Так же ознакомитесь что такое закалка стали, виды закалки стали.
Данная статья предполагает глубокое самостоятельное изучение всех процессов связанных с закалкой, термообработкой различных марок стали. Мы постарались собрать в виде ПДФ документов интересные статьи различных авторов, курсы лекций по металлообработке, закалке, термообработке различных марок стали, а так же стали 45 и 40Х которые Вы можете приобрести в компании Метпромснаб. Предлагаем, ознакомится с обучающими видео материалами по закалке стали, термообработке стали. Надеемся, что данный материал будет интересен и полезный как людям давно занимающимися металлопрокатом, так и людям работающими с термообработкой металлопроката или заинтересованным в изучении данного материала. Данная статья так же будет интересна студентам обучающихся по дисциплине металловедение.
Механические свойства стали 40ХНМА
Механические свойства при 20°С
| Состояние поставки | Сечение ,мм | tисп. ,°C | tотпуск ,°C | St|S0,2 ,МПа | sB ,МПа | d5 ,% | d4 | d | d10 | y ,% | KCU, кДж/м2 | HB | HRC | HRB | HV | HSh |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Градация показателей свойств готовых термообработанных деталей по ОСТ 1 90005-91 | ||||||||||||||||
| 980-1130 | 285-331 | 30,0-36,0 | ||||||||||||||
| 1080-1270 | 311-363 | 34,0-39,0 | ||||||||||||||
| 285-341 | 27,0-37,0 | |||||||||||||||
| Заготовки деталей трубопроводной арматуры. Закалка в масло от 840-860 °C (выдержка 2,5-4,5 ч в зависимости от толщины и массы заготовки) + Отпуск, охлаждение в воде или масле | ||||||||||||||||
| ≤100 | 550-620 | 735-835 | ≥880 | ≥13 | ≥40 | ≥600 | 277-321 | |||||||||
| ≤80 | 550-560 | 785-930 | ≥930 | ≥12 | ≥40 | ≥600 | 293-331 | |||||||||
| Заготовки деталей трубопроводной арматуры. Закалка в масло от 840-860 °C (выдержка 2,5-4,5 ч в зависимости от толщины и массы заготовки) + Отпуск, охлаждение в масле или на воздухе | ||||||||||||||||
| ≤20 | 200-250 | ≥1470 | ≥1617 | ≥9 | ≥45 | ≥490 | 49,3-54,2 | |||||||||
| ≤240 | 570-600 | ≥590 | ≥735 | ≥13 | ≥40 | ≥490 | 235-277 | |||||||||
| ≤500 | 580-620 | ≥490 | ≥655 | ≥12 | ≥35 | ≥490 | 212-248 | |||||||||
| Прутки и полосы г/к и кованые. Закалка в масло с 835-865 °C + отпуск при 570-670 °C, охлаждение в воде или в масле | ||||||||||||||||
| Образец | ≥835 | ≥980 | ≥12 | ≥55 | ≥980 | 294-341 | ||||||||||
| Прутки и полосы г/к и кованые. Закалка в масло с 835-865 °C + Отпуск при 570-670 °C, охлаждение в масле | ||||||||||||||||
| Образец 25 мм | ≥932 | ≥1080 | ≥12 | ≥50 | ≥785 | 321-376 | ||||||||||
| Сортовой прокат. Закалка в масло от 835-865 °C + Отпуск при 540-570 °C, охлаждение в воде или масле | ||||||||||||||||
| поперечный | ≥930 | ≥1080 | ≥7 | ≥32 | ≥490 | 321-375 | ||||||||||
| продольный | ≥930 | ≥1080 | ≥12 | ≥50 | ≥780 | 321-375 | ||||||||||
| Сортовой прокат. Закалка в масло от 835-865 °C + Отпуск при 570-620 °C, охлаждение на воздухе | ||||||||||||||||
