Сталь 40 х расшифровка – Технология термической обработки детали втулка из стали 40х

alexxlab | 02.09.2019 | 0 | Вопросы и ответы

Технология термической обработки детали втулка из стали 40х

Вопрос №1.

Опишите технологию термической обработки детали «втулка» из стали 40Х.

Ответ на вопрос №1.

Термическая обработка металлов и сплавов — процесс тепловой обработки металлических изделий, целью которого является изменение структуры и свойств в заданном направлении.

Среди основных видов термической обработки следует отметить:

Отжиг(гомогенизацияинормализация). Целью является получение однородной зёренной микроструктуры и растворение включений. Последующее охлаждение является медленным, препятствующим образованию неравновесных структур типа мартенсита.

Закалку проводят с повышенной скоростью охлаждения с целью получения неравновесных структур типа мартенсита. Критическая скорость охлаждения, необходимая для закалки, зависит от материала.

Отпуск необходим для снятия внутренних напряжений, внесённых при закалке. Материал становится более пластичным при некотором уменьшении прочности

.

Дисперсионное твердение (старение). После проведения отжига проводится нагрев на более низкую температуру с целью выделения частиц упрочняющей фазы. Иногда проводится ступенчатое старение при нескольких температурах с целью выделения нескольких видов упрочняющих частиц.

Обработка холодом.

Рассмотрим технологию термической обработки детали «втулка» из стали 40Х.

Сталь 40Х применяют для изготовления осей, валов, вал-шестерен, плунжеров, штоков, коленчатых и кулачковых валов, колец, шпинделей, оправок, реек, зубчатых венцов, болтов, полуосей, втулок и других улучшаемых деталей повышенной прочности.

Втулка — деталь машины, механизма, прибора цилиндрической или конической формы (с осевой симметрией), имеющая осевое отверстие, в которое входит сопрягаемая деталь. В зависимости от назначения различают втулки подшипниковые, закрепительные, переходные и др.

Втулка переходная - инструмент, используемый на металлообрабатывающем оборудовании для установки инструмента с разными конусами Морзе.

На токарном станке втулка переходная используется для установки инструмента в заднюю бабку, неподвижного центра в переднюю бабку.

Для фрезерного станка втулка переходная - основной переходный элемент, позволяющий значительно снизить затраты на технологическую подготовку производства.

В качестве материала для изготовления детали втулка используется конструкционная легированная сталь 40Х ГОСТ 4543-71. В качестве легирующего элемента в данном случае используется хром, о чем говорит соответствующая маркировка.

Расшифровка марки стали 40Х

Цифра 40 указывает на то, что углерод в стали содержится в объеме 0,4 %. Хрома содержится менее 1,5 %.

Легированная конструкционная сталь 40Х имеет очень широкую область использования. Ее применяют для изготовления валов, осей, вал-шестерней, штоков, плунжеров, кулачковых и коленчатых валов, шпинделей, колец, реек, оправок, болтов, зубчатых венцов, втулок, полуосей и прочих деталей повышенной прочности.

Технологические свойства. Марка стали 40Х трудносвариваема. Это говорит о том, что получение качественного сварного соединения при участии данного материала потребует дополнительные операции. При выполнении процесса сварки дополнительно необходимо проводить подогрев изделий до температуры 200-300°C, а по завершении путем отжига термическую обработку. Данная марка стали флокеночувствительна и имеет склонность к отпускной хрупкости.

Заменитель: стали 45Х, 38ХА, 40ХН, 40ХС, 40ХФ, 40ХР.

Химический состав в % стали марки 40Х:

С(углерод)

Si(кремний)

Mn(марганец)

Ni(никель)

S(сера)

P(фосфор)

Cr(хром)

Cu(медь)

0,36-0,44

0,17-0,37

0,5-0,8

до 0,3

до 0,035

до 0,035

0,8-1,1

до 0,3

Температура критических точек материала Сталь 40Х.(°С)

Температура критических точек материала 40Х.

Ac1 = 743 ,      Ac3

(Acm) = 782 ,       Ar3(Arcm) = 730 ,       Ar1 = 693

Механические свойства при Т=20oС материала 40Х .

Сортамент

Размер

Напр.

