Конструкционная сталь 40х относится к хромистым сплавам высокой прочности, коррозийной стойкости и экологичности. Металл востребован в строительной и судостроительной отраслях, применяется в изготовлении деталей для машин и механизмов. Экологическая безопасность состава марки обуславливает ее популярность в медицине.
Производство стали 40х осуществляется в соответствии с требованиями ГОСТ 4543-71. Нормативом определено химическое содержание сплава, формирующее его эксплуатационные характеристики. Массовая доля основных компонентов металла отражается в названии марки.
Расшифровка состава стали 40х
|
Обозначение |
Расшифровка |
|
40 |
присутствие углерода в количестве около 0,44% |
|
Х |
легирующий компонент хром концентрацией до 1,1% |
В составе сплава имеются незначительные вкрапления никеля, марганца, меди, кремния. Улучшение эксплуатационных параметров металлопроката выполняется закаливанием материала под температурой 860 градусов Цельсия. После выдерживания стали в масле ее охлаждают и подвергают отпуску.
Характеристики марки 40х:
Сталь характеризуется низкой свариваемостью. Допускается сварка ручным или электрошлаковым способами с предварительным подогревом и финишной термообработкой. Сложности производства и потребность в дополнительной обработке повышают себестоимость марки.
Сортамент 40х включает листовые, проволочные и прокатные изделия, трубы и поковки. Металл подходит для изготовления валов, штоков, осей и колец, крепежных деталей и элементов железнодорожных мостов. Безопасный для здоровья сплав служит материалом для хирургических инструментов, медицинской и кухонной посуды.
Характеристика материала 40Х
| Марка | 40Х |
| Заменитель | 45Х, 38ХА, 40ХН, 40ХС, 40ХФ, 40ХР |
| Классификация | Сталь конструкционная легированная |
| Дополнение | Сталь хромистая |
| Применение | 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. |
Виды поставки материала 40Х
| B03 - Обработка металлов давлением. Поковки | ГОСТ 8479-70; |
| В22 - Сортовой и фасонный прокат | ГОСТ 9234-74; ГОСТ 1133-71; ГОСТ 11474-76; ГОСТ 2879-2006; ГОСТ 2591-2006; ГОСТ 2590-2006; |
| В23 - Листы и полосы | ГОСТ 103-2006; ГОСТ 19903-74; ГОСТ 82-70; |
| В32 - Сортовой и фасонный прокат | ГОСТ 8560-78; ГОСТ 8559-75; ГОСТ 10702-78; ГОСТ 7417-75; ГОСТ 4543-71; ГОСТ 1051-73; ГОСТ 14955-77; |
| В33 - Листы и полосы | ГОСТ 1577-93; |
| В62 - Трубы стальные и соединительные части к ним | ГОСТ 24950-81; ГОСТ 23270-89; ГОСТ 7909-56; ГОСТ 9567-75; ГОСТ 8734-75; ГОСТ 8733-74; ГОСТ 8732-78; ГОСТ 8731-87; ГОСТ 53383-2009; |
| В71 - Проволока стальная низкоуглеродистая | ГОСТ 1526-81; |
Химический состав в % материала 40Х
ГОСТ 4543-71
| C | Si | Mn | Ni | S | P | Cr | Cu |
| 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 40Х
| Ac1 = 743, Ac3(Acm) = 782, Ar3(Arcm) = 730, Ar1 = 693 |
Технологические свойства материала 40Х
| Свариваемость: | трудносвариваемая. |
| Флокеночувствительность: | чувствительна. |
| Склонность к отпускной хрупкости: | склонна. |
Механические свойства при Т=20ºС материала 40Х
| Сортамент | Размер | Напр. | σв | σТ | δ5 | ψ | KCU | Термообр. |
| - | мм | - | МПа | МПа | % | % | кДж/м2 | - |
| Трубы, ГОСТ 8731-87 | 657 | 9 | ||||||
| Трубы холоднодеформир., ГОСТ 8733-74 | 618 | 14 | ||||||
| Пруток, ГОСТ 4543-71 | Ø 25 | 980 | 785 | 10 | 45 | 590 | Закалка 860ºC, масло, Отпуск 500ºC, вода |
Твердость материала 40Х
| Твердость 40Х после отжига, ГОСТ 4543-71 | HB 10 -1 = 217 МПа |
| Твердость 40Х, Трубы ГОСТ 8731-87 | HB 10 -1 = 269 МПа |
| Твердость 40Х, Трубы холоднодеформир. ГОСТ 8733-74 | HB 10 -1 = 217 МПа |
| Твердость 40Х, Пруток горячекатан. ГОСТ 10702-78 | HB 10-1 = 179 МПа |
Физические свойства материала 40Х
| T | E 10- 5 | α 10 6 | λ | ρ | C | R 10 9 |
| Град | МПа | 1/Град | Вт/(м·град) | кг/м3 | Дж/(кг·град) | 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 |
Зарубежные аналоги материала 40Х
Внимание! Указаны как точные, так и ближайшие аналоги.
| США | Германия | Япония | Франция | Англия | Евросоюз | Италия | Бельгия | Испания | Китай | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| - | DIN,WNr | JIS | AFNOR | BS | EN | UNI | NBN | UNE | GB | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Обозначения:
Механические свойства
σв — Предел кратковременной прочности, [МПа]
σТ – Предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), [МПа]
δ5 – Относительное удлинение при разрыве, [%]
ψ – Относительное сужение, [%]
KCU – Ударная вязкость, [кДж/м2]
HB – Твердость по Бринеллю, [МПа]
Физические свойства
T – Температура, при которой получены данные свойства, [Град]
E – Модуль упругости первого рода, [МПа]
α – Коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20º - T ), [1/Град]
λ – Коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала), [Вт/(м·град)]
ρ – Плотность материала, [кг/м3]
C – Удельная теплоемкость материала (диапазон 20º - T ), [Дж/(кг·град)]
R – Удельное электросопротивление, [Ом·м]
Свариваемость
без ограничений: сварка производится без подогрева и без последующей термообработки
ограниченно свариваемая: сварка возможна при подогреве до 100-120 град. и последующей термообработке
трудносвариваемая: для получения качественных сварных соединений требуются дополнительные операции: подогрев до 200-300 град. при сварке, термообработка после сварки - отжиг
