Сталь 40хн: Сталь 40ХН – расшифровка и характеристики
alexxlab | 09.03.2023 | 0 | Разное
Сталь 40ХН / Auremo
ВСт6пс ВСт5сп ВСт3кп ВСт4кп ВСт6сп ВСт2кп Вст4пс Ст0 ВСт2пс ВСт3пс ВСт5пс ВСт2сп ВСт3сп 18К 08пс 10пс 15К 18кп 20пс 35 55 05кп 08Ю 15кп 20 (20А) 22К 40 58 (55ПП) 08 10 (ст 10) 12К 15пс 20К 25 45 60 08кп 10кп 15 16К 20кп 30 50 0сВ 60С2 60С2ХА 50ХФА 60С2А 60С2ХФА 65С2ВА 85 55ХГР 65 70С3А 55С2 60Г 60С2Н2А 65Г 70 75 ШХ15 ШХ15СГ ШХ4 А12 А20 А40Г А30 10ХНДП 14Г2АФ 15Г2АФДпс 17ГС 18Г2АФпс 09Г2 10Г2БД 10ХСНД 12ГС 15Г2СФД 16ГС 35ГС 14ХГС 15ХСНД 20ХГ2Ц 09Г2С 10Г2С1 14Г2 16Г2АФ 17Г1С 25Г2С 10Г2 14Х2ГМР 15ХФ 18Х2Н4МА 20Г 20Х2Н4А 20ХГР 20ХН2М (20ХНМ) 30Г 30ХГС 30ХН2МА 34ХН3М 35Х 38Х2Н3М 38ХА 38ХМА 3Х3М3Ф 40Х 40ХФА 45ХН 50Г2 12ХН2 15Х 20ХГСА 20ХН3А 25ХГСА 30ХГСА 30ХН2МФА 33ХС 35ХН1М2ФА 38Х2НМ 40Г 40Х2Н2МА 40ХН 45Г 45ХН2МФА 50Х 12ХН2А 18ХГТ 20ХГНР 20ХН4ФА 25ХГТ 30Х 30ХГСН2А 30ХН3А 34ХН1М 35Г 36Х2Н2МФА 38Х2НМФ 38ХГН 38ХН3МА 40Г2 40ХН2МА 45Г2 47ГТ 50ХН 12Х2Н4А 12ХН3А 15Г 18Х2Н4ВА 20Х 20ХН 20ХНР 30ХГТ 30ХН3М2ФА 35Г2 35ХГСА 38Х2Н2МА 38ХН3МФА 40ХС 45Х 50Г
Описание
Сталь 40ХН
Сталь 40ХН: марочник сталей и сплавов. Ниже представлена систематизированная информация о назначении, химическом составе, видах поставок, заменителях, температуре критических точек, физических, механических, технологических и литейных свойствах для марки — Сталь 40ХН.
Общие сведения стали 40ХН
Заменитель марки |
Стали: 45ХН, 50ХН, 38ХГН, 40Х, 35ХГФ, 40ХНР, 40ХНМ, 30ХГВТ. |
Вид поставки |
Круг 40хн, труба 40хн, сортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 4543–71, ГОСТ 259071, ГОСТ 2591–71, ГОСТ 2879–69, ГОСТ 10702–78. Калиброванный пруток ГОСТ 7417–75, ГОСТ 8560–78, ГОСТ 10702–78, ГОСТ 4543–71. Шлифованный пруток и серебрянка ГОСТ 4543–71, ГОСТ 14955–77. Лист толстый ТУ 14−1-1930−77. Полоса ГОСТ 103–76. Поковки и кованые заготовки ГОСТ 1133–71, ГОСТ 8479–70, ГОСТ 4543–71. Валки ОСТ 24.013.21−85. Трубы ОСТ 14−21−77. |
Применение |
Круг 40хн, oси, 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. |
Химический состав стали 40ХН
Химический элемент | % |
Кремний (Si) | 0.17−0.37 |
Марганец (Mn) | 0.50−0.80 |
Медь (Cu), не более | 0.30 |
Никель (Ni) | 1.00−1.40 |
Сера (S), не более | 0.035 |
Углерод (C) | 0.36−0.44 |
Фосфор (P), не более | 0.035 |
Хром (Cr) | 0.45−0.75 |
Механические свойства стали 40ХН
Механические свойства
Термообработка, состояние поставки | Сечение, мм | σ0,2, МПа | σB, МПа | δ5, % | ψ, % | KCU, Дж/м2 | HB | |||||||
Пруток. Закалка 820 °C, вода или масло. Отпуск 500 °C, вода или масло. | ||||||||||||||
25 | 785 | 980 | 11 | 45 | 69 | |||||||||
Поковки. Нормализация | ||||||||||||||
КП 315 | 100−300 | 315 | 570 | 14 | 35 | 34 | 167−207 | |||||||
КП 315 | 300−500 | 315 | 570 | 12 | 30 | 29 | 167−207 | |||||||