в

T

5

KCU

Термообработка

-

мм

-

МПа

МПа

%

%

кДж / м2

-

Пруток, ГОСТ 4543-71

Ø 25

 

980

785

10

45

590

Закалка 860oC, масло, Отпуск 500oC, вода,

    Твердость   40Х   после отжига ,             ГОСТ 4543-71

HB 10 -1 = 217   МПа

Обозначения:

Механические свойства :

в

- Предел кратковременной прочности , [МПа]

T

- Предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), [МПа]

5

- Относительное удлинение при разрыве , [ % ]

- Относительное сужение , [ % ]

KCU

- Ударная вязкость , [ кДж / м2]

HB

- Твердость по Бринеллю , [МПа]

Сталь 40Х относится к дешевым конструкционным материалам. С увеличенным содержанием углерода в них повышается прочность, но снижается пластичность и вязкость, повышается порог хладноломкости. Хромистые стали склонны к отпускной хрупкости, устранение которой требует быстрого охлаждения от температуры высокого отпуска.

Хром значительно уменьшает критическую скорость закалки, поэтому хромистая сталь обладает глубокой прокаливаемостью. Температура мартенситного превращения при наличии хрома снижается. Хром препятствует росту зерна и повышает устойчивость против отпуска . Поэтому отпуск проводится при более высоких температурах по сравнению с отпуском углеродистых сталей

Вывод. Помимо перечисленных выше особенностей, характерных для стали 40Х, следует отметить еще ряд свойств, считающихся очень важными для всех схожих материалов, используемых в машиностроении, а именно:

  • достаточно высокий предел выносливости;

  • возможность обработки путем сваривания (после нагрева), под давлением и резанием;

  • при термовоздействии обладают стойкостью к короблению и обезуглероживанию.

studfiles.net

Сталь 40ХН - расшифровка марки стали, ГОСТ, характеристика материала


Марка стали - 40ХН

Стандарт - ГОСТ 4543

Заменитель - 45ХН, 50ХН, 38ХГН, 40Х, 35ХГФ, 40ХНР, 40ХНМ, 30ХГВТ

Сталь 40ХН содержит в среднем 0,4% углерода, Х - указывает содержание хрома в стали примерно 1%, Н - указывает содержание никеля в стали примерно 1%.

Легированная конструкционная сталь 40ХН применяется для нагруженных деталей, подвергающихся вибрационным и динамическим нагрузкам, к которым предъявляются требования повышенной прочности и вязкости.

Из стали 40ХН изготовляют коленчатые валы, валы экскаваторов, вал-шестерни, борштанги, шатуны, зубчатые колеса, шпиндели, муфты, рычаги, штоки, цилиндры, полукольца и другие ответственные детали.

Массовая доля основных химических элементов, %
C - углеродаSi - кремнияMn - марганцаCr - хромаNi - никеля
0,36-0,440,17-0,370,50-0,800,45-0,751,00-1,40
Температура критических точек, °С
Ac1Ac3Ar1Ar3
735768660700
Технологические свойства
КовкаТемпература ковки, °С: начала 1250, конца 830. Сечения до 50 мм охлаждаются на воздухе, от 51-200 мм - охлаждение в мульде, с 201 до 300 мм - с печью.
СвариваемостьТрудносвариваемая.
Способы сварки: ручная дуговая сварка, автоматическая дуговая сварка, электрошлаковая сварка, контактная сварка. Необходимы подогрев и последующая термообработка.
Обрабатываемость резаниемВ горячекатаном состоянии состоянии при HB 166-170 и σв = 690 МПа:
Kv твердый сплав = 1,0
Kv быстрорежущая сталь = 0,9
ФлокеночувствительностьПовышенно чувствительна
Склонность к отпускной хрупкостиСклонна
Физические свойстваТемпература испытаний, °С
20100200300400500600700800900
Модуль нормальной упругости E, ГПа----------
Модуль упругости при сдвиге кручением G, ГПа----------
Плотность ρn, кг/м378207800777077407700-----
Коэффициент теплопроводности λ Вт/(м*К)-4443413937----
Удельное электросопротивление ρ, нОм*м----------
20-10020-20020-30020-40020-50020-60020-70020-80020-90020-1000
Коэффициент линейного расширения α*106, K-111,812,313,414,0------
Удельная теплоемкость c, Дж/(кг*К)----------

tekhnar.ru

Сталь 40 - расшифровка марки стали, ГОСТ, характеристика материала


Марка стали - 40

Стандарт - ГОСТ 1050

Заменитель - 35, 40Г, 45

Сталь 40 содержит в среднем 0,4% углерода. Степень раскисления стали - спокойная (обозначают без индекса).