| поперечный | ≥830 | ≥980 | ≥7 | ≥35 | ≥590 | 293-341 | ||||||||||
| продольный | ≥830 | ≥980 | ≥12 | ≥50 | ≥980 | 293-341 |
Механические свойства в зависимости от сечения
| Состояние поставки | Сечение ,мм | tисп. ,°C | tотпуск ,°C | St|S0,2 ,МПа | sB ,МПа | d5 ,% | d4 | d | d10 | y ,% | KCU, кДж/м2 | HB | HRC | HRB | HV | HSh |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Сортовой прокат. Закалка в масло с 850 °С + Отпуск при 540-660 °С (указано место вырезки образца) | ||||||||||||||||
| центр | 100-160 | ≥700 | 900-1100 | ≥12 | ||||||||||||
| центр | 16-40 | ≥900 | 1100-1300 | ≥10 | ||||||||||||
| центр | 160-250 | ≥650 | 850-1000 | ≥12 | ||||||||||||
| центр | 40-100 | ≥800 | 1000-1200 | ≥11 | ||||||||||||
| центр | ≥1000 | 1200-1400 | ≥9 | |||||||||||||
| Сортовой прокат. Закалка в масло с 850 °С + Отпуск при 620 °С (указано место вырезки образца) | ||||||||||||||||
| 1/2R | 60-80 | ≥730 | ≥880 | ≥17 | ≥61 | ≥29 | ||||||||||
| 1/2R | 80-100 | ≥670 | ≥850 | ≥19 | ≥61 | ≥26 | ||||||||||
| 1/3R | 100-120 | ≥630 | ≥830 | ≥20 | ≥62 | ≥25 | ||||||||||
| центр | 25-40 | ≥880 | ≥1030 | ≥14 | ≥57 | ≥33 | ||||||||||
| центр | 40-60 | ≥830 | ≥980 | ≥16 | ≥60 | ≥32 |
| Механические свойства прутка |
| Состояние поставки | Сечение ,мм | tисп. ,°C | tотпуск ,°C | St|S0,2 ,МПа | sB ,МПа | d5 ,% | d4 | d | d10 | y ,% | KCU, кДж/м2 | HB | HRC | HRB | HV | HSh |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Сталь горячекатаная и горячекатаная со специальной отделкой поверхности. Термообработанная (отжиг) | ||||||||||||||||
| Образец | ≤269 | |||||||||||||||
| Сталь калиброванная и калиброванная со специальной отделкой поверхности. После сфероидезирующего отжига | ||||||||||||||||
| Образец | ≤640 | ≥50 | ≤269 |
| Механические свойства в зависимости от сечения поковки и режима термообработки |
| Состояние поставки | Сечение ,мм | tисп. ,°C | tотпуск ,°C | St|S0,2 ,МПа | sB ,МПа | d5 ,% | d4 | d | d10 | y ,% | KCU, кДж/м2 | HB | HRC | HRB | HV | HSh |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Поковки. Закалка + Отпуск | ||||||||||||||||
| КП 440 | 500-800 | ≥440 | ≥635 | ≥11 | ≥30 | ≥390 | 197-235 | |||||||||
| КП 490 | 300-500 | ≥490 | ≥655 | ≥12 | ≥35 | ≥490 | 212-248 | |||||||||
| КП 490 | 500-800 | ≥490 | ≥655 | ≥11 | ≥30 | ≥390 | 212-248 | |||||||||
| КП 540 | 100-300 | ≥540 | ≥685 | ≥13 | ≥40 | ≥490 | 223-262 | |||||||||
| КП 540 | 300-500 | ≥540 | ≥685 | ≥12 | ≥35 | ≥440 | 223-262 | |||||||||
| КП 590 | 100-300 | ≥590 | ≥735 | ≥13 | ≥40 | ≥490 | 235-277 | |||||||||
| КП 590 | 300-500 | ≥590 | ≥735 | ≥12 | ≥35 | ≥440 | 235-277 | |||||||||
| КП 590 | 500-800 | ≥590 | ≥735 | ≥10 | ≥30 | ≥390 | 235-277 | |||||||||
| КП 640 | 100-300 | ≥640 | ≥785 | ≥13 | ≥38 | ≥490 | 248-293 | |||||||||
| КП 640 | 300-500 | ≥640 | ≥785 | ≥11 | ≥33 | ≥440 | 248-293 | |||||||||