КП 315 | 500−800 | 315 | 570 | 11 | 30 | 29 | 167−207 | |||||||
Поковки. Закалка. Отпуск. | ||||||||||||||
КП 345 | 300−500 | 345 | 590 | 14 | 38 | 49 | 174−217 | |||||||
КП 395 | <100 | 395 | 615 | 17 | 45 | 59 | 187−229 | |||||||
КП 395 | 100−300 | 395 | 615 | 15 | 40 | 54 | 187−229 | |||||||
КП 395 | 395 | 615 | 13 | 35 | 49 | 187−229 | ||||||||
КП 395 | 500−800 | 395 | 615 | 11 | 30 | 39 | 187−229 | |||||||
КП 440 | <100 | 440 | 635 | 16 | 45 | 59 | 197−235 | |||||||
КП 440 | 100−300 | 440 | 635 | 14 | 40 | 54 | 197−235 | |||||||
КП 440 | 300−500 | 440 | 635 | 13 | 35 | 49 | 197−235 | |||||||
КП 440 | 500−800 | 440 | 635 | 11 | 30 | 39 | 197−235 | |||||||
КП 490 | <100 | 490 | 655 | 16 | 45 | 59 | 212−248 | |||||||
КП 490 | 100−300 | 490 | 655 | 13 | 40 | 54 | 212−248 | |||||||
КП 540 | <100 | 540 | 685 | 15 | 45 | 59 | 223−262 | |||||||
КП 540 | 100−300 | 540 | 685 | 13 | 40 | 49 | 223−262 | |||||||
КП 590 | <100 | 590 | 735 | 14 | 45 | 59 | 235−277 | |||||||
КП 590 | 100−300 | 590 | 735 | 13 | 40 | 49 | 235−277 |
Механические свойства при повышенных температурах
t испытания,°C | σB, МПа | δ5, % | ψ, % | |||||||||||
Нормализация 850 °C. | ||||||||||||||
20 | 790 | 18 | 48 | |||||||||||
200 | 750 | 50 | ||||||||||||
300 | 690 | 20 | ||||||||||||
400 | 540 | 25 | 65 | |||||||||||
500 | 480 | 25 | 79 | |||||||||||
600 | 350 | 27 | 85 | |||||||||||
Образец диаметром 6 мм, длиной 30 мм, кованый и нормализованный. Скорость деформирования 50 мм/мин, скорость деформации 0,03 1/с. | ||||||||||||||
700 | 225 | 36 | 92 | |||||||||||
800 | 130 | 57 | 96 | |||||||||||
900 | 91 | 71 | 100 | |||||||||||
1000 | 62 | 75 | 100 | |||||||||||
1100 | 45 | 76 | 100 | |||||||||||
1200 | 31 | 100 |
Механические свойства в зависимости от температуры отпуска
t отпуска,°С | σ0,2, МПа | σB, МПа | δ5, % | ψ, % | KCU, Дж/м2 | HB | ||||||||
Закалка 820 °C, масло. | ||||||||||||||
400 | 1220 | 1370 | 10 | 41 | 32 | 387 | ||||||||
500 | 1080 | 1160 | 14 | 51 | 46 | 302 | ||||||||
600 | 760 | 910 | 20 | 60 | 83 | 241 |
Механические свойства в зависимости от сечения
Сечение, мм | σ0,2, МПа | σB, МПа | δ5, % | ψ, % | HB | |||||||||
Нормализация 870−925°С, закалка 790 °C, масло. Отпуск 540 °C. | ||||||||||||||
40 | 780 | 960 | 18 | 58 | 325 | |||||||||
80 | 730 | 920 | 20 | 54 | 302 | |||||||||
120 | 710 | 910 | 50 | 300 |
Технологические свойства стали 40ХН
Температура ковки |
Начала 1250, конца 830. Сечения до 50 мм охлаждаются на воздухе, 50−200 мм — в мульде, 201−300 мм — с печью. |
Свариваемость |
трудносвариваемая. РДС, АДС под флюсом, ЭШС. Необходимы подогрев и последующая термообработка. |
Обрабатываемость резанием |
В горячекатаном состоянии при НВ 166−170 и σB = 690 МПа Kυ тв.спл. = 1.0, Kυ б.ст. = 0.9. |
