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 (теплоХотСтилость материала), Вт/(м·°С) | |
HB | — твердость по Бринеллю | C | — удельная теплоХотСтилость 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 |
Сталь 40Х / Auremo
Описание
Сталь 40Х
Сталь 40Х: 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 40Х.
Общие сведения стали 40Х
Заменитель марки |
стали: 45Х, 38ХА, 40ХН, 40ХС, 40ХФ, 40ХР. |
Вид поставки |
Круг 40х, сортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 4543–71, ГОСТ 2590–71, ГОСТ 2591–71, ГОСТ 2879–69, ГОСТ 10702–78. Калиброванный пруток ГОСТ 7414–75, ГОСТ 8559–75, ГОСТ 8560–78, ГОСТ 1051–73. Шлифованный пруток и серебрянка ГОСТ 14955–77. Лист толстый ГОСТ 1577–81, ГОСТ 19903–74. Полоса ГОСТ 82–70, ГОСТ 103–76, ГОСТ 1577–81. Поковки и кованые заготовки ГОСТ 8479–70. Трубы ГОСТ 8731–87, ГОСТ 8733–87, ГОСТ 13663–68. |
Применение |
оси, валы, вал-шестерни, плунжеры, штоки, коленчатые и кулачковые валы, кольца, шпиндели, оправки, рейки, зубчатые венцы, болты, полуоси, втулки и другие улучшаемые детали повышенной прочности. |
Химический состав стали 40Х
Химический элемент | % |
Кремний (Si) | 0.17−0.37 |
Марганец (Mn) | 0.50−0.80 |
Медь (Cu), не более | 0.30 |
Никель (Ni), не более | 0.30 |
Сера (S), не более | 0.035 |
Углерод (C) | 0.36−0.44 |
Фосфор (P), не более | 0.035 |
Хром (Cr) | 0.80−1.10 |
Механические свойства стали 40Х
Механические свойства
Термообработка, состояние поставки | Сечение, мм | σ0,2, МПа | σB, МПа | δ5, % | ψ, % | KCU, Дж/м2 | HB |
Пруток. Закалка 860 °C, масло. Отпуск 500 °C, вода или масло | 25 | 780 | 980 | 10 | 45 | 59 | |
Поковки. Нормализация. КП 245 | 500−800 | 245 | 470 | 15 | 30 | 34 | 143−179 |
Поковки. Нормализация. КП 275 | 300−500 | 275 | 530 | 15 | 32 | 29 | 156−197 |
Поковки. Закалка, отпуск. КП 275 | 500−800 | 275 | 530 | 13 | 30 | 29 | 156−197 |
Поковки. Нормализация. КП 315 | <100 | 315 | 570 | 17 | 38 | 39 | 167−207 |
Поковки. Нормализация. КП 315 | 100−300 | 315 | 570 | 14 | 35 | 34 | 167−207 |
Поковки. Закалка, отпуск. КП 315 | 300−500 | 315 | 570 | 12 | 30 | 29 | 167−207 |
Поковки. Закалка, отпуск. КП 315 | 500−800 | 315 | 570 | 11 | 30 | 29 | 167−207 |
Поковки. Нормализация. КП 345 | <100 | 345 | 590 | 18 | 45 | 59 | 174−217 |
Поковки. Нормализация. КП 345 | 100−300 | 345 | 590 | 17 | 40 | 54 | 174−217 |
Поковки. Закалка, отпуск. КП 345 | 300−500 | 345 | 590 | 14 | 38 | 49 | 174−217 |
Поковки. Закалка, отпуск. КП 395 | <100 | 395 | 615 | 17 | 59 | 187−229 | |
Поковки. Закалка, отпуск. КП 395 | 100−300 | 395 | 615 | 15 | 40 | 54 | 187−229 |
Поковки. Закалка, отпуск. КП 395 | 300−500 | 395 | 615 | 13 | 35 | 49 | 187−229 |
Поковки. Закалка, отпуск. КП 440 | <100 | 440 | 635 | 16 | 45 | 59 | 197−235 |
Поковки. Закалка, отпуск. КП 440 | 100−300 | 440 | 635 | 14 | 40 | 54 | 197−235 |
Поковки. Закалка, отпуск. КП 490 | <100 | 490 | 655 | 16 | 45 | 59 | 212−248 |
Поковки. Закалка, отпуск. КП 490 | 100−300 | 490 | 655 | 13 | 40 | 54 | 212−248 |
Механические свойства при повышенных температурах
t испытания,°C | σ 0,2, МПа | σB, МПа | δ5, % | ψ, % | KCU, Дж/м2 |
Закалка 830 °C, масло. Отпуск 550 °C, | |||||
200 | 700 | 880 | 15 | 42 | 118 |
300 | 680 | 870 | 17 | 58 | |
400 | 610 | 690 | 18 | 68 | 98 |
500 | 430 | 490 | 21 | 80 | 78 |
Образец диаметром 10 мм, длиной 50 мм кованый и отожженный. Скорость деформирования 5 мм/мин, скорость деформации 0,002 1/с. | |||||
700 | 140 | 175 | 33 | 78 | |
800 | 54 | 98 | 59 | 98 | |
900 | 41 | 69 | 65 | 100 | |
1000 | 24 | 43 | 68 | 100 | |
1100 | 11 | 26 | 68 | 100 | |
1200 | 11 | 24 | 70 | 100 |
Механические свойства в зависимости от температуры отпуска
t отпуска,°С | σ0,2, МПа | σB, МПа | δ5, % | ψ, % | KCU, Дж/м2 | HB | ||||||||
Закалка 850 °C, вода | ||||||||||||||
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 в зависимости от сечения
Сечение, мм | σ0,2 , МПа | σB, МПа | δ5, % | ψ, % | KCU, Дж/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 |
Технологические свойства стали 40Х
Температура ковки |
Начала 1250, конца 800. Сечения до 350 мм охлаждаются на воздухе. |
Свариваемость |
трудносвариваемая. Способы сварки: РДС, ЭШС. Необходимы подогрев и последующая термообработка. КТС — необходима последующая термообработка. |
Обрабатываемость резанием |
В горячекатаном состоянии при НВ 163−168, σB = 610 МПа K |
Склонность к отпускной способности |
склонна |
Флокеночувствительность |
чувствительна |
Температура критических точек стали 40Х
Критическая точка | °С |
Ac1 | 743 |
Ac3 | 815 |
Ar3 | 730 |
Ar1 | 693 |
Mn | 325 |
Ударная вязкость стали 40Х
Ударная вязкость, KCU, Дж/см2
Состояние поставки, термообработка | +20 | -25 | -40 | -70 |
Закалка 850 С, масло. Отпуск 650 С. | 160 | 148 | 107 | 85 |
Закалка 850 С, масло. Отпуск 580 С. | 91 | 82 | 54 |
Предел выносливости стали 40Х
σ-1, МПа | τ-1, МПа | n | σB, МПа | σ0,2, МПа | Термообработка, состояниестали |
363 | 1Е+6 | 690 | |||
470 | 1Е+6 | 940 | |||
509 | 960 | 870 | |||
333 | 240 | 5Е+6 | 690 | ||
372 | Закалка 860 С, масло, отпуск 550 С. |
Прокаливаемость стали 40Х
Закалка 850 С. Твердость для полос прокаливаемости HRCэ.