Нелегированная специальная сталь 40 применяется для изготовления коленчатых валов, шатунов, зубчатых венцов, маховиков, зубчатых колес, болтов, осей и др.

После поверхностного упрочнения с нагревом ТВЧ (токами высокой частоты) сталь 40 применяется для изготовления деталей, к которым предъявляются требования высокой поверхностной твердости и повышенной износостойкости при малой деформации (длинные валы, ходовые валики, зубчатые колеса).

Массовая доля основных химических элементов, %
C - углеродаSi - кремнияMn - марганца
0,37-0,450,17-0,370,50-0,80
Температура критических точек, °С
Ac1Ac3Ar1Ar3
730790690780
Технологические свойства
КовкаТемпература ковки, °С: начала 1250, конца 800. Заготовки сечением до 400 мм охлаждаются на воздухе.
СвариваемостьОграниченно свариваемая.
Способы сварки: ручная дуговая сварка, автоматическая дуговая сварка, электрошлаковая сварка. Рекомендуется подогрев и последующая термообработка. Контактная сварка без ограничений.
Обрабатываемость резаниемВ горячекатаном состоянии при HB 170 и σв = 520 МПа:
Kv твердый сплав = 1,2
Kv быстрорежущая сталь = 1,05
ФлокеночувствительностьНе чувствительна
Склонность к отпускной хрупкостиНе склонна
Физические свойстваТемпература испытаний, °С
20100200300400500600700800900
Модуль нормальной упругости E, ГПа212206201192176163151131118-
Модуль упругости при сдвиге кручением G, ГПа828078756863585045-
Плотность ρn, кг/м37850---------
Коэффициент теплопроводности λ Вт/(м*К)-514846423834302526
Удельное электросопротивление ρ, нОм*м----------
20-10020-20020-30020-40020-50020-60020-70020-80020-90020-1000
Коэффициент линейного расширения α*106, K-111,912,813,514,114,614,915,212,513,514,5
Удельная теплоемкость c, Дж/(кг*К)486497512529550574628674657653

tekhnar.ru

Сталь 40Г - расшифровка марки стали, ГОСТ, характеристика материала


Марка стали - 40Г

Стандарт - ГОСТ 1050

Заменитель - 45, 40Х

Сталь 40Г содержит в среднем 0,4% углерода, Г - указывает содержание марганца в стали около 1%.

Нелегированная специальная сталь 40Г применяется для изготовления деталей к которым предъявляются требования повышенной прочности: коленчатые валы, шестерни, штоки, шатуны, звездочки, распределительные валики, головки плунжеров, карданные валы и другие детали.

Массовая доля основных химических элементов, %
C - углеродаSi - кремнияMn - марганца
0,37-0,450,17-0,370,70-1,00
Температура критических точек, °С
Ac1Ac3Ar1Ar3
723785680770
Технологические свойства
КовкаТемпература ковки, °С: начала 1250, конца 800. Заготовки сечением до 400 мм охлаждаются на воздухе.
СвариваемостьОграниченно свариваемая.
Способы сварки: ручная дуговая сварка, автоматическая дуговая сварка. Рекомендуется подогрев и последующая термообработка. Контактная сварка без ограничений.
Обрабатываемость резаниемВ нормализованном состоянии при HB 174-207:
Kv твердый сплав = 0,95
Kv быстрорежущая сталь = 0,7
ФлокеночувствительностьМалочувствительна
Склонность к отпускной хрупкостиСклонна
Физические свойстваТемпература испытаний, °С
20100200300400500600700800900
Модуль нормальной упругости E, ГПа200---------
Модуль упругости при сдвиге кручением G, ГПа----------
Плотность ρn, кг/м37810---------
Коэффициент теплопроводности λ Вт/(м*К)-6053-4724----
Удельное электросопротивление ρ, нОм*м----------
20-10020-20020-30020-40020-50020-60020-70020-80020-90020-1000
Коэффициент линейного расширения α*106, K-111,111,712,7-14,3-----
Удельная теплоемкость c, Дж/(кг*К)487483-491-575----

tekhnar.ru

Нержавеющая сталь 40Х13 - расшифровка марки стали, ГОСТ, характеристика материала


Марка стали - 40Х13

Стандарт - ГОСТ 5632

Заменитель - 30Х13

Сталь 40Х13 содержит углерода в среднем 0,4%, Х13 - указывает содержание хрома в стали примерно 13%. Сталь легированная, коррозионно-стойкая.

Нержавеющая сталь 40Х13 применяется после закалки и низкого отпуска со шлифованной и полированной поверхностью, обладает повышенной твердостью.