Склонность к отпускной способности |
склонна |
Флокеночувствительность |
повышенно чувствительна |
Температура критических точек стали 40ХН
Критическая точка | °С |
Ac1 | 735 |
Ac3 | 768 |
Ar3 | 700 |
Ar1 | 660 |
Mn | 305 |
Ударная вязкость стали 40ХН
Ударная вязкость, KCU, Дж/см2
Состояние поставки, термообработка | +20 | -20 | -40 | -60 |
Поковка 200Х30 мм. Закалка. Отпуск. | 116 | 116 | 93 | 80 |
Предел выносливости стали 40ХН
σ-1, МПа | τ-1, МПа | n | σB, МПа | σ0,2, МПа | Термообработка, состояниестали |
490 | 294 | 980 | 780 | НВ 300−320 | |
441 | 274 | 880 | 690 | НВ 270−300 | |
392 | 235 | 780 | 570 | НВ 200−240 | |
314−392 | 1Е+7 | 790 | Нормализация. НВ 197. |
Прокаливаемость стали 40ХН
Твердость HRCэ.
Расстояние от торца, мм / HRCэ | |||||||||||
1.5 | 3 | 4.5 | 6 | 9 | 12 | 15 | 21 | 27 | 33 | ||
52.5−58. 5 | 51.5−58.0 | 49.5−57 | 48−56 | 41.5−54.5 | 35.5−49 | 32.5−43.5 | 28−37.5 | 26.5−33.5 | 26−31.5 |
Кол-во мартенсита, % | Крит.диам. в воде, мм | Крит.диам. в масле, мм | Крит. твердость, HRCэ |
50 | 60−112 | 37−76 | 44−47 |
90 | 40−89 | 18−56 | 50−53 |
Физические свойства стали 40ХН
Температура испытания,°С | 20 | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 |
Модуль нормальной упругости, Е, ГПа | 200 | |||||||||
Плотность стали, pn, кг/м3 | 7820 | 7800 | 7710 | 7840 | 7700 | |||||
Коэффициент теплопроводности Вт/(м ·°С) | 44 | 43 | 41 | 39 | 37 | |||||
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 | 12.3 | 13.4 | 14.0 |
Источник: Марочник сталей и сплавов
Источник: www.manual-steel.ru/40HN.html
Сталь марки 40ХН характеристики, применение, термообработка, расшифровка, плотность, закалка, отпуск, улучшение, аналоги, химический состав, свойства
Хромоникелевая легированная сталь 40ХН относится к классу конструкционных материалов, предназначенных для изготовления ответственных износостойких деталей, элементов и конструкций в машиностроении и строительстве. Наличие хрома и никеля в химическом составе сплава придает материалу антикоррозионные свойства и красивый серебристый цвет.
Кроме этого легирование металла обеспечивает повышенное сопротивление истиранию, но при этом сталь способна к пайке, штамповке и механической металлообработке. Прочность и стойкость к механическим воздействиям при относительно невысокой стоимости делают этот материал очень востребованным для нужд промышленности.
Химический состав стали
Маркировка 40ХН означает среднее количество углерода (C) менее одного процента, более 0,4% хрома (Cr) и 1,0% никеля (Ni). Точный химический состав регламентируется ГОСТ 4543-71 и должен содержать:
- никеля (Ni) 1,0-1,4%;
- марганца (Mn) 0,5-0,8%;
- хрома (Cr) 0,45-0,75%;
- углерода (C) 0,36-0,44%;
- кремния (Si) 0,17-0,37%;
- серы (S) и фосфора (P) не более 0,035%.