Расстояние от торца, мм / HRCэ | |||||||||||
1.5 | 4.5 | 6 | 7.5 | 10.5 | 13.5 | 16.5 | 19.5 | 24 | 30 | ||
50.5−60.5 | 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 |
Термообработка | Кол-во мартенсита, % | Крит.диам. в воде, мм | Крит.диам. в масле, мм | Крит. твердость, HRCэ |
Закалка | 50 | 38−76 | 16−48 | 43−46 |
90 | 23−58 | 6−35 | 49−53 |
Физические свойства стали 40Х
Температура испытания,°С | 20 | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 |
Модуль нормальной упругости, Е, ГПа | 214 | 211 | 206 | 203 | 185 | 176 | 164 | 143 | 132 | |
Модуль упругости при сдвиге кручением G, ГПа | 85 | 83 | 81 | 78 | 71 | 68 | 63 | 55 | 50 | |
Плотность стали, pn, кг/м3 | 7850 | 7800 | 7650 | |||||||
Коэффициент теплопроводности Вт/(м ·°С) | 41 | 40 | 38 | 36 | 34 | 33 | 31 | 30 | 27 | |
Уд. электросопротивление (p, НОм · м) | 278 | 324 | 405 | 555 | 717 | 880 | 1100 | 1330 | ||
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 | 12.2 | 13.2 | 13.7 | 14.1 | 14.6 | 14.8 | 12.0 | ||
Удельная теплоемкость (С, Дж/(кг ·°С)) | 466 | 508 | 529 | 563 | 592 | 622 | 634 | 664 |
Источник: Марочник сталей и сплавов
Источник: www.manual-steel.ru/40H.html
Сталь 40 | ТД СпецСплав
Характеристика материала сталь 40
Марка : | 40 |
Заменитель: | 35, 45, 40г |
Классификация: | Сталь конструкционная углеродистая качественная |
Применение: | трубы, поковки, крепежные детали, валы, диски, роторы, фланцы, зубчатые колеса, втулки для длительной и весьма длительной службы при температурах до 425 град. |
ГОСТ | ГОСТ 1050-88 |
Химический состав в % материала сталь 40
C | Si | Mn | Ni | S | P | Cr | Cu | As |
0.37 — 0.45 | 0.17 — 0.37 | 0.5 — 0.8 | до 0.25 | до 0.035 | до 0.035 | до 0.25 | до 0.3 | до 0.08 |
Температура критических точек материала сталь 40
Ac1 = 724 , Ac3(Acm) = 790 , Ar3(Arcm) = 760 , Ar1 = 680
Механические свойства при Т=20
oС материала сталь 40Сортамент | Размер | Напр. | sв | sT | d5 | y | KCU | Термообр. |
— | мм | — | МПа | МПа | % | % | кДж / м2 | — |
Прокат | до 80 | 580 | 340 | 19 | 45 | 600 | Нормализация | |
Лист холоднокатанный | до 4 | 520 | 18 | |||||
Лист горячекатанные | до 4 | 520 | 17 | |||||
Лист | до 60 | 570 | 20 | Нормализация | ||||
Трубы холоднокатанные | 580 | 320 | 17 | Нормализация | ||||
Трубы горячекатанные | 600 | 340 | 16 |
Твердость
Твердость материала 40 после отжига | HB 10 -1 = 187 МПа |
Твердость материала 40 горячекатанного отожженного | HB 10 -1 = 163 МПа |
Твердость материала 40 калиброванного нагартованного | HB 10 -1 = 207 МПа |
Физические свойства материала сталь 40
T | E 10— 5 | a 10 6 | l | r | C | R 10 9 |
Град | МПа | 1/Град | Вт/(м·град) | кг/м3 | Дж/(кг·град) | Ом·м |
20 | 2.13 | 51.5 | 7850 | 483 | 160 | |
100 | 2.1 | 11.9 | 50.6 | 486 | 221 | |
200 | 1.98 | 12.7 | 48.1 | 497 | 296 | |
300 | 1.9 | 13.5 | 45.6 | 512 | 387 | |
400 | 1.85 | 14.05 | 41.9 | 529 | 493 | |
500 | 1.79 | 14.5 | 38.1 | 550 | 619 | |
600 | 1.67 | 14.9 | 33.5 | 574 | 766 | |
700 | 1.6 | 15.15 | 30 | 628 | 932 | |
800 | 12.5 | 24.8 | 674 | 1110 | ||
900 | 13.5 | 25.7 | 657 | 1150 | ||
1000 | 14.5 | 26.9 | 653 | 1180 | ||
1100 | 15.2 | 28 | 649 | 1207 | ||
1200 | 15.8 | 29.5 | 649 | 1230 | ||
T | E 10— 5 | a 10 6 | l | r | C | R 10 9 |
Технологические свойства материала сталь 40
Свариваемость: | ограниченно свариваемая. |
Флокеночувствительность: | не чувствительна. |
Склонность к отпускной хрупкости: | не склонна. |
Зарубежные аналоги материала сталь 40
Внимание! Указаны как точные, так и ближайшие аналоги.США | Германия | Япония | Франция | Евросоюз | Китай |
— | DIN,WNr | JIS | AFNOR | EN | GB |
Обозначения:
Механические свойства : | |
sв | — Предел кратковременной прочности , [МПа] |
sT | — Предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), [МПа] |
d5 | — Относительное удлинение при разрыве , [ % ] |
y | — 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] |
a | — Коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20o — T ) , [1/Град] |
l | — Коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала) , [Вт/(м·град)] |
r | — 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 |
Легированная сталь 40Х: характеристики, применение, твердость, аналоги
Широкое распространение в промышленности получила конструкционная сталь 40Х, характеристики которой обусловлены легирующими элементами. Они могут быть значительно улучшены при помощи разных режимов термической обработки.
Химический состав
На всей территории СНГ характеристики и применение стали 40Х определяются ГОСТом 4543-2016. Он указывает на химический состав и основные эксплуатационные свойства. Расшифровка стали свидетельствует о содержании главных компонентов – углерода и хрома.
Первые два знака обозначают концентрацию основного легирующего элемента – углерода, она находится в диапазоне 0,36-0,40%. Сложно выдержать более точную концентрацию в процессе выплавки металла.
Буква «Х» указывает на присутствие хрома, который улучшает коррозионную стойкость материала. Однако его концентрация не превышает показателя 0,8-1,1% и недостаточна для придания стали достаточной сопротивляемости коррозии.
В состав сплава входят и другие легирующие добавки, не отмеченные в маркировке, но придающие определенные свойства стали 40Х:
- никель – до 0,3%;
- марганец – 0,5-0,8%;
- кремний – 0,17-0,37%;
- медь присутствует в очень небольших количествах, около 0,035%, и не оказывает существенного влияния на механические свойства сплава;
- строго регламентируются концентрации вредных примесей – серы и фосфора, их содержание не превышает 0,035%.