Из нержавеющей стали 40Х13 изготовляют режущий, мерительный и хирургический инструмент, втулки, оси, валы, пружины, рессоры, цапфы, карбюраторные иглы, клапанные пластины компрессоров, лопасти, бандажи паровых турбин, диски, болты, гайки, предметы домашнего обихода и другие детали, работающие при температуре до 400-450°С, а также детали, работающие в коррозионных средах.

Массовая доля основных химических элементов, %
C - углеродаSi - кремнияMn - марганцаCr - хрома
0,36-0,45Не более 0,80Не более 0,8012,00-14,00
Температура критических точек, °С
Ac1Ac3Ar1Ar3
820870780-
Технологические свойства
КовкаТемпература ковки, °С: начала 1200, конца 850. Сечения до 200 мм подвергаются низкотемпературному отжигу.
СвариваемостьНе применяется для сварных конструкций
Обрабатываемость резаниемВ закаленном и опущенном состоянии при HB 340 и σв = 730 МПа:
Kv твердый сплав = 0,6
Kv быстрорежущая сталь = 0,4
Физические свойстваТемпература испытаний, °С
20100200300400500600700800900
Модуль нормальной упругости E, ГПа214208202194185173160---
Модуль упругости при сдвиге кручением G, ГПа----------
Плотность ρn, кг/м3765076307600757075407510748074507420-
Коэффициент теплопроводности λ Вт/(м*К)25262728292929282829
Удельное электросопротивление ρ, нОм*м-78683089095099810461122--
20-10020-20020-30020-40020-50020-60020-70020-80020-90020-1000
Коэффициент линейного расширения α*106, K-110,711,511,912,212,512,813,013,2--
Удельная теплоемкость c, Дж/(кг*К)452477502528553678620666691-

tekhnar.ru

Сталь 45Х - расшифровка марки стали, ГОСТ, характеристика материала


Марка стали - 45Х

Стандарт - ГОСТ 4543

Заменитель - 40Х, 50Х, 45ХЦ, 40ХГТ, 40ХФ, 40Х2АФЕ

Сталь 45Х содержит в среднем 0,45% углерода, Х - указывает содержание хрома в стали примерно 1%.

Из легированной конструкционной стали 45Х изготовляют валы в подшипниках качения, червячные и шлицевые валы, оси, крупные зубчатые колеса, шпиндели, шатуны, болты и другие детали, к которым предъявляются требования повышенной твердости, износостойкости, прочности и работающие при незначительных ударных нагрузках.

Массовая доля основных химических элементов, %
C - углеродаSi - кремнияMn - марганцаCr - хрома
0,41-0,490,17-0,370,50-0,800,80-1,10
Температура критических точек, °С
Ac1Ac3Ar1Ar3
735770660690
Технологические свойства
КовкаТемпература ковки, °С: начала 1250, конца 780. Заготовки сечением до 100 мм охлаждаются на воздухе, 101-300 мм - в мульде.
СвариваемостьТрудносвариваемая.
Способы сварки: ручная дуговая сварка - необходимы подогрев и последующая термообработка. Контактная сварка - необходима последующая термообработка.
Обрабатываемость резаниемВ горячекатаном состоянии состоянии при HB 163-168 и σв = 610 МПа:
Kv твердый сплав = 1,2
Kv быстрорежущая сталь = 0,95
ФлокеночувствительностьЧувствительна
Склонность к отпускной хрупкостиСклонна
Физические свойстваТемпература испытаний, °С
20100200300400500600700800900
Модуль нормальной упругости E, ГПа206---------
Модуль упругости при сдвиге кручением G, ГПа78---------
Плотность ρn, кг/м37820---------
Коэффициент теплопроводности λ Вт/(м*К)----------
Удельное электросопротивление ρ, нОм*м----------
20-10020-20020-30020-40020-50020-60020-70020-80020-90020-1000
Коэффициент линейного расширения α*106, K-112,813,013,7-------
Удельная теплоемкость c, Дж/(кг*К)----------

tekhnar.ru

особенности расшифровки марки, физические характеристики металла

Среди большого количества физических свойств металлов отметим температуру плавления. Этот показатель учитывается при изготовлении самых различных изделий, к примеру, ножа или подшипников. Самой востребованной сталью для изготовления медицинских скальпелей, ножей, пружин и других предметов считается сталь 40х13. Она обладает всеми необходимыми свойствами и характеристиками.