К отечественным аналогам этого сплава по химическому составу и механическим свойствам следует отнести марки сталей 45ХН, 50ХН, 30ХГВТ, 40ХНМ и 38ХГН.
Из зарубежных сортов марке 40ХН соответствует следующим маркировкам:
- 40CrNi – Китай;
- 3135 и 3140H – США;
- 36NiCr6 и 40NiCr6 – Германия;
- 35NC6 – Франция;
- SNC236 – Япония;
- 40CrNi12 – Румыния;
- 2530 – Швеция.
Свойства и состав зарубежных сталей не являются точным соответствием по составу, но в большинстве случаев аналогичны по физико-техническим характеристикам.
Сталь 40ХН конструкционная легированная
Заменитель
- Сталь 45ХН,
- Сталь 50ХН,
- Сталь 38ХГН,
- Сталь 40Х,
- Сталь 35ХГФ,
- Сталь 40ХНР,
- Сталь 40ХНМ,
- Сталь 30ХГВТ.
Аналоги
Европа (EN) | 1.5711 |
Германия (DIN, EN) | 40NiCr6 |
США | 3140 |
Расшифровка
Согласно ГОСТ 4543-2016 наименование марок стали состоит из цифр и буквенного обозначения химических элементов:
- Цифра 40 перед буквенным обозначением указывает среднюю массовую долю углерода (С) в стали в сотых долях процента, т.е. среднее содержание углерода в стали 0,40%.
- Буква Х указывает, что сталь легирована хромом, отсутствие цифры после буквы указывает, что содержание хрома в стали до 1,5%.
- Буква Н указывает, что сталь легирована никелем, отсутствие цифры после буквы указывает, что содержание никеля в стали до 1,5%.
Вид поставки
- Сортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 4543-71, ГОСТ 2590-88, ГОСТ 2591-88, ГОСТ 2879-88, ГОСТ 10702-78.
- Калиброванный пруток ГОСТ 4543-71, ГОСТ 7417-75, ГОСТ 8560-78, ГОСТ 10702-78.
- Шлифованный пруток и серебрянка ГОСТ 4543-71, ГОСТ 14955 — 77.
- Лист толстый ТУ 14-1-1930-77.
- Полоса ГОСТ 103-76.
- Поковка и кованая заготовка ГОСТ 4543-71, ГОСТ 1133-71, ГОСТ 8479-70.
- Валки ОСТ 24.013.21-85
- Труба ОСТ 14-21-77.
Характеристики и применение [3]
Сталь 40ХН является хромо-никелевой конструкционной легированной сталью, относится к группе улучшаемой стали и к сталям повышенной прокаливаемости, т.е. прокаливающейся в деталях диаметром 50-75 мм.
Сталь данной марки относится к лучшим образцам конструкционной стали. Комбинация никеля с хромом позволяет применять сталь 40ХН для изготовления деталей ответственного назначения, например:
- 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.
Так как никель целиком растворяется в твердом растворе, он способствует более значительному увеличению твердости и прочности феррита, чем хром. Особенно важно, что упрочнение здесь сопровождается также увеличением пластичности. При одновременном присутствии в стали никеля и хрома достигается хорошее сочетание механических свойств (прочности и вязкости), а также большая прокаливаемость.
Сталь 40ХН широко применяется в нефтяном машиностроении для изготовления наиболее ответственных деталей, например:
- особо нагруженных подъемных, трансмиссионных и промежуточных валов,
- зубчатых соединительных муфт,
- звездочек ценных передач буровых установок,
- пластин и роликов втулочно-роликовых цепей,
- осей талевых блоков,
- стволов вертлюг,
- защелок и осей элеваторов.
При применении стали хромо-никелевой стали необходимо иметь в виду, что она обладает склонностью к отпускной хрупкости особенно в интервале температур 450-550°C. Поэтому детали из этой стали следует после высокого отпуска охлаждать быстро (в воде или в масле). При в ведении в сталь 40ХН небольшого количества молибдена склонность к отпускной хрупкости понижается.
Рекомендации по применению стали 40Х для деталей арматуры и пневмоприводов, не работающих под давлением и не подлежащих сварке, предназначенных для эксплуатации в условиях низких температур (ГОСТ 33260-2015)
Марка стали | Закалка + отпуск при температуре, °С | Примерный уровень прочности, Н/мм (кгс/мм2) | Температура применения не ниже, °С | Использование в толщине не более, мм |
40ХН | 500 | 1000(100) | -80 | 50 |
Температура критических точек, °С
Ac1 | Ас3 | Аr3 | Аr1 | Mн |
735 | 768 | 700 | 660 | 305 |
Химический состав, % (ГОСТ 4543-71)
C | Si | Mn | Сr | Ni | P | S | Cu |
не более | |||||||
0,36-0,44 | 0,17-0,37 | 0,50-0,80 | 0,45-0,75 | 1,00-1,40 | 0,035 | 0,035 | 0,30 |
Химический состав, % (ГОСТ 4543-2016)
Массовая доля элементов, % | |||||||||
C | Si | Mn | Cr | Ni | Mo | Al | Ti | V | В |
0,36-0,44 | 0,17-0,37 | 0,50-0,80 | 0,45-0,75 | 1,00-1,40 | — | — | — | — | — |
ПРИМЕЧАНИЕ: Знак «-» означает, что массовую долю данного элемента не нормируют и не контролируют, если иное не указано в 7. 1.2.3 (ГОСТ 4543-2016).
Рекомендуемые температуры закалки отожженной стали 40ХН при нагреве ТВЧ [1]
Марка Стали | Температура нагрева в °C при скорости нагрева выше Ac1 град/сек | ||
30-60 | 100-200 | 400-500 | |
Продолжительность нагрева выше Ac1 сек | |||
2-4 | 1,0-1,5 | 0,5-0,8 | |
40ХН | 900-940°C | 920-960°C | 960-1020°C |
Режим умягчающей обработки стали 40ХН [1]
Марка Стали | Операция | Температура нагрева в °C | Условия охлаждения* |
40ХН | Отжиг | 800-820 | 30-40° С/ч |
Ориентировочные режимы термической обработки стали 40ХН [1]
Марка Стали | Температура нагрева для закалки и нормализации в °C | Охлаждающая среда | Температура отпуска в °C | Механические свойства | |||
Твердость | Предел прочности при растяжении σв в кГ/мм2 | δ в % | |||||
HB | HRC | ||||||
40ХН | 800-840 | Масло | 180-200 | — | 45-50 | 150 | 8 |
550-600 | 255-286 | — | 85-95 | 14-16 |
ПРИМЕЧАНИЕ. Охлаждение с указанной скоростью до 500°C, а затем на воздухе.
Ориентировочные режимы предварительной термической обработки стали 40ХН [2]
Марка стали | Операция термической обработки | Температура, °C | Способ охлаждения | Твердость HB |
40ХН | Нормализация | 840-860 | На воздухе | 207-255 |
Отжиг | 800-830 | Медленное | 187-241 |
Механические свойства
Источник | Состояние поставки | Сечение, мм | КП | Предел текучести σ0,2, МПа | Предел прочности при растяжении σв, МПа | Относительное удлинение после разрыва δ5 (δ4), % | Относительное сужение ψ, % | KCU, Дж/см2 | Твердость HB, не более |
не менее | |||||||||
ГОСТ 4543-71 | Пруток. Закалка с 820°С в воде или масле; отпуск при 500°С, охл. в воде или масле | 25 | — | 785 | 980 | 11 | 45 | 69 | — |
ГОСТ 8479-70 | Поковка. Нормализация | 100-300 | 315 | 315 | 570 | 14 | 35 | 34 | 167-207 |
300-500 | 12 | 30 | 29 | 167-207 | |||||