Аналоги и номенклатура
Марку стали 40Х можно заменить отечественными аналогами:
- 45Х;
- 38ХА;
- 40ХН;
- 40ХС;
- 40ХФ;
- 40ХР.
Зарубежные аналоги имеют другую маркировку, однако составы этих сплавов приблизительно совпадают:
- G51400 и H51350 – Соединенные Штаты;
- 37Cr4, 41Cr4, 41CrS4 – Германия;
- 35Cr, 38CrA, 40Cr и 40CrA – КНР;
- SCr435, SCr440 – Япония;
- 37Cr4, 41Cr4 – Франция;
- 36CrMn4 – Италия;
- 2245 – Швеция;
- 14140 – Чехия.
Классификация конструкционных легированных сталей регламентируется ГОСТом 4543-71. В нем прописаны технические условия на разные виды проката. По характеристикам стали 40Х ГОСТ 4543-71 относит ее к классу хромистых сплавов и устанавливает:
- предельное содержание примесей, негативно влияющих на технологические свойства материала, например, серы и фосфора;
- режимы термообработки.
Сталь поставляется в виде:
- сортового проката по нескольким стандартам;
- калиброванного прутка;
- прутка шлифованного и серебрянки по ГОСТу 14955-77;
- толстого листа и полос;
- поковок, согласно ГОСТу 8479-70;
- труб и соединительных частей к ним.
Свойства сплава
Физико-механические свойства стали 40Х позволяют выдерживать высокие нагрузки без разрушения ее структуры:
- плотность – 7820 кг/м3; модуль упругости – 2,14Х10-5;
- коэффициент линейного расширения – 11,9Х106 1/град.;
- удельное электросопротивление – 210Х109 Ом*м;
- ударная вязкость – 160 Дж/см2;
- температура ковки – от 1250 до 800 градусов.
Почти все показатели изменяются в зависимости от температуры. С ее повышением, увеличиваются:
- удельное сопротивление;
- коэффициент линейного расширения;
- удельная теплоемкость.
Обратную зависимость от температуры демонстрируют:
- модуль упругости;
- плотность металла;
- коэффициент теплопроводности.
Важной характеристикой является показатель предела текучести. Он определяется величиной нагрузки, при которой в изделии возникают необратимые деформации. Показатель зависит от нескольких факторов: режима термообработки; типа легирующих добавок и количества вредных примесей; структуры кристаллической решетки.
Для стали 40Х предел текучести уменьшается в диапазоне температур 100-500 градусов от 490 до 345 МПа. Негативное влияние на качество сплава оказывают отпускная хрупкость и флокеночувствительность. Сталь трудносвариваема, требует предварительного подогрева и последующей термообработки.
Особенности термообработки
Термическая обработка проводится с целью улучшения механических свойств стали 40., в основном, для повышения прочности и поверхностной твердости. Она состоит из комплекса операций, в результате которых изменяется внутренняя структура сплава. Материал подвергается сильному нагреву, поэтому технология термообработки должна учитывать особенности сплава, например:
- температуру плавления стали 40Х;
- ее химический состав;
- содержание примесей, влияющих на твердость металла;
- критические точки, при которых изменяется структура сплава.
ГОСТ определяет оптимальные режимы:
- закалки стали – масляная среда с температурой 860 градусов;
- отпуска – вода или масло при 500 градусах;
- если отпуск проводить при 200 градусах, твердость увеличивается до 552 МПа.
В итоге улучшаются характеристики:
- твердости – до 217 МПа;
- предела прочности на разрыв – 980 Н/м2;
- ударной вязкости – до 59 Дж/см2.
Медленное охлаждение после отпуска ведет к хрупкости стали. Избежать ее можно быстрым охлаждением, однако при этом возможно появление внутренних напряжений, вызывающих деформацию металла. Флокеночувствительность, то есть образование внутренних трещин и полостей, можно уменьшить вакуумированием процесса нагрева и совмещением его с продувкой аргоном.
Особого внимания требует процесс закалки стали 40Х, так как она идет на изготовление деталей, испытывающих постоянные нагрузки, например, втулок, шестерен, болтов. После процедуры увеличивается твердость металла, но снижаются пластичность и устойчивость к ударным нагрузкам. Соотношение этих параметров зависит:
- от времени, в течение которого происходит нагрев до заданной температуры;
- интервала выдержки, определяющего равномерность прогрева;
- скорости охлаждения.
Преимущества и недостатки
Плюсы и минусы материала определяются его свойствами. Среди характеристик стали 40Х особое значение имеют показатели твердости и выносливости. Благодаря наличию хрома в составе сплава, детали, изготовленные из нее:
- имеют высокий запас прочности и устойчивости к коррозии;
- рассчитаны на высокие и длительные нагрузки;
- устойчивы к действию экстремальных температур в диапазоне от -40 до +425 градусов;
- выдерживают резкие перепады температур; магнитные свойства стали 40Х не влияют на ее эксплуатационные характеристики;
- могут эксплуатироваться практически при любых внешних условиях;
- не требуют очищения и обработки поверхностей;
- обладают высоким пределом выносливости и стойкости к короблению.
После закалки карбид, содержащийся в сплаве, полностью растворяется, и металл приобретает более высокую коррозионную устойчивость. Химические свойства стали 40Х позволяют использовать ее в агрессивных влажных средах. Материал также хорошо поддается операциям резки. По свариваемости сплав относится к 4 группе. Чтобы избежать трещин на сварочном шве, его следует предварительно разогреть до 200-300 градусов.
Среди недостатков стали отпускная хрупкость и флокеночувствительность, однако технологии термообработки позволяют уменьшить эти свойства до минимальных значений.
Область применения
Металлопрокат стали 40Х получил широкое применение в машиностроительных отраслях для производства изделий повышенной прочности и выносливости при воздействии интенсивных нагрузок:
- труб для отопительных систем;
- дисков, роторов для паровых турбин;
- коленчатых и кулачковых валов;
- крепежных деталей.
Листовую сталь используют:
- для холодной и горячей штамповки;
- обшивки каркасных конструкций.
Из прутков, изготовленных по ГОСТу 5950-2000, производят инструменты, применяющиеся в условиях небольших скоростей и температур, не превышающих 2 тыс. градусов.
Механические свойства стали 40х
Сталь является одним из самых важных конструкционных металлов. Она нашла широчайшее применение в строительстве, машиностроении, а также многих других отраслях. У этого металла много самых разных марок, и все они отличаются друг от друга характеристиками. Сталь 40х — конструкционная легированная марка этого материала. И здесь мы о ней поговорим подробнее.
Удлинение и сопротивление удару резко уменьшаются. В общем случае можно сказать, что сила достигает максимального значения около 0, 8% углерода, а затем немного уменьшается, а пластичность всегда и быстрее уменьшается до более высокого содержания углерода.