Температура плавления металла

Сталь 40×13 относится к хромистым нержавеющим металлам. Ее основные эксплуатационные свойства определены особым химическим составом. Температура плавления – физическая характеристика, которая определяет температуру перехода металла из твердого состояния в жидкое. При изменении аморфного состояния материал практически не меняет свой объем, то есть на процесс перестроения кристаллической решетки атмосферное давление не оказывает влияние.

Рассматриваемый физический показатель во много зависит от химического состава. Некоторые элементы могут понижать или повышать температуру плавления. Сталь 40х13 (ГОСТ также определяет незначительную концентрацию примесей, не отраженных в маркировке) имеет довольно высокую концентрацию легирующих элементов, которые обеспечивают высокую коррозионную стойкость. Расшифровка марки проводится следующим образом:

  • Довольно высокая концентрация углерода (от 0,36 до 0,45%) определяет высокую твердость поверхности.
  • Антикоррозионные качества обеспечиваются концентрацией хрома в пределе 12—14%.
  • В составе есть не более одного процента марганца и кремния, а также некоторые вредные примеси.

Сталь 40х13, характеристики которой определили применение в самых различных областях промышленности, может эксплуатироваться при температуре до 500 градусов Цельсия. Кроме этого, 40х13, термообработка этой марки позволяет повысить основные качества, относится к классу среднеплавких материалов.

Классификация сталей

Температура плавления металлов может варьировать в довольно большом диапазоне. Для плавки некоторых требуется специальное оборудование, другие можно преобразовать в жидкообразную субстанцию при применении обычной печи. Классификация стали по температуре плавления следующая:

  1. Легкоплавкие – температура плавления доходит до 600 градусов Цельсия. В эту группу можно отнести олово, цинк или висмут. Подобные материалы можно без особого труда расплавить без применения специального оборудования.
  2. Среднеплавкие – изменение состояния материала происходит при температуре от 600 до 1600 градусов Цельсия. В данную группу относится медь, олово, алюминий или железо. Эта группа получила наибольшее распространение. В нее можно включить также некоторые нержавейки, к примеру, 40х или другие сплавы с небольшой концентрацией хрома, а также конструкционная сталь 55 или аналоги.
  3. Тугоплавкие – смена состояния происходит при более 1600 градусов Цельсия. Как правило, в эту группу входят металлы, которые имеют в составе примеси хрома, вольфрама или титана в большой концентрации. Примером можно назвать маркировку х40 или х30сrх13, 4х13. В состав металлов добавляется большое количество хрома для его защиты от воздействия повышенной влажности или некоторых химических веществ. Именно поэтому нержавейки, обладающие высокими антикоррозионными свойствами, имеют высокой тугоплавкостью. В эту группу можно отнести металлы, называемые медицинскими.

Интересным моментом назовем то, что единственным металлом, который находится в жидком состоянии при обычной температуре окружающей среды, является ртуть. Это связано с тем, что она превращается в жидкость уже при температуре -39 градусов Цельсия.

Область применения

Температура плавления во много определяет то, при каком нагреве металл начинает терять свои основные свойства: твердость (hrc), пластичность и другие. Сталь 40 х, характеристики которой можно встретить во многих методических описаниях, уже при нагреве до 350 градусов Цельсия начинает становиться более пластичной. Это не позволяет использовать этот металл, 13х или другие аналоги при создании изделий, которые эксплуатируются в сложных условиях.

Довольно большое распространение в последнее время получили металлы, которые получили маркировку aisi. Эти материалы являются улучшенными версиями обычных нержавеек: большая устойчивость к коррозии, твердость и другие качества. За счет проведения термической обработки изменяется структура материала.

Сегодня производится просто огромное количество различных металлов и сплавов, которые обладают уникальными эксплуатационными качествами. Примером можно назвать металлы s290 и хв6. Как правило, область применения ограничивается стоимостью производства материала, так как для изготовления неответственных деталей никто не использует дорогой металл. К примеру, s290 можно использовать для изготовления ножа, но сплав существенно повысит конечную стоимость изделия.

Отзывы о стали

Марка 40х13 обладает хорошими качествами, использовал в виде листового металла для обшивки рабочей части станка по дереву

Виктор

Ковкость 40х13 очень низкая, в домашних условиях этот материал не обработать

Михаил

Сталь 40х13 очень хороша тем, что даже после длительной эксплуатации на поверхности не появилась коррозия

Алексей

obrabotkametalla.info

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *