойства в зависимости от сечения

Сечение, мм	σ_0,2, МПа	σ_B, МПа	δ₅, %	ψ, %	KCU, Дж/м2	HB
Закалка 840−860°С, вода, масло. Отпуск 580−650°С, вода, воздух.
101−200	490	655	15	45	59	212−248
201−300	440	635	14	40	54	197−235
301−500	345	590	14	38	49	174−217

Преимущества и особенности

Червячный вал и шестерни силового редуктора находятся в масляной «ванне» в герметичном замкнутом объеме. Кроме того, в отличие от аналогов подобного класса оборудования, в данном станке расположены три передаточных пары шестерен, вместо двух. Этим достигается увеличение гибочного момента при одинаковой мощности двигателя.
Станок снабжен ручным и педальным управлением, что обеспечивает комфортную удобную работу оператору, для обслуживания достаточно одного человека.
Станок обладает высокой производительностью и обеспечивает до восьми гибов в течение 1 минуты, одного или нескольких прутков одновременно.
Все рабочие элементы станка надежно защищены и закреплены.
Электродвигатель имеет мощность 3кВт, обеспечивает безопасный эксплуатационный процесс, снабжен предохранителями.
Период замены масла в редукторе – один раз в течение года.
Обеспечивается сервисным и гарантийным обслуживанием и гарантированным наличием запасных частей на складе от производителя.
Станок обеспечивает уверенную работу даже при низких температурах воздуха.

Переоценить роль гибочного станка Г-40 в отрасли современного строительства достаточно сложно. С его помощью удается оптимизировать процесс изгибания арматуры, и довольно трудоемкий процесс становится значительно проще и легче.

Способы обработки стали марки 40х

Материал плохо сваривается. Для устранения этого недостатка применяется термическая обработка. С ее помощью можно получить более универсальный сплав, улучшить его технические характеристики. Термическая обработка проводится в несколько этапов:

Закалка. Проводится в масляной среде. Нужная для улучшения качества поверхностей структуры.
Охлаждение детали. Осуществляется с помощью масла или на воздухе. Лучше использовать масло, поскольку оно повышает качество обработанной заготовки. Если применять воду, могут появиться дефекты.
Отпуск. С его помощью устраняется внутреннее напряжение металла. Проводится на воздухе или с помощью масла.

Если термическая обработка была проведена правильно, твердость повышается до 217 НВ. При этом снижается внутреннее напряжение. Закалку проводят при температуре 860 °C, отпуск — при 200 °C. Если температурный режим не был нарушен, срок эксплуатации сплава увеличивается.

Поле проведения термической обработки улучшается свариваемость металла, для получения качественного шва до применения сварки места соединения нужно разогреть.

Сталь 40х имеет высокую себестоимость из-за сложностей производства, дополнительной термической обработки. Легированный металл чаще применяется для производства деталей, которые длительное время подвергаются большой нагрузке.

Производство стали марки 40х

Этапы:

Подготовка и плавка шихты. Нагревание жидкого металла в специальной ванне. На этом этапе происходит окисление железа, образуется его оксид. Одновременно с этим окисляются основные примеси — фосфор, марганец, кремний. Одна из главных задач этапа — удаление фосфора из состава. Для снижения его процентного содержания нужна небольшая температура ванны со шлаком, металлом. В ней должно содержаться определенное количество оксида железа.
Кипение металлической ванны. Температура повышается постепенно. Если нагрев будет происходить быстро, начнется окисление углерода. На этом этапе снижается содержание серы в сплаве.
Раскисление стали. Выполняется двумя способами. Первый — диффузионный. Осуществляется с помощью шлака. На его поверхность погружается измельченный алюминий, ферросилиций, ферромарганец. С помощью раскислителей оксид железа восстанавливается, его процентное содержание в сплаве уменьшается. Второй способ — осаждение. В жидкую сталь вводятся растворимые раскислители — алюминий, ферросилиций, ферромарганец. Железо восстанавливается, образуются сторонние оксиды, которые уходят в шлак.

Последний этап производства — легирование стали. В расплавленный металл вводятся определенные компоненты, которые нужны для изменения его технических характеристик.

Стальной медальон для кошки (Фото: Instagram / gravceh)

Описание

Сталь 40Х применяется: для изготовления горячекатаного толстолистового проката; осей, валов, вал-шестерней, плунжеров, штоков, коленчатых и кулачковых валов, колец, шпинделей, оправок, реек, зубчатых венцов, болтов, полуосей, втулок и других улучшаемых деталей повышенной прочности; деталей трубопроводной арматуры из сортового проката; штампованных заготовок и поковок (требуется термообработка: закалка в масло (или через воду в масло) и отпуск на воздухе или в масле); заготовок маховиков дизелей; колец цельнокатаных различного назначения; кованых заготовок валов компрессорных машин и газовых турбин (из стали 40ХА); бесшовных бурильных труб, применяемых при геологоразведочном колонковом бурении; заготовок дисков паровых турбин с рабочей температурой до 350 °C; заготовок валов и цельнокованых роторов стационарных и транспортных паровых турбин; труб, применяемых в авиационной технике.