Как было замечено, механические свойства сталей тесно связаны с различными структурными составляющими, из которых истинные характеристики на самом деле не известны с должной точностью. Таблица 23 — Механические свойства микросодержащих сталей. Следует, однако, помнить, что свойства перлита сильно различаются по степени тонкости его структуры.
Кроме обычных примесей, в марке 40х содержится определенное количество элементов, которые специально вводятся. Благодаря этому обеспечиваются особенные свойства. Здесь, как легирующий элемент, применяется хром. Именно из-за него в присутствует буква Х.
В данной стали есть особенность — это трудная свариваемость. В связи с этим сталь 40х в процессе сварки подвергается нагреву до 300 о С, а после нее — термической обработке. Кроме этой особенности, имеется склонность к отпускной способности, а еще флокеночувствиетльность.
Очевидно, что углеродистые стали имеют ограничения, особенно когда требуются особые свойства стойкости к коррозии, сопротивление нагреву, сопротивление износу, электрические или магнитные характеристики и т.д. в этих случаях используются сплавы, значение которых растет с каждым днем.
Значения пределов сопротивления и течения закаленных образцов сильно зависят от времени вымачивания. Фазовые превращения в закалке оказывают одинаковое влияние на пределы сопротивления и течения закаленных образцов. Такие образцы имеют высокие значения расхода.
Сталь 40х характеристики имеет следующие:
Удлинение относительное — 13-17%;
Ударная вязкость — до 800 кДж/кв. метр;
Предел прочности — до 900 МПа.
Есть и другие особенности, характерные для этой :
Предел выносливости достаточно высокий;
Возможность проводить обработку способом резания, путем сваривания или под давлением;
Образцы аустенитировали при 900 и 950 ° С и сразу же гасили после достижения этих температур, демонстрировали микроструктуры очищенного мартенсита с небольшими объемными долями полигональных и игольчатых ферритов. Значения предел прочности на растяжение и предел текучести образцов закаленного образца сильно зависят от времени выдержки. Фазовые превращения при закалке оказывают аналогичное влияние на прочность на растяжение и предел текучести закаленных образцов. Эти образцы имеют высокие значения отношения выхода.
Образование аустенита является неизбежным в процессе термомеханической обработки и сварки сталей. Некоторые исследователи, которые пытаются разработать модели для объяснения кинетики аустенитизации в изотермическом и неизотермическом нагревании, из данной микроструктуры или разнородных микроструктур, изучали явление аустенизации.
Стойкость к короблению и обезуглероживанию при термовоздействии.
Для всех подобных материалов это самые важные свойства. Именно они позволяют применять сталь 40х в машиностроительной отрасли.
При ковке стали этой марки температура в начале процесса составляет 1250 о С, а в конце — 800 о С.
Очень часто эта сталь находит применение при изготовлении улучшаемых деталей, которые отличаются повышенной прочностью. Это такие изделия, как плунжеры, шпиндели, оси, валы, кольца, вал-шестерни, коленчатые и кулачковые валы, болты, полуоси, рейки, втулки, губчатые венцы, оправки и другие нужные детали.
Исходное состояние аустенита определяет развитие конечной микроструктуры и, следовательно, конечных механических свойств стали. Таким образом, поведение и механические свойства сталей зависят не только от характера разложения аустенита при непрерывном охлаждении, но и от кинетики реустенитизации, то есть, является ли аустенитная фаза однородной или гетерогенной, а также ее размера скорость нагрева, наличие неметаллических включений и распределение фаз.
Микроструктура полученной стали состоит в основном из феррита и перлита, с твердостью по Виккерсу. В термической обработке аустенизации, тушения и закалки в вертикальном положении использовалась трубчатая печь с кварцевой ретортой с модулем контроля температуры, реализованным микрокомпьютером и природной атмосферой.
Сталь 40 широко применяется для изготовления метчиков, сверл, напильников. Как видите, это все инструменты, которыми приходится работать при небольшой скорости, а температура нагрева составляет не больше 2000 градусов. Эти изделия представляют собой прутки, у которых круговое поперечное сечение. Изготавливаются они согласно ГОСТу 5950-2000.
Было определено, что для каждой используемой температуры аустенизации и с термопарой, вставленной в центр образца, был рассмотрен временной интервал для образца, который достигнет теплового равновесия с печью и, начиная с этого значения, время вымачивания.
При и, установлено, что пределы прочности и расхода уменьшаются с увеличением времени отжига при 600 ° С для всех условий аустенизации. Поскольку температура отжига фиксируется при 600 ° С, уменьшение этих механических свойств определяется кинетикой закалки, то есть более длительное время отжига подразумевает образование микроструктуры, вероятно, состоящей из коалесцированных карбидов и феррита с игольчатой морфологией.
В случае если нужна сталь, обладающая устойчивостью к коррозии, нужно обратить внимание на марку 40х13. Это Устойчивость к коррозии она приобретает после закалки, ведь при этом полностью растворяется карбид. Сталь 40х13 производится в а также открытого дугового типа. Полученный материал прекрасно деформируется при температуре 850-1100 о С. А чтобы не было трещин, нагрев и последующее охлаждение нужно проводить медленно.
Эта структура при отжиге в течение 100 с при 600 ° С подвергается быстрому восстановлению с уничтожением разногласий, возникающих при мартенситном превращении, и развивается тонкая и игольчатая структура зерен. Эта структура приводит к высоким значениям сопротивления и предела текучести по сравнению с закаленными и отпущенными образцами при других условиях аустенизации и отпуска.
Так как это значение наклона равно единице, уменьшение предела выхода всегда равно уменьшению предела устойчивость образцов закаленного и закаленного образцов для различных условий аустенизации. Это означает, что эффекты фазовых превращений при отпусках по пределам сопротивления и потока одинаковы. Скорость потока — это параметр, который позволяет косвенную оценку скорости затвердевания. Обнаружено, что это отношение имеет тенденцию к снижению очень плавно с увеличением времени отпуска.
Напоследок стоит дать рекомендацию покупателям. Лучше всего сталь 40х, а также изделия из нее покупать у заводов-изготовителей напрямую. Здесь всегда стоимость будет без наценок, ведь вы «обходите» посредников. Также изделия могут быть изготовлены по заказанным вами параметрам. Кроме того, заводы часто предлагают скидки оптовым покупателям, а также есть гарантия качественности товара. А в случае брака вы будете знать, к кому обращаться.
Высокое значение расхода показывает, что закаленные и закаленные образцы имеют низкую скорость затвердевания. Для образцов, закаленных сразу после достижения температуры аустенизации, мартенситная структура, полученная из небольших аустенитных зерен, состоит из очень тонких планок.
Эта структура приводит к большим значениям процентов. Оптимизация механических свойств, т.е. высокая механическая стойкость, связанная с высокой пластичностью, может быть оценена из продукта предела сопротивления на процентное удлинение. Этот продукт, как функция времени выдержки, для двух температур аустенизации, а два времени отпуска показаны на рис.