500-800 | 11 | 30 | 29 | 167-207 | |||||
Поковка. Закалка+отпуск | 300-500 | 345 | 345 | 590 | 14 | 38 | 49 | 174-217 | |
До 100 | 395 | 395 | 615 | 17 | 45 | 59 | 187-229 | ||
100-300 | 15 | 40 | 54 | ||||||
300-500 | 13 | 35 | 49 | ||||||
500-800 | 11 | 30 | 39 | ||||||
До 100 | 440 | 440 | 635 | 16 | 45 | 59 | 197-235 | ||
100-300 | 14 | 40 | 54 | ||||||
300-500 | 13 | 35 | 49 | ||||||
500-800 | 11 | 30 | 39 | ||||||
До 100 | 490 | 490 | 655 | 16 | 45 | 59 | 212-248 | ||
100-300 | 13 | 40 | 54 | ||||||
До 100 | 540 | 540 | 685 | 15 | 45 | 59 | 223-262 | ||
100-300 | 13 | 40 | 49 | ||||||
До 100 | 590 | 590 | 735 | 14 | 45 | 59 | 235-277 | ||
100-300 | 13 | 40 | 49 |
Механические свойства проката в зависимости от сечения [2]
Сечение, мм | Предел текучести σ0,2, МПа | Предел прочности при растяжении σв, МПа | Относительное удлинение после разрыва δ5, % | Относительное сужение ψ, % | Твердость HB |
40 | 780 | 960 | 18 | 58 | 325 |
80 | 730 | 920 | 20 | 54 | 302 |
120 | 710 | 910 | — | 50 | 300 |
ПРИМЕЧАНИЕ. Нормализация при 870-925°С; закалка с 790°С в масле; отпуск при 540°С.
Механические свойства в зависимости от температуры отпуска
tотп, °С | Предел текучести σ0,2, МПа | Предел прочности при растяжении σв, МПа | Относительное удлинение после разрыва δ5, % | Относительное сужение ψ, % | KCU, Дж/см2 | Твердость HB |
400 | 1220 | 1370 | 10 | 41 | 32 | 387 |
600 | 1080 | 1160 | 14 | 51 | 46 | 302 |
600 | 760 | 910 | 20 | 60 | 83 | 241 |
ПРИМЕЧАНИЕ. Закалка с 820°С в масле.
Механические свойства при повышенных температурах
tисп, °С | Предел прочности при растяжении σв, МПа | Относительное удлинение после разрыва δ5, % | Относительное сужение ψ, % |
Нормализация при 850°С | |||
20 | 790 | 18 | 48 |
200 | 750 | — | 50 |
300 | 690 | 20 | — |
400 | 540 | 25 | 65 |
500 | 480 | 25 | 79 |
600 | 350 | 27 | 85 |
Образец диаметром 6мм, длиной 30 мм, кованый и нормализованный. Скорость деформирования 50мм/мин, скорость деформации 0,031/c | |||
700 | 225 | 36 | 92 |
800 | 130 | 57 | 96 |
900 | 91 | 71 | 100 |
1000 | 62 | 75 | 100 |
1100 | 45 | 76 | 100 |
1200 | 31 | — | 100 |
Предел выносливости
Характеристики прочности | σ-1, МПа | τ-1, МПа |
Предел текучести σ0,2=780 МПа; Предел прочности при растяжении σв=980 МПа;НВ 300-320 | 490 | 294 |
Предел текучести σ0,2=690 МПа; Предел прочности при растяжении σв=880 МПа;НВ 270-300 | 441 | 274 |
Предел текучести σ0,2=570 МПа; Предел прочности при растяжении σв=780 МПа;НВ 200-240 | 392 | 235 |
Предел прочности при растяжении σв=790 МПа; нормализация; НВ 197 | 314-392(n=107) | — |
Ударная вязкость KCU
Состояние поставки | КСU, Дж/см2 при температуре, °С | |||
+20 | -20 | -40 | -60 | |
Поковка 200×30мм. Закалка+отпуск | 116 | 116 | 93 | 80 |
ПРИМЕЧАНИЕ. σ4252,6/10000=103 МПа, σ4256/10000=138 МПа, σ4256,1/100000=69 МПа; σ5353,2/10000=21 МПа.