| КП 685 | 100-300 | ≥685 | ≥835 | ≥12 | ≥33 | ≥490 | 262-311 | |||||||||
| КП 735 | ≤100 | ≥735 | ≥880 | ≥13 | ≥40 | ≥590 | 277-321 | |||||||||
| КП 735 | 100-300 | ≥735 | ≥880 | ≥12 | ≥35 | ≥490 | 277-321 | |||||||||
| КП 785 | ≤100 | ≥785 | ≥885 | ≥12 | ≥40 | ≥590 | 293-331 | |||||||||
| КП 785 | 100-300 | ≥785 | ≥885 | ≥11 | ≥35 | ≥490 | 293-331 |
| Механические свойства в зависимости от температуры отпуска |
| Состояние поставки | Сечение ,мм | tисп. ,°C | tотпуск ,°C | St|S0,2 ,МПа | sB ,МПа | d5 ,% | d4 | d | d10 | y ,% | KCU, кДж/м2 | HB | HRC | HRB | HV | HSh |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Сортовой прокат. Закалка в масло с 850 °С + Отпуск | ||||||||||||||||
| 200 | ≥1600 | ≥1750 | ≥10 | ≥50 | ≥590 | ≥525 | ||||||||||
| 300 | ≥1470 | ≥1600 | ≥10 | ≥50 | ≥490 | ≥475 | ||||||||||
| 400 | ≥1240 | ≥1370 | ≥12 | ≥52 | ≥590 | ≥420 | ||||||||||
| 500 | ≥1080 | ≥1180 | ≥15 | ≥59 | ≥880 | ≥350 | ||||||||||
| 600 | ≥860 | ≥960 | ≥20 | ≥62 | ≥1450 | ≥275 |
| Механические свойства при повышенных температурах |
| Состояние поставки | Сечение ,мм | tисп. ,°C | tотпуск ,°C | St|S0,2 ,МПа | sB ,МПа | d5 ,% | d4 | d | d10 | y ,% | KCU, кДж/м2 | HB | HRC | HRB | HV | HSh |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Образец диаметром 5 мм, длиной 25 мм, прокатанный. Скорость деформирования 2 мм/мин. Скорость деформации 0,001 1/с | ||||||||||||||||
| 700 | ≥185 | ≥17 | ≥32 | |||||||||||||
| 800 | ≥89 | ≥66 | ≥90 | |||||||||||||
| 900 | ≥50 | ≥69 | ≥90 | |||||||||||||
| 1000 | ≥35 | ≥75 | ≥90 | |||||||||||||
| 1100 | ≥24 | ≥72 | ≥90 | |||||||||||||
| 1200 | ≥14 | ≥62 | ≥90 | |||||||||||||
| Сортовой прокат. Закалка в масло с 850 °С + Отпуск при 580 °С | ||||||||||||||||
| 20 | ≥950 | ≥1070 | ≥16 | ≥58 | ||||||||||||
| 250 | ≥830 | ≥1010 | ≥13 | ≥47 | ||||||||||||
| 400 | ≥770 | ≥950 | ≥17 | ≥63 | ||||||||||||
| 500 | ≥680 | ≥700 | ≥18 | ≥80 |
| Дополнительная информация |
| Рекомендуемый режим термообработки поковок и штамповок по ТУ 1-92-156-90: Нормализация при 840-880 °С или Нормализация + Отпуск. |
Сферы применения
Благодаря высоким механическим свойствам, сталь 40Х используют для изготовления деталей повышенной прочности. К их числу относятся:
- оси и полуоси;
- валы;
- валы-шестерни;
- плунжеры;
- штоки;
- коленвалы;
- кольца;
- щпиндели;
- рейки;
- болты;
- губчатые венцы;
- втулки и пр.
Проведение термической обработки позволяет значительно повысить прочность и другие характеристики металла. После термообработки материал может применяться для изготовления разверток, насадок и корпусов метчиков. Также из такого сплава производят конструкции, эксплуатируемые при экстремально низких температурах, к примеру, элементы железнодорожных мостов.
Магнитные свойства стали 40Х делают ее незаменимой при производстве столовых приборов, кастрюль, сковородок и другой посуды. Ее можно использовать для приготовления пищи на индукционных плитах.