характеристики, применение, твердость и свариваемость стали 40Х
Конструкционная легированная сталь 40Х :
Из всех материалов, применяемых в машиностроении, станкостроении, приборостроении и других промышленных областях, самое широкое распространение получила сталь. Выбор ее марок огромен, в зависимости от своего состава любая сталь обладает теми или иными качествами и относится к различным группам по своим показателям. Сталь 40Х относится к классу конструкционных легированных сталей.
Химические компоненты, входящие в состав
Если рассматривать процентный состав представленного сплава, цифра 40 обозначает, что в нем содержится в процентном соотношении углерод до значения 0,44%, буква Х – обуславливает наличие легирующей добавки – хрома до 1,1%. Более подробный состав химических компонентов представлен в таблице ниже. Равноценной заменой для этой марки могут служить такие сплавы, как 40ХН, 45Х, 40ХН, 40ХС.
Химический состав стали марки 40Х
Углерод,% | Хром,% | Кремний,% | Марганец,% | Никель,% | Фосфор,% | Сера,% | Медь,% |
0,36-0,44 | 0,8-1,1 | 0,17-0,37 | 0,5-0,8 | до 0,3 | до 0,035 | до 0,3 | до 0,035 |
Легированные стали получают путем переплава или производством на свежей шихте. Если используется шихта, предварительный расчет содержания в ней хрома должен учитывать потери при выплавке, но это значение не должно превышать параметра 0,4%, иначе в процессе получатся высоколегированные отходы. Рафинирование металла легирующими элементами проводится сильными раскислителями, после чего вводится шлак, обработанный углеродом и кремнием. После воздействия восстановительного шлака конструкционная сталь хорошо раскисляется, что обеспечивает хорошее затвердение.
Термическая обработка
Для стали 40Х последовательность термообработки следующая. Сначала выполняется закалка в масляной среде, а затем отпуск в масле или на воздухе. Для каждой детали выбирается свой режим термообработки, он зависит от нагрузок, в которых эта деталь применяется, так как разные режимы дают различную твердость изделия. Режим термообработки рассчитывается в зависимости от критических точек, достигая которые материал претерпевает физические и химические изменения и меняет свои свойства и характеристики. Сталь 40Х имеет следующие критические точки: Ac1 = 743 , Ar1 = 693 Ac3 = 782 , Ar3 = 730. Закалка осуществляется при температуре 860 ºС, средой служит масло, часовой интервал составляет 4 часа. Затем выполняется низкий отпуск при температуре 200 ºС на воздухе либо можно применить температурный параметр 500 ºС и провести обработку в масляной среде. После такого режима термообработки достигается следующая прочность стали НВ – 217 и HRC – 45.
Качественные показатели
Прочный и твердый материал, способный выдерживать большие нагрузки и не подвергаться разрушению — так можно оценить сталь 40Х. Характеристики, которыми она обладает:
- хорошие коррозионные свойства;
- стойкость к колебаниям температуры;
- высокие прочностные показатели;
- эстетические качества.
Но помимо положительных показателей сталь 40Х имеет и отрицательные свойства. Сюда можно отнести:
- склонность к образованию флокенов;
- отпускную хрупкость;
- плохую свариваемость.
Флокеночувствительность
Это дефект, который получается во время ускоренного охлаждения сплава после отливки, в виде внутренних трещин. Он может возникнуть во время горячей деформации легированной стали. Также он может проявляться на поверхности в виде четких участков овальной или зигзагообразной формы. Образование этого дефекта может происходить вследствие переизбытка выделения водорода во время термообработки. Бороться с этим недостатком можно с помощью высокотемпературной термообработки и оптимального режима охлаждения. Еще можно применять метод вакуумизации сплава, что поможет снизить содержание водорода в процентном отношении.
Отпускная хрупкость
Возникает во время медленного охлаждения легированных конструкционных сталей после отпуска, вызвана она резким снижением вязкости. Для сравнения значение вязкости может упасть в 5-10 раз по сравнению с этим же показателем при быстром охлаждении стали. Медленное охлаждение влияет только на ударную вязкость, остальные характеристики стали оно не понижает. Слишком быстрое охлаждение может вызывать внутренние напряжения, которые могут приводить к деформации изделия.
Трудности сварочных работ
Сталь 40Х относится к четвертой группе по свариваемости. Выполнение сварочных швов может приводить к образованию трещин. Снизить проявление этих дефектов можно с помощью предварительного подогрева. Также требуется предварительная подготовка кромок. Выполнять сварочные работы этой марки можно дуговой сваркой: ручной или электрошлаковой, также можно применить контактную сварку. После контактно-точечной потребуется дополнительная термообработка. Для ручной сварки применяются специальные электроды для легированных сталей Э85 УОНИ-13/85. Тип и положение свариваемого шва могут быть любые.
Область применения
Эта марка стали обладает рядом свойств, благодаря которым она охватывает достаточно обширную область применения. Из нее выполняют заготовки сортового и фасонного металлопроката различных профилей, а также изготавливают листы, трубы, поковки, полученные методом ковки. Применяют такой металлопрокат для режущего инструмента. Сталь 40, которая не была подвержена термообработке, очень выгодно использовать для нерабочих хвостовых частей – корпусов метчиков, насадок, разверток.
Улучшенный сплав, полученный под воздействием термической обработки, которую мы рассмотрели ранее, используется для ответственных конструкций. К таким относятся: венцы зубчатых колес, валы, оси, втулки, болты, плунжеры. Нашла эта марка свое применение в конструкциях, которые эксплуатируются при низких температурах на открытом воздухе, ее используют в северных широтах для обустройства железнодорожных и автомобильных мостов.
www.syl.ru
Сталь марки 40Х: характеристики, закалка, ГОСТы и применение в промышленности
Машиностроение, приборостроение, станкостроение и другие области промышленности в процессе производства используют огромное количество материалов как классических, известных десятки и сотни лет, так и совершенно новых, современных.
К числу классических и широко распространенных материалов относится сталь.
Классификация сталей по химическому составу предусматривает их разделение на легированные (с введением легирующих элементов, обеспечивающих сплаву необходимые механические и физические свойства) и углеродистые.
Сталь 40х относится к конструкционным легированным сплавам. Слово «конструкционная» указывает на то, что материал используется для изготовления разнообразных механизмов, конструкций и деталей, применяемых в машиностроении и строительстве, и обладает определенным набором химических, физических и механических свойств.
Химический состав
Цифра 40 в маркировке свидетельствует о том, что процентное содержание углерода в сплаве колеблется в пределах от 0.36 до 0.44, а буквенное обозначение х указывает на наличие легирующего элемента хрома в количестве не менее 0.8 и не более 1.
1 процента. Легирование стали хромом придает ей свойство устойчивости к коррозии в окислительной среде и атмосфере. Говоря другими словами, сталь приобретает нержавеющие свойства.
Кроме того, хром определяет структуру сплава, его технологические и механические характеристики.
Остальные химические элементы входят в состав стали х 40 в следующем количестве:
- не более 97% железа;
- 0,5 — 0,8% марганца;
- 0,17 — 0,37% кремния;
- не более 0,3% меди;
- не более 0,3% никеля;
- не более 0,035% фосфора;
- не более 0,035% серы.
Физические характеристики
Почти все физические свойства металлов прямо или обратно пропорционально зависят от температуры. Такие показатели, как удельное сопротивление, коэффициент линейного расширения и удельная теплоемкость возрастают с ростом температуры, а плотность стали, ее модуль упругости и коэффициент теплопроводности, наоборот, падают при увеличении температуры.
Еще одна физическая характеристика, называемая массой, не зависит практически ни от чего. Образец можно подвергать термической обработке, охлаждать, обрабатывать, придавать ему различную форму, а масса при этом будет оставаться величиной неизменной.
Физические показатели всех известных марок отечественных сталей и сплавов, в том числе и описываемой марки, сведены в таблицы и размещены в справочниках по металловедению.
Влияние термической обработки на качество
Сталь в исходном состоянии представляет собой довольно пластичную массу и поддается обработке путём деформирования. Ее можно ковать, штамповать, вальцевать.
Для изменения механических свойств и достижения необходимых качеств применяется термическая обработка металла.
Суть термической или тепловой обработки заключается в применении совокупности операций по нагреву, выдержке и охлаждению твердых металлических сплавов.
В результате такой обработки сплав изменяет свою внутреннюю структуру и приобретает определенные, необходимые производителю и потребителю, свойства.
Критические точки
Критические точки — это температуры, при которых изменяется структура стали и ее фазовое состояние. Вычислены в 1868 году русским металлургом и изобретателем Дмитрием Константиновичем Черновым, поэтому иногда их называют точками Чернова.
Обозначают такие точки буквой А. Нижняя точка А1 соответствует температуре, при которой аустенит превращается в перлит при охлаждении или перлит в аустенит при нагреве. Точка А3 — верхняя критическая точка, соответствующая температуре, при которой начинается выделение феррита при охлаждении или заканчивается его растворение при нагреве.
Характеристики высокопрочной стали Российского производства!
Сталь является одним из самых важных материалов, который используется практически во всех отраслях промышленности. К высокопрочной стали (в зависимости от области применения) предъявляют различные требования. Марки сталей отличаются по структуре, химическому составу и по своим свойствам (физическим и механическим).
Сталью называют деформируемый сплав железа с углеводом (не более 2 процентов) и примесями других элементов: марганца, кремния, фосфора. К высокопрочному крепежу предъявляются особые требования. Поэтому для получения стали, которая будет идеально соответствовать всем характеристикам добавляют специальные примеси – легирующие элементы. Это – хром, вольфрам, ванадий, титан, марганец или кремний.
СТАЛЬ МАРКИ 3
Углеродистая сталь обычного качества.
Именно такая сталь пользуются наибольшим спросом в строительстве. Причина такой популярности – технологичность, прочность и привлекательная цена. Еще одно преимущество этого сплава – возможность изготавливать из нее изделия, которые выдерживают большую нагрузку и обладают хорошей сопротивляемостью ударам.
Сталь 3 производят по ГОСТ 380-94, согласно ему сталь маркируются буквами «Ст» с порядковым номером от 0 до 6. Чем выше этот номер, тем большее количество углерода содержится в стали. А значит, лучше прочность, но при этом хуже пластические характеристики. Сталь 3 хорошо сваривается, нефлокеночувствительна, не склонна к отпускной хрупкости. Сталь 3 содержит: углерод – 0,14-0,22%, кремний – 0,05-0,17%, марганец – 0,4-0,65%, никель, медь, хром – не более 0,3% , мышьяк не более 0,08%, серы и фосфора – до 0,05 и 0,04%. Количество этих компонентов в сплаве Ст3 не допускается выше указанных значений.
Основа стали – феррит. Его характеристики не позволяют использовать его в чистом виде. Для улучшения показателя прочности феррита сталь насыщают углеродом, добавляют (легируют) хром, никель, кремний, марганец и проводят дополнительное термическое упрочнение.
Сталь 3 выдерживает широкий температурный диапазон при переменных нагрузках. Хорошо сваривается, штампуется в холодном и горячем состоянии, подвергается вытяжке. Применяется без термической обработки.
Свариваемость стали
Без ограничений — сварка производится без подогрева и без последующей термообработки. В стали, относящейся к хорошей, содержание углерода составляет менее 0,25%. Они свариваются без образования закалочных структур и трещин в широком диапазоне режимов сварки.
Температура применения
Минимальная температура применения (температура наиболее холодной пятидневки региона) – минус 30.
Максимальная температура применения – плюс 300.
СТАЛЬ МАРКИ 35
Качественная среднеуглеродистая сталь.
Такой вид стали применяют для деталей, которые требуют высокой пластичности и сопротивления удару. Качественные углеродистые стали типа 35 изготавливают по ГОСТ 1050-88 и маркируют двухзначными цифрами, которые указывают среднее содержание углерода в сотых долях процента. Например, сталь 35 (0,35 %). Она обладает высокой прочностью (σв = 640…730 МПа, σ0,2 = 380…430 МПа) и относительно низкой пластичностью (δ = 9…14 %, ψ = 40…50 %). Кроме того, этот тип стали не восприимчив к средним напряжениям, обладает стойкостью к деформации и износостойкостью, не подвержен образованию трещин и коррозии. Поэтому именно сталь 35 используют при производстве высокопрочного крепежа и фланцевых соединений. Температурный диапазон: от -40 до +450 градусов Цельсия
Сталь 35 сваривается ограниченно. Способы сварки РДС, АДС под флюсом и газовой защитой, ЭШС. Рекомендуем подогрев и последующую термообработку. КТС без ограничений.
Свариваемость стали
Сталь конструкционной марки 35 сваривается ограниченно. С увеличением углерода в стали зона термического влияния и шов закаливаются, увеличивается твердость, сварные соединения становятся более хрупкими и склонными к образованию трещин.
Удовлетворительные стали имеют содержание углерода от 0,25 до 0,35%. Они мало склонны к образованию трещин и при правильных режимах сварки получается качественный шов. Для улучшения качества сварки часто применяют подогрев.
Температура применения
Минимальная температура применения (температура наиболее холодной пятидневки региона) – минус 40.
Максимальная температура применения – плюс 425.
СТАЛЬ МАРКИ 35Х
Сталь легированная, хромистая
Крепежные изделия из стали 35Х обладают высокой конструктивной прочностью, гарантируют надежность конструкции. Кроме того, сталь 35Х хорошо сопротивляется ударным нагрузкам, обладает большим запасом вязкости и высоким сопротивлением усталости. Также, сталь 35Х имеет высокое сопротивление износу, коррозии, трещинам и другим дефектам.
Главное преимущество крепежа из легированной конструкционной стали 35Х перед углеродистыми – это более высокая прочность за счет упрочнения феррита и большей прокаливаемости, меньший рост аустенитного зерна при нагреве и повышенная ударная вязкость. А уровень механических свойств повышен за счет термической обработки.
Свариваемость стали
Ограниченно свариваемая.
Температура применения
Минимальная температура применения (температура наиболее холодной пятидневки региона) – минус 40.
Максимальная температура применения – плюс 425.
СТАЛЬ МАРКИ 40Х
Сталь конструкционная легированная. Сталь марки 40Х содержит 0,40% углерода и менее 1,5% хрома. Эта сталь довольно трудно свариваема. Поэтому, чтобы получить качественное сварное соединение, необходимы дополнительные операции. При сварке потребуется подогрев до 200-300 градусов, а потом – термообработка путем отжига.
Благодаря добавлению хрома, крепежные изделия из ст.40Х обладают твердостью, прочностью, жаропрочностью и устойчивостью к коррозии. Сталь 40Х рассчитана на значительные нагрузки. Механические свойства стали 40х: предел кратковременной прочности – 570 – 940 МПа, предел пропорциональности – 320 – 800 МПа, относительное удлинение – 13 – 17%, относительное сужение – 35 – 55%, ударная вязкость – 400 – 850 кДж/кв.м.
Плюсы этой марки стали: устойчивость к действию высоких и низких температур и их резким перепадам, могут использоваться под открытым небом и даже в агрессивных, влажных средах. Еще одно неоспоримое преимущество крепежных изделий именно из этой марки стали – это отсутствие необходимости обрабатывать и очищать поверхность.
Свариваемость стали
Ограниченно свариваемая. Рекомендуется подогрев и последующая термообработка.
Температура применения
Минимальная температура применения (температура наиболее холодной пятидневки региона) – минус 40.
Максимальная температура применения – плюс 425.
СТАЛЬ МАРКИ 45
Сталь марки 45 обладает высокой стойкостью и прочностью. Сталь 45 применяют при изготовлении деталей механизмов, используемых при повышенных нагрузках и требующих сопротивления (ударам, трению). Механические свойства этой стали позволяют ей выдерживать значительные перепады температур и другие неблагоприятные климатические воздействия. Эта сталь способна выдержать температурные испытания от 200 до 600 градусов по Цельсию.
При использовании ст. 45 следует помнить, что:
• прочность снижается при нагревании до 200 0С; • сталь является трудносвариваемой и характеризуется низкой флонекочувствительностью.
Сталь марки 45 — среднеуглеродистая; идеально подходит для изготовления деталей, требующих высокой прочности или высокой поверхностной твердости, а также деталей средненагруженных и не подвергающихся в работе истиранию.
Свариваемость стали
Высокоуглеродистую сталь марки 45 рекомендуют соединять контактной сваркой. Ограниченно свариваемые стали имеют содержание углерода от 0,36 до 0,45% и склонны к образованию трещин. Сварка требует обязательного подогрева. При их сварке требуются специальные технологические процессы.
Температура применения
Минимальная температура применения (температура наиболее холодной пятидневки региона) – минус 40.
Максимальная температура применения – плюс 425.
Сталь марки 09Г2С
Сталь конструкционная низколегированная.
Обозначение 09Г2С указывает, что в стали присутствует 0,09% углерода, буква «Г» означает марганец, а цифра 2 – процентное содержание до 2% марганца. Буква «С» означает кремний, содержание кремния менее 1%.
Главное преимущество этой стали – высокая механическая прочность, которая позволяет применять более тонкие детали по сравнению с деталями, изготовленными из других сталей. А значит, детали из стали 09Г2С имеют меньший вес, что экономически более выгодно. Кроме того, еще один плюс этой стали – низкая склонность к отпускной хрупкости.
Свариваемость стали
Марка стали 09Г2С широко используется для сварных конструкций. Сварка может производиться как без подогрева, так и с предварительным подогревом до 100-120 градусов по Цельсию. Сварка довольно проста, причем сталь не закаливается и не перегревается в процессе сварки, благодаря чему не происходит снижение пластических свойств или увеличение ее зернистости. При температуре воздуха минус 15 °С и ниже применяют предварительный местный подогрев независимо от толщины стали.
Температура применения
Минимальная температура применения (температура наиболее холодной пятидневки региона) – минус 70.
Максимальная температура применения – плюс 450.
boltigaika.dk.ru
Pereosnastka.ru
Сварка легированных и углеродистых закаливающихся сталей
К
атегория:
Сварка металлов
Сварка легированных и углеродистых закаливающихся сталей
К сталям, интенсивно закаливающимся при сварке с образованием мартенситной и промежуточных структур, относятся следующие группы сталей: – конструкционные низко- и среднелегированные среднеуглеро-дистые стали с содержанием углерода до 0,5%.
Эти стали отличаются высокой прочностью в сочетании с удовлетворительной пластичностью за счет комплексного легирования. К ним относятся стали перлитного класса 35Х, 40Х, 35Г2, 50Г2, ЗОХГТ, ЗОХГСА, 35ХГСНА и мартенситного класса ЗЗХЗНВФМА, 30Х2НМФА и др.
; – жаропрочные и жаростойкие стали 15X5, 15Х5МА, 15Х5ВФ, 20ХЗМВФ, ЗОХМА, 38ХМЮА, 25Х1М1Ф и др.; – средне- и высокоуглеродистые стали 30, 35, 40, 45, 50, 60, 25Г, 35Г, 45Г.
Высокоуглеродистые стали в сварных конструкциях, как правило, не используют. Необходимость их сварки возникает при наплавке и ремонте.
Характерными общими трудностями при сварке этих сталей являются: – образование закалочных структур при охлаждении после сварки и в связи с этим склонность к холодным трещинам; – опасность образования горячих трещин; – разупрочнение металла сварочного соединения по сравнению с основным металлом.
В зависимости от степени легирования и содержания углерода эти стали относятся к удовлетворительно, ограниченно или плохо сваривающимся сталям (см. табл. 2).
трудность при сварке этих сталей — образование закалочных структур и холодных трещин, поэтому основные металлургические и технологические меры по обеспечению качества сварных соединений основываются на устранении этой трудности и являются общими для большинства рассматриваемых сталей.
Основные меры по обеспечению качественного сварного соединения. До- сварки- при составлении технологии главное внимание должно быть уделено рациональному выбору материалов: основного и присадочного металла, защитных средств. Основной металл с пониженным содержанием углерода и примесей (серы, фосфора) обладает более высокой стойкостью против холодных и горячих трещин.
Для повышения пластичности сварного шва и увеличения сопротивляемости трещинам содержание углерода в присадочном металле должно быть менее 0,15%; целесообразно предусмотреть более широкую разделку кромок, чтобы обеспечить формирование шва в основном за счет более’пластичного присадочного металла. Высокая технологическая прочность сварного шва достигается при ограничении содержания легирующих элементов в присадочной проволоке до следующих пределов, %: 0,15 С; 0,5 Si; 1,5 МП; 1,5 Gr; 2,5 Ni; 0,5 V; 1,0 Mg; 0,5 Nb.
В качестве защитных средств необходимо использовать покрытия и флюсы основного типа, а также инертные газы (для легированных сталей). Для уменьшения сварочных напряжений, являющихся одной из причин образования трещин, необходимо при конструировании избегать жестких узлов, скоплений швов, пересекающихся и близко расположенных швов.
