|
Реклама. ООО "ГК "Велунд Сталь НН" ИНН 5262389270 Erid: 2SDnjdZde8T
| |
Марка: 40Х (заменители 45Х, 38ХА, 40ХН, 40ХС, 40ХФ, 40ХР) Класс: Сталь конструкционная легированная Вид поставки: сортовой прокат: в том числе фасонный: ГОСТ 4543-71, ГОСТ 2590-2006, ГОСТ 2591-2006, ГОСТ 2879-2006, ГОСТ 10702-78.Калиброванный пруток ГОСТ 7417-75, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78, ГОСТ 1051-73. Шлифованный пруток и серебрянка ГОСТ 14955-77. Лист толстый ГОСТ 1577-93, ГОСТ 19903-74. Полоса ГОСТ 103-2006, ГОСТ 1577-93, ГОСТ 82-70. Поковки ГОСТ 8479-70. Трубы ГОСТ 8731-74, ГОСТ 8733-74, ГОСТ 13663-86.
|
Использование в промышленности: оси, валы, вал-шестерни, плунжеры, штоки, коленчатые и кулачковые валы, кольца, шпиндели, оправки, рейки, губчатые венцы, болты, полуоси, втулки и другие улучшаемые детали повышенной прочности. |
Химический состав в % стали 40Х |
C |
0,36 - 0,44 |
|
Si |
0,17 - 0,37 |
Mn |
0,5 - 0,8 |
Ni |
до 0,3 |
S |
до 0,035 |
P |
до 0,035 |
Cr |
0,8 - 1,1 |
Cu |
до 0,3 |
Fe |
~97 |
Зарубежные аналоги марки стали 40Х |
США |
5135, 5140, 5140H, 5140RH, G51350, G51400, H51350, H51400 |
Германия |
1.7034, 1.7035, 1.7045, 37Cr4, 41Cr4, 41CrS4, 42Cr4 |
Япония |
SCr435, SCr435H, SCr440, SCr440H |
Франция |
37Cr4, 38C4, 38C4FF, 41Cr4, 42C4, 42C4TS |
Англия |
37Cr4, 41Cr4, 530A36, 530A40, 530H36, 530H40, 530M40 |
Евросоюз |
37Cr4, 37Cr4KD, 41Cr4, 41Cr4KD, 41CrS4 |
Италия |
36CrMn4, 36CrMn5, 37Cr4, 38Cr4KB, 38CrMn4KB, 41Cr4, 41Cr4KB |
Бельгия |
37Cr4, 41Cr4, 45C4 |
Испания |
37Cr4, 38Cr4, 38Cr4DF, 41Cr4, 41Cr4DF, 42Cr4, F.1201, F.1202, F.1210, F.1211 |
Китай |
35Cr, 38CrA, 40Cr, 40CrA, 40CrH, 45Cr, 45CrH, ML38CrA, ML40Cr |
Швеция |
2245 |
Болгария |
37Cr4, 40Ch, 41Cr4 |
Венгрия |
37Cr4, 41Cr4, Cr2Z, Cr3Z |
Польша |
38HA, 40H |
Румыния |
40Cr10, 40Cr10q |
Чехия |
14140 |
Австралия |
5132H, 5140 |
Юж.Корея |
SCr435, SCr435H, SCr440, SCr440H |
Свойства и полезная информация: |
Удельный вес: 7820 кг/м3 Твердость материала: HB 10 -1 = 217 МПа Температура критических точек: Ac1 = 743 , Ac3(Acm) = 815 , Ar3(Arcm) = 730 , Ar1 = 693 Флокеночувствительность: чувствительна Свариваемость: трудносвариваема. Способы сварки: РДС, ЭШС, необходимы подогрев и последующая термообработка. КТС - необходима последующая термообработка. Обрабатываемость резанием: в горячекатаном состоянии при HB 163-168 и σв=610 МПа, К υ тв. спл=1,2 и Кυ б.ст=0,95 Температура ковки, °С: начала 1250, конца 800. Сечения до 350 мм охлаждаются на воздухе. Склонность к отпускной хрупкости: склонна |
Механические свойства стали 40Х |
ГОСТ |
Состояние поставки, режим термообработки |
Сечение, мм |
КП |
σ0,2 (МПа)
|
σв(МПа) |
δ5 (%) |
ψ % |
KCU (кДж / м2) |
НВ, не более |
4543-71
|
Пруток. Закалка 860 °С, масло. Отпуск 500 °С, вода или масло
|
25
|
|
780
|
980
|
10
|
45
|
59
|
|
8479-70 |
Поковки: нормализация
|
500-800 300-500
|