Особенности проведения термообработки
Термообработка подразумевает выполнение следующих действий:
- отжига;
- закалки;
- отпуска;
- нормализации;
- старения;
- криогенной обработки.
Для закалки изделия на 4 часа помещают в масло, нагретое до 860°С. Отпуск производят на воздухе при температуре 500°С. После такой обработки сталь приобретает высокую твердость, прочность на разрыв и ударную вязкость.
Преимущества и недостатки
Ознакомившись с характеристиками стали 40Х, применением и основными качествами, можно приступать к рассмотрению ее преимуществ и недостатков. К числу первых относится следующее:
- высокие антикоррозийные свойства;
- устойчивость к температурным перепадам;
- отличные показатели прочности.
Изделия, изготовленные из стали этой марки, очень твердые и прочные. Поэтому в процессе эксплуатации они способны выдерживать значительные нагрузки без структурных разрушений.
Как и любой другой сплав, 40Х имеет и свои недостатки. Это трудносвариваемый металл, отличающийся чувствительностью к образованию флокенов и склонностью к отпускной хрупкости.
Зарубежные аналоги
Аналоги сплава марки 40Х выпускаются и в других странах. Их маркировка отличается от российской, но состав практически идентичен. К числу таких сплавов относятся:
- 41Cr4, 41Cr54 (Германия);
- S140, S140H (Америка);
- 41Cr4, 42C4 (Франция);
- S30A40, S30H40, S30M40 (Великобритания);
- SS2245 (Швеция);
- 41Cr4, 41Cr4KB (Италия);
- SCr435-H, SCr440 (Япония);
- 40H (Польша).
Среди ассортимента сталей, представленного российскими производителями, полных аналогов марки 40Х нет. Но есть металлы, схожие по составу и по своим эксплуатационным характеристикам. К их числу относятся:
- 45Х;
- 38ХА;
- 40ХН;
- 40ХС;
- 40ХФ;
- 40ХР.
Возможность выполнения замены должна определяться только после проведения оценки, и сравнения свойств разных марок сталей.
Описание и сфера применения различных марок стали, в частности у10, 18хгт и 20
Войдя в любой строительный магазин, можно увидеть различные инструменты, которыми многие из нас пользовались при проведении ремонта в доме на даче, а некоторые, в силу своей профессии — на работе. Однако мало кто задумывался над тем, что материалом для изготовления данных инструментов являются различные марки стали. Все инструменты, делящиеся на три категории – это режущие инструменты, измерительные инструменты и штампы. Что касается требований, предъявляемых к этим трем категориям, то тут стоит сказать, что измерительные инструменты должны быть обязательно износостойки, обладать твердостью и способностью сохранять свой первоначальный вид при длительной эксплуатации. К штампам предъявляют такие требования, как твердость, вязкость, устойчивость к трещинам и износостойкость. Режущие инструменты обязательно должны обладать твердостью, тепло и износостойкостью.
Для чего обычно используют сталь у10
Популярным материалом, который используется при изготовлении различных инструментов, и многого другого, является сталь марки у10. Исходя их названия у10, можно сделать вывод, что данная марка является углеродистой сталью, о чем свидетельствует буква «у», причем количество углерода составляет не более 0,10 %. Как правило, из стали у10 изготавливают сверла, отвертки, проволока, напильники, различный столярный инструмент и так далее. Несмотря на свои достоинства, сталь у10 имеет и недостатки, такие в частности как низкая теплостойкость, что приводит к потере твердости данного материала при температуре свыше 200 градусов по Цельсию.
Назначение стали 18хгт
Помимо инструментальной стали, широко используется сталь конструкционная легированная хромомарганцевая марки 18хгт гост. Данная марка стали используется там, где от деталей требуется вязкость сердцевины, повышенная прочность, поверхностная твердость и многое другое. Заменителями стали марки 18хгт, являются сталь 25ХГТ, 30ХГТ, 12Х2Н4А, 12ХН3А, 20ХН2М, 20ХГР и 14ХГСН2МА. Наиболее популярными изделиями, изготовленными из стали 18хгт, являются разрезные кольца, цанги, фрикционные диски, пружинные шайбы, полуоси, коленчатые валы, шестерни и тому подобное.