Технологические свойства
Температура ковки, ° | Сначала 1250, конца 830. Сечения до 50 мм охлаждаются на воздухе, сечения от 51 до 200 мм — охлаждение в мульде, сечения с 201 до 300 мм — с печью. |
Свариваемость | Трудносвариваемая. Способ сварки — РДС, АДС под флюсом, ЭШС. Необходимы подогрев и последующая термообработка. |
Обрабатываемость резанием | Kv тв.спл. = 1,0 и Kv б.ст. = 0,9 в горячекатанном состоянии при НВ 166-170 и Предел прочности при растяжении σв=690 МПа. |
Флокеночувствительность | Повышенно чувствительна. |
Склонность к отпускной хрупкости | Склонна |
Прокаливаемость
Полоса прокаливаемости для стали 40ХН после нормализации при 850°С и закалки с 820°С приведена на рисунке ниже.
Критический диаметр d после закалки в различных средах
Количество мартенсита,% | Критическая твердость HRCэ | d, мм после закалки | |
в воде | в масле | ||
50 | 44-47 | 60-112 | 34-76 |
90 | 50-53 | 40-86 | 18-56 |
Плотность ρп кг/см3 при температуре испытаний, °С
Сталь | 20 | 100 | 200 | 300 | 400 |
40ХН | 7820 | 7800 | 7770 | 7740 | 7700 |
Коэффициент линейного расширения α*106, К-1
Марка стали | α*106, К-1 при температуре испытаний, °С | |||
20-100 | 20-200 | 20-300 | 20-400 | |
40ХН | 11,8 | 12,3 | 13,4 | 14,0 |
Коэффициент теплопроводности λ Вт/(м*К)
Марка Стали | λ Вт/(м*К), при температуре испытаний, °С | |||||
20 | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | |
40ХН | — | 44 | 43 | 41 | 39 | 37 |
Модуль Юнга (нормальной упругости) Е, ГПа
Марка Стали | При температуре испытаний |
20°С | |
40ХН | 200 |
Библиографический список
- И. С.Каменичный. Краткий справочник технолога термиста. 1963 г.
- Фиргер И.В. Термическая обработка сплавов: Справочник. 1982 г.
- Шрейбер Г.К., С.М.Перлин, Б.Ф.Шибряев. Конструкционные материалы в нефтяной, нефтехимической и газовой промышленности. 1969 г.
Узнать еще
Сталь 30 конструкционная углеродистая качественная…
Сталь 6ХС инструментальная штамповая…
Сталь Р18 инструментальная быстрорежущая…
Сталь 50(50А) — конструкционная углеродистая…
Свойства легированной конструкционной стали 40ХН
Температура нагрева для начала кузнечной обработки составляет 1250˚C, завершение ковки при 850˚C. При поперечном сечении заготовки до 50 мм охлаждение необходимо проводить на воздухе, до 200 мм в корытообразной мульде, более 200 мм в постепенно остывающей печи. Сталь относится к категории трудно свариваемых материалов и требует предварительного нагрева при любом виде сварочной обработки.
Удельный вес стали марки 40ХН составляет 7820 кг/м3 при твердости 207 МПа и временном сопротивлении на разрыв 690 МПа.
Область применения
Технические и физические характеристики, которыми обладает сталь марки 40ХН, позволяют широко использовать этот сплав в машиностроении и других промышленных отраслях, связанных с металлообработкой, выпуском механизмов и деталей машин. Из этого металла изготавливают:
- оси, валы, цилиндры и соединительные муфты;
- прокатные валки станов;
- зубчатые колеса механизмов;
- штоки, рычаги и шатуны;
- соединительные и фиксирующие элементы;
- другие детали с повышенными требованиями к прочности и износостойкости.
Марка 40ХН хорошо переносит вибрационные, динамические и ударные нагрузки. Поэтому используется при изготовлении специального оборудования и отдельных узлов машин, работающих в тяжелых эксплуатационных условиях.
Описание
Сталь 40ХН применяется: для производства поковок и штамповок, осей, валов, шатунов, зубчатых колес, валов экскаваторов, муфт, вал-шестерней, шпинделей, болтов, рычагов, штоков, цилиндров и других ответственных нагруженных деталей, подвергающихся вибрационным и динамическим нагрузкам, к которым предъявляются требования повышенной прочности и вязкости; валков рельсобалочных и крупносортных станов для горячей прокатки металла.