245 275 |
245 275
|
470 530
|
15 15
|
30 32
|
34 29
|
143-179 156-197
|
закалка, отпуск
|
500-800 |
275 |
275
|
530
|
13
|
30
|
29
|
156-197
|
нормализация |
до 100 100-300 |
315 |
315 |
570 |
17 14 |
38 35 |
39 34 |
167-207 |
закалка, отпуск |
300-500 500-800 |
315 |
315 |
570 |
12 11 |
30 30 |
29 29 |
167-207 |
нормализация |
до 100 100-300 300-500 |
345 |
345 345 |
590 |
18 17 14 |
45 40 38 |
59 54 49 |
174-217 |
закалка, отпуск |
до 100 100-300 300-500 |
395 |
395 |
615 |
17 15 13 |
45 40 35 |
59 54 49 |
187-229 |
Механические свойства стали 40Х в зависимости от сечения
|
Сечение, мм |
σ0,2 (МПа) |
σв(МПа) |
δ4 (%) |
ψ % |
KCU (кДж / 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 |
Механические свойства стали 40Х в зависимости от температуры отпуска |
Температура отпуска, °С |
σ0,2 (МПа) |
σв(МПа) |
δ5 (%) |
ψ % |
KCU (кДж / м2) |
HB |
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 стали 40Х при повышенных температурах |
Температура испытаний, °С |
σ0,2 (МПа) |
σв(МПа) |
δ5 (%) |
ψ % |
KCU (кДж / м2) |
Закалка 830 °С, масло. Отпуск 550 °С |
200 300 400 500 |
700 680 610 430 |
880 870 690 490 |
15 17 18 21 |
42 58 68 80 |
118 98 78 |
Образец диаметром 10 мм, длиной 50 мм кованый и отоженный. Скорость деформирования 5 мм/мин, скорость деформации 0,002 1/с |
700 800 900 1000 1100 1200 |
140 54 41 24 11 11 |
175 98 69 43 26 24 |
33 59 65 68 68 70 |
78 98 100 100 100 100 |
|
Предел выносливости стали 40Х |
σ-1, МПА
|
J-1, МПА
|
n |
Состояние стали
|
363 470 509 333 372
|
240
|
106 106 5*106
|
σв=690 МПа σв=690 МПа σ0,2=690 МПа, σв=690 МПа σв=690 МПа Закалка 860 °С, масло, отпуск 550 °С |
Ударная вязкость стали 40Х KCU, (Дж/см2) |
Т= +20 °С
|
Т= -25 °С |
Т= -40 °С |
Т= -70 °С |
Термообработка |
160 91 |
148 82
|
107
|
85 54
|
Закалка 850 °С, масло, отпуск 650 °С Закалка 850 °С, масло, отпуск 580 °С
|
Прокаливаемость стали 40Х (ГОСТ 4543-71) |
Расстояние от торца, мм |
Примечание |
1,5 |
4,5 |
6 |
7,5 |
10,5 |
13,5 |
16,5 |
19,5 |
24 |
30 |
Закалка 860 °С |
20,5-60,5 |
48-59
|
45-57,5
|
39,5-57
|
35-53,5
|
31,5-50,5
|
28,5-46
|
27-42,5 |
24,5-39,5
|
22-37,5 |
Твердость для полос прокаливаемости, HRC |
Физические свойства стали 40Х |
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 |
2.14 |
|
|
7820 |
|
210 |
100 |
2.11 |
11.9 |
46 |
7800 |
466 |
285 |
200 |
2.06 |
12.5 |
42.7 |
7770 |
508 |
346 |
300 |
2.03 |
13.2 |
42.3 |
7740 |
529 |
425 |
400 |
1.85 |
13.8 |
38.5 |
7700 |
563 |
528 |
500 |
1.76 |
14.1 |
35.6 |
7670 |
592 |
642 |
600 |
1.64 |
14.4 |
31.9 |
7630 |
622 |
780 |
700 |
1.43 |
14.6 |
28.8 |
7590 |
634 |
936 |
800 |
1.32 |
|
26 |
7610 |
664 |
1100 |
900 |
|
|
26.7 |
7560 |
|
1140 |
1000 |
|
|
28 |
7510 |
|
1170 |
1100 |
|
|
28.8 |
7470 |
|
120 |
1200 |
|
|
|
7430 |
|
1230 |
Расшифровка марки стали 40Х: эта марка означает, что в стали содержится 0,40% углерода и менее 1,5% хрома.