Назначение стали 20
Представителем конструкционной углеродистой качественной марки стали, можно назвать сталь 20. Главное назначение данной марки стали – это изготовление удароштамповочного, мерильного и режущего инструмента. Такой выбор связан в большей мере с твердостью, износостойкостью и прочностью марки стали 20. Не лишним будет выделить такое качество стали 20, как податливость к закалке в масле, прокалываемость и устойчивость к деформированию. Данная марка стали содержит в своем составе вольфрам, хром и ванадий, что и обеспечивает ей твердость и износостойкость.
|
Предыдущая |
Сталь 08ХМЧА Москва и Московская область
Сталь имеет широкий спектр применения в машиностроении, производственной отрасли, строительстве, судостроении, авиастроении и многих других сферах промышленности. Существует множество марок сталей, большинство из них производятся на заказ, есть марки которые постоянно находятся на складе ввиду регулярного спроса. Компания Ресурс реализует сталь 08ХМЧА напрямую от производителя. При постоянном спросе мы готовы предложить взаимовыгодные условия поставки многих марок стали. В том числе и 08ХМЧА.
Выгодная цена на марку 08ХМЧА определяется минимальной наценкой и отсутствием посредников. Мы несем полную ответственность за поставленный материал и гарантируем качество поставки. Стоимость продукции определяется складскими и логистическими затратами, мы имеем возможность поставки стали напрямую с завода производителя, это дает возможность нашим клиентам вести стабильно свой бизнес.
Состав
Уверены: для читателей не секрет, что сплав железа с углеродом – это и есть сталь. Чистая сталь, если быть точным. Однако такой материал далеко не всегда оказывается пригодным для использования. Именно для того, чтобы улучшить исходные свойства стали, в ее состав добавляются различные элементы из всем известной таблицы Менделеева, присутствие которых в составе в определенной пропорции наделяет сплав некими свойствами вроде повышенной износостойкости и устойчивости к окислению.
Исключением не стала и сталь 40ХН, характеристики которой напрямую вытекают из лигатурного состава, который выглядит следующим образом:
- 0,4% углерода;
- 0,6% хрома;
- 0,65% марганца;
- 0,27% кремния;
- 1,2% никеля;
- 0,3% меди.
Увы, технология выплавки не может гарантировать полное отсутствие вредных примесей в составе стали 40ХН. Характеристики же из-за их присутствия значительно не ухудшаются, так как процентное содержание подобных примесей не превышает 0,035%.
Отпуск и нормализация
Отпуск проводится непосредственно сразу после завершения закалки, так как есть большая вероятность возникновения трещин в структуре. Разогревается изделие в этом случае до точки ниже критической, проводится выдерживание на протяжении определенного промежутка времени и выполняется охлаждение. Отпуск обеспечивает улучшение структуры, устраняет напряжение и повышает пластичность, устраняет хрупкость стали 40Х.
Механические свойства стали 40Х в зависимости от температуры отпуска
Различают три вида рассматриваемой термообработки:
- Низкий отпуск определяет разогрев поверхности до 250 °С с выдержкой и охлаждение на воздухе. Применяется для снятия напряжений и незначительного повышения пластичности практически без потери твердости. В случае конструкционного сплава применяется крайне редко.
- Средний отпуск позволяет нагревать изделие до 500 °С. В этом случае вязкость значительно повышается, а твердость снижается. Используют этот метод термообработки при получении пружин, рессор и некоторого инструмента.
- Высокий позволяет раскаливать деталь до 600 °С. В этом случае происходит распад мартенсита с образованием сорбита. Подобная структура представлена лучшим сочетанием прочности и пластичности. Также повышается показатель ударной вязкости. Используют этот метод термообработки для получения деталей, применяемых при ударных нагрузках.
Еще одним видом распространенной термообработки является нормализация. Зачастую нормализация проводится путем разогрева металла до верхней критической точки с последующей выдержкой и охлаждением в обычной среде, к примеру, на открытом воздухе. Проводят нормализацию для придания мелкозернистой структуры, что приводит к повышению пластичности и ударной вязкости.