Преимущества термообработки изделий из стали 40Х в кипящем слое по сравнению с традиционными способами: был исследован нагрев под закалку высокопрочных болтов из сталей 40Х и 38ХС. Из опытов следует, что при горизонтальном положении болта М24 в кипящем слое частиц корунда диаметром 0,32 мм, отапливаемом природным газом, медленнее всего температура повышается на оси болта в месте стыка его тела и головки. Скорость нагрева в этой точке почти вдвое меньше, чем на поверхности в середине болта, так что во избежание перегрева температура кипящего слоя не должна заметно превышать конечную температуру нагрева. В слое с температурой 900° С болт прогревается до 860° С примерно за 3 мин (термопара зачеканена на оси под головкой), в то время как в применяемых в настоящее время электропечах К-160 нагрев до 860° С длится, по нашим экспериментальным данным, 40 мин. За это время в электропечах образуется значительный слой отслаивающейся окалины, в то время как при нагреве в кипящем слое с двухступенчатым сжиганием поверхность получается чистой. Эксперименты показали, что для аустенизации достаточна выдержка болтов из обеих сталей при температуре слоя 860-870° С в течение 10-15 мин. Поскольку скорость охлаждения этих изделий в кипящем слое оказалась недостаточной, закалку осуществляли в масле. Отпущенные после закалки (410° С, 80 мин) болты отличались высокими показателями прочности при достаточной пластичности:
Сталь 40Х: σв=147-150 кгс/мм2, ан=3,84-3,27 кгс*м/см2, HB 345-360
Сталь 38ХС: σв=165-173,5 кгс/мм2, ан=3,18-4,41 кгс*м/см2, HB 400-430
(ударную вязкость ан определяли на образцах, предел прочности σв на целых болтах).
Параллельно болты М24 из стали 38ХС после выдержки в кипящем слое с температурой 910° С (15 мин) охлаждали в соляной ванне при 360° С (20 мин) с целью получения структуры нижнего бейнита. При достаточно высокой прочности (σв = 163 кгс/мм2) была получена значительно большая ударная вязкость (8,65- 10,6 кгс-м/см2). Наконец, часть болтов из стали 38ХС после такого же нагрева выдерживали в масле в течение 42 с, а затем переносили в кипящий слой температурой 360° С. Такой режим позволил повысить предел прочности до 171,5-173 кгс/мм2, но несколько снизил ударную вязкость (ан = 6,25-6,72 кгс.м/см2). Как показали исследования, нагрев в течение 8-10 мин в слое температурой 910° С обеспечивает превращение исходной ферритокарбидной смеси в аустенит и получение достаточно однородных свойств.
Краткие обозначения: |
σв |
- временное сопротивление разрыву (предел прочности при растяжении), МПа
|
|
ε |
- относительная осадка при появлении первой трещины, % |
σ0,05 |
- предел упругости, МПа
|
|
Jк |
- 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 λ |
- 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 |
|
|