Читать также: Плавное включение болгарки своими руками
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
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.
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
Термообработка
Проводимая термообработка стали 40ХН2МА существенно расширяет ее область применения.
Чаще всего заготовки или конечные изделия подвергают:
- Закалке – процесс перестроения кристаллический решетки и насыщения поверхностного слоя углеродом, увеличения плотности структуры металла под воздействием высокой температуры и быстром охлаждении. В большинстве случаев металл закаливается для повышения твердости поверхностного слоя. Ответственные изделия охлаждаются в масле, которое обеспечивает равномерное снижение температуры. При использовании воды может образоваться окалина и придется выполнять финишную обработку.
- Отпуск – процесс, который способен снизить внутренние напряжения, возникающие после закалки. Как правило, закалка приводит к повышению хрупкости. Температуры отпуска значительно ниже, нагревается изделие постепенно, охлаждение может проходить в различных средах. Валы и другие ответственные детали после закалки всегда подвергаются отпуску, так как возникающая нагрузка может привести к появлению структурных трещин и снижению прочности.
- Может проводится для уплотнения структуры ковка. При сечении менее 80 мм заготовку дополнительно подвергают отжигу и двум переохлаждениям, а также отпуску. За счет этого получается поверхность с большим показателем износостойкости.
Для обработки рассматриваемого сплава требуется специальное оборудование. Зачастую применяются электродуговые печи, которые характеризуются компактными размерами и высоким КПД. Подобная сталь 40ХН2МА и 40ХНМА не склонна к отпускной хрупкости, поэтому получаемые детали могут прослужить в течение длительного периода даже в тяжелых эксплуатационных условиях.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Твердость для полос прокаливаемости , HRC
Количество мартенсита, %
Критическая твердость, HRC э
Критический диаметр в воде
Критический диаметр в масле
σ 455 1/10000=686 МПа, σ 455 1/1000=137 МПа, σ 590 1/10000=13 МПа, σ 590 1/1000=29 МПа.
Физические свойства стали 40ХН2МА
T (Град)
E 10 – 5 (МПа)
a 10 6 (1/Град)
l (Вт/(м·град))
r ( кг /м 3 )
C (Дж/(кг·град))
R 10 9 (Ом·м)
20
100
200
300
400
500
600
700
800
Краткие обозначения:
– временное сопротивление разрыву (предел прочности при растяжении), МПа
å
– относительная осадка при появлении первой трещины, %
– предел упругости, МПа
– предел прочности при кручении, максимальное касательное напряжение, МПа
– предел текучести условный, МПа
– 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
σсж 0 ,05 и σсж
– предел текучести при сжатии, МПа
– предел выносливости при испытание на кручение с симметричным циклом нагружения , МПа
ν
n
– количество циклов нагружения
– предел кратковременной прочности, МПа
R и ρ
– удельное электросопротивление , Ом· м
ψ
E
– модуль упругости нормальный, ГПа
KCU и KCV
– ударная вязкость, определенная на образце с концентраторами соответственно вида U и V, Дж/см 2
T
– температура, при которой получены свойства, Град
– 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 20 o – T ) , [Дж/(кг·град)]
HV
– твердость по Виккерсу
pn и r
– плотность кг /м 3
HRC э
– твердость по Роквеллу , шкала С
а
– коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20 o – T ), 1 /°С
HRB
– твердость по Роквеллу , шкала В
σ t Т
– предел длительной прочности, МПа
HSD
– твердость по Шору
G
– модуль упругости при сдвиге кручением, ГПа
Сталь 40ХН2МА – среднеуглеродистая легированная доэвтектоидная сталь.
Нагрев закаленных сталей до температур, не превышающих А1, называют отпуском. Комплексную термическую обработку состоящую из полной закалки( сталь нагревают до температуры выше А3) и высокого отпуска
(500-680 °С) конструкционных сталей называют улучшением. Улучшение этой стали в отличие от нормализации обеспечивает повышенный предел текучести в сочетании с хорошей пластичностью и вязкостью, высоким сопротивлением развитию трещин. Кроме того, снижается порог хладноломкости.
Для данной стали оптимальным режимом термической обработки является закалка при 850С. Закаливание производят в воду, с последующим отпуском при 620С в масле.
Ас3 (820 о С)
Ас1 (730 о С)
вода
620 о С
Мн
Ф+П М Сотп
Рис. 1. Режим термообработки стали 40ХН2МА
Термическая обработка
Во многих случаях термическая обработка позволяет существенно повысить эксплуатационные качества металла. Термическая обработка стали 40Х проводится с учетом особенностей структуры. Рекомендации по выполнению подобной процедуры следующие:
- Закалка стали 40Х проводится в масляной среде. Это позволяет существенно повысить качество поверхностного слоя структуры.
- Проводимая закалка 40Х проводится с последующим охлаждением заготовки. Для этого может применяться обычная воздушная или масляная среда. Масло позволяет существенно повысить качество получаемого изделия, в то время как на воздухе охлаждение происходит при больших размерах. Применение водной среды может привести к появлению окалины и других дефектов.
- Обязательно проводится отпуск, который позволяет снизить внутренние напряжения. Отпуск проводится в масле или на воздухе.
Термообработка стали 40Х проводится в зависимости от нагрузок, на которые рассчитаны изделий. Расчет проводится в зависимости от трех критических точек. Закалка проводится при температуре 860 градусов Цельсия. Показатель часового интервала составляет 4 часа. Отпуск на воздухе может проводиться при температуре 200 градусов Цельсия, при применении масляной ванны показатель повышается до 500 градусов Цельсия. В некоторых случаях проводится нормализация стали 40Х.
При правильном проведении термической обработки твердость после закалки составляет около 217 HB. При этом внутренние напряжения существенно снижаются, за счет чего существенно продлевается срок эксплуатации получаемого изделия.
Свойства Ст 40х при повышенных температурах
В заключение отметим, что рассматриваемая сталь довольно сложна в изготовлении, за счет чего существенно повышается себестоимость. Именно поэтому легированный сплав применяется при изготовлении ответственных изделий, которые должны обладать исключительной прочностью. Поверхность характеризуется достаточно высокой устойчивостью к воздействию влаги, но при этом показатель не соответствует нержавейке. Это связано с тем, что нержавейка имеет в составе хром с концентрацией около 18%. Включение других химических элементов позволяет расширить область применения сплавов.
Легированная сталь характеристики, свойства
Конструкционная легированная сталь 40ХН2МА
Марка 40ХН2МА – назначение
Конструкционная легированная сталь 40ХН2МА используется для изготовления тяжело нагружаемых деталей – диски, кулачковые муфты, шестерни, ответственные болты, крышки шатунов, шатуны, клапаны, коленчатые валы, другие изделия.
Материал 40ХН2МА – характеристики
|
Марка |
Классификация |
Вид поставки |
ГОСТ |
Зарубежные аналоги |
|
40ХН2МА |
Сталь конструкционная легированная |
Сортовой прокат |
4543–71 |
есть |
|
Поковки |
8479–70 |
Ковка
|
Вид полуфабриката |
t, 0С |
Охлаждение |
|
Размер сечения |
Условия |
|
|
мм |
||
|
Слиток |
1200–800 |
|
|
Заготовка |
до 100 |
На воздухе |
|
101–350 |
В яме |
Резка
|
Исходные данные |
Обрабатываемость резанием Ku |
|||
|
Состояние |
HB, МПа |
sB, МПа |
твердый сплав |
быстрорежущая сталь |
|
горячекатаное |
≤255 |
770 |
0,7 |
0,4 |
Сталь 40ХН2МА – химический состав
Массовая доля элементов не более, %:
|
Кремний |
Марганец |
Медь |
Молибден |
Никель |
Сера |
Углерод |
Фосфор |
Хром |
|
0,17–0,37 |
0,5–0,8 |
0,3 |
0,15–0,25 |
0,25–1,65 |
0,025 |
0,37–0,44 |
0,025 |
0,6–0,9 |
Материал 40ХН2МА – механические свойства
|
Сортамент |
ГОСТ |
Размеры – толщина, диаметр |
Режим термообработки |
t |
KCU |
y |
d5 |
sT |
sв |
|
мм |
0С |
кДж/м2 |
% |
% |
МПа |
МПа |
|||
|
Пруток |
4543–71 |
25 |
Закалка |
780 |
50 |
12 |
930 |
1080 |
|
|
Отпуск |
Ударная вязкость, Дж/см2
|
Режимы термообработки |
Среда |
t |
KCU при температурах |
||||
|
0С |
-600С |
-500С |
-400С |
-300С |
-200С |
00С |
+200С |
|
Закалка |
масло |
880 |
35 |
36 |
41 |
50 |
|
|
Отпуск |
масло |
200 |
|||||
|
Закалка |
масло |
820 |
125 |
128 |
122 |
139 |
|
|
Отпуск |
вода |
600 |
|||||
|
sв=970, d5=20%, s0,2=780, y=61% |
85 |
105 |
120 |
Марка 40ХН2МА – физические свойства
|
t |
r |
R 109 |
E 10-5 |
l |
a 106 |
C |
|
0С |
кг/м3 |
Ом·м |
МПа |
Вт/(м·град) |
1/Град |
Дж/ (кг·град) |
|
20 |
7850 |
2.15 |
39 |
|||
|
100 |
2.11 |
38 |
11.6 |
490 |
||
|
200 |
2.01 |
37 |
12.1 |
506 |
||
|
300 |
1.9 |
37 |
12.7 |
522 |
||
|
400 |
1.77 |
35 |
13.2 |
536 |
||
|
500 |
1.73 |
33 |
13.6 |
565 |
||
|
600 |
31 |
13.9 |
||||
|
700 |
29 |
|||||
|
800 |
27 |
Сталь 40ХН2МА – точные и ближайшие зарубежные аналоги
|
Англия |
Болгария |
Венгрия |
Германия |
Евросоюз |
Испания |
Италия |
|||||||||||||||||||||||||||||
|
BS |
BDS |
MSZ |
DIN,WNr |
EN |
UNE |
UNI |
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
Польша |
Румыния |
США |
Франция |
Чехия |
Япония |
|||||||
|
PN |
STAS |
— |
AFNOR |
CSN |
JIS |
|||||||
|
|
Материал 40ХН2МА – область применения
Сталь марки 40ХН2МА используют в автомобилестроении, станкостроении для изготовления тяжело нагружаемых ответственных деталей.
Условные обозначения
|
HRCэ |
HB |
KCU |
y |
d5 |
sT |
sв |
|
МПа |
кДж / м2 |
% |
% |
МПа |
МПа |
|
|
Твердость по Роквеллу |
Твердость по Бринеллю |
Ударная вязкость |
Относительное сужение |
Относительное удлинение при разрыве |
Предел текучести |
Предел кратковременной прочности |
|
Ku |
s0,2 |
t-1 |
s-1 |
|
Коэффициент относительной обрабатываемости |
Условный предел текучести с 0,2% допуском при нагружении на значение пластической деформации |
Предел выносливости при кручении (симметричный цикл) |
Предел выносливости при сжатии-растяжении (симметричный цикл) |
|
N |
число циклов деформаций/ напряжений, выдержанных объектом под нагрузкой до появления усталостного разрушения/ трещины |
Свариваемость
Без ограничений
Ограниченная
Трудно свариваемая
Подогрев
нет
до 100–1200С
200–3000С
Термообработка
нет
есть
отжиг
Физические свойства
R
Ом·м
Удельное сопротивление
r
кг/м3
Плотность
C
Дж/(кг·град)
Удельная теплоемкость
l
Вт/(м·град)
Коэффициент теплопроводности
a
1/Град
Коэффициент линейного расширения
E
МПа
Модуль упругости
t
0С
Температура
Купить металлопрокат из конструкционной углеродистой стали 40ХН2МА в Санкт-Петербурге Вы можете по телефону + 7 (812) 703-43-43. Специалисты компании «ЛенСпецСталь» оформят заказ, сориентируют по сортаменту, ценам, условиям доставки.
Продукция
Доставка
Контакты
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.