Во время сварки предусматриваются следующие технологические меры:1. Тщательная подготовка и сборка под сварку, минимальное смещение кромок (менее 10—15% толщины), минимальный зазор, качественные прихватки и зачистка кромок;2. Регулирование термического цикла сварки для обеспечения требуемой скорости охлаждения шва и зоны термического влияния.
Скорость охлаждения регулируют изменением режимов сварки (величина тока, скорость сварки, погонная энергия), применением специальных технологических приемов (сварка короткими и длинными участками, наложение отжигающего валика, сварка горкой, каскадом и др.) и применением подогрева, который может быть предварительным, сопутствующим и последующим.
Подогрев является наиболее радикальным способом регулирования скорости охлаждения и его используют, когда регулированием режимов сварки и специальными технологическими приемами не удается обеспечить требуемую скорость охлаждения и структуру сварного соединения. Чем выше содержание углерода и легирующих элементов, тем выше температура подогрева.3.
Уменьшение содержания водорода в сварном шве, так как водород является одной из главных причин образования холодных трещин.
Это достигается применением электродов с фтористо-кальциевыми покрытиями и основных флюсов, защитных газов с пониженной влажностью; сваркой на постоянном токе обратной полярности; тщательной подготовкой под сварку свариваемого и присадочного металла (зачистка, обезвоживание) и защитных материалов (сушка, прокалка).
4. Рациональная последовательность наложения швов с целью уменьшения остаточных напряжений и деформаций.
После сварки для предотвращения холодных трещин производят незамедлительно высокий отпуск для снятия остаточных напряжений и стабилизации структуры.
Для обеспечения равнопрочности сварного соединения после сварки производят полную термообработку изделия, которая заключается в закалке и последующем высоком отпуске или в нормализации.
Если габариты изделия и имеющееся оборудование допускают полную термообработку, то химический состав металла шва должен быть близок химическому составу основного металла.
Если полная термообработка невозможна, то проблема равно-прочности решается подбором режимов сварки и легированием через присадочную проволоку.
При сварке закаливающихся сталей применяют в основном виды сварки плавлением — ручную дуговую, под флюсом, в защитных газах, электронно-лучевую, электрошлаковую с использованием сварочных материалов, обеспечивающих заданную прочность и химический состав сварного шва.
Читать далее:
Сварка высоколегированных сталей
Источник: https://pereosnastka.ru/articles/svarka-legirovannykh-i-uglerodistykh-zakalivayushchikhsya-stalei
Свариваемость сталей
СВАРИВАЕМОСТЬ — способность металлов образовывать качественное сварное соединение, удовлетворяющее эксплуатационным требованиям
ЭКВИВАЛЕНТНОЕ СОДЕРЖАНИЕ УГЛЕРОДА (Сэк) — количественная характеристика свариваемости. Она определяется по формуле:
где С — содержание углерода, %;
Mn, Cr… — содержание легирующих элементов, %
ГРУППА СВАРИВАЕМОСТИ | Сэк, % | МАРКИ СТАЛЕЙ | ||
Углеродистые | Легированные | Высоколегированные | ||
I Хорошая | До 0,25 вкл | ВСт1; ВСт2; ВСт3; ВСт4; Стали 08; 10; 15; 20; 25 | 15Г; 20Г; 15Х; 15ХА; 20Х; 15ХМ; 20ХГСА; 10ХСНД; 10ХГСНД; 15ХСНД | 08Х20Н14С2; 20Х23Н18; 08X18Н10; 12X18Н9Т; 15X5 |
II Удовлетворительная | Свыше 0,25 до 0,35 вкл | ВСт5; Стали 30; 35 | 12ХН2; 12ХНЗА; 20ХНЗА; 20ХН; 20ХГСА; 30Х; 30ХМ; 25ХГСА | 30X13; 12X17; 25X13Н2 |
III Ограниченная | Свыше 0,35 до 0,45 вкл | ВСт6; Стали 40; 45 | 35Г; 40Г; 45Г; 40Г2; 35Х; 40Х; 45Х; 40ХМФА; 40ХН; 30ХГС; 30ХГСА; 35ХМ; 20Х2Н4МА | 17X18Н9; 12Х18Н9; 36X18Н25С2; 40Х9С2 |
IV Плохая | Свыше 0,45 | Стали 50; 55; 60; 65; 70; 75; 80; 85 | 50Г; 50Г2; 50Х; 50ХН; 45ХНЗМФА; ХГС; 6ХС; 7X3 | 40X10С2М; 40X13; 95X18; 40X14Н14В2М; 40X10С2М |
ГРУППА СВАРИВАЕМОСТИ | УСЛОВИЯ СВАРКИ |
I | Без ограничений, в широком диапазоне режимов сварки независимо от толщины металла, жесткости конструкций, температуры окружающей среды |
II | Сварка только при температуре окружающей среды не ниже — 5 °С, толщине металла менее 20 мм при отсутствии ветра |
III | Сварка с предварительным или сопутствующим подогревом до 250 °С в жестком диапазоне режимов сварки |
IV | Сварка с предварительным и сопутствующим подогревом, термообработкой после сварки |
weldering.com
Выбор метода
Когда основная ответственность за использование продукта не назначена, самый простой способ – это использование дуговой сварки. В конце концов, это самый дешевый метод, который не требует специальной подготовки.
Требуется:
- Сварной стальной 40-кратный электрод, специально разработанный для этой цели.
- В промышленности источник мышьяка, содержащий аргон, используется для критических объектов.
Несмотря на его высокую стоимость, это самый надежный способ обеспечить долгий срок службы конструкции. Вы можете использовать источники ацетиленового газа, чтобы сделать процесс прибыльным. Результирующий свет очень похож и будет более удобен при создании потолка и вертикальных швов.
Обратите внимание! Независимо от выбранного метода, поверхность должна быть тщательно подготовлена.
Технология и особенности сварки стали
В современной промышленности применяется самая разнообразная сталь для сварных конструкций.
Она может быть нержавеющей и обычной, с высоким или низким содержанием углерода, жаростойкие и так далее.
Для их сварки используют различные технологии, но наиболее проста сварка полуавтоматом или инвертором. В этой статье мы расскажем об особенностях популярных типов сталей и о том, как их варить.
Сварка инструментальной стали
Инструментальная сталь — тип стали, содержащий в своем составе менее 1% углерода. Такая сталь твердая и прочная, но не износостойкая, поэтому ее используют только при изготовлении инструментов. К тому же, она отличается невысокой закупочной ценой, что делает производство прибыльным.
Рекомендуется варить инструментальную сталь специальным электродом и с помощью инвертора. Электроды должны быть предназначены именно для работы с данным типом сталей. Мы рекомендуем стержни УОНИ-13/НЖ/20Х13 и сварочный инвертор средней ценовой категории. Будьте готовы к тому, что сварка инструментальной стали потребует от вас много сил и терпения. Это связано с низким содержанием углерода.
Сварка конструкционной стали
Конструкционная сталь используется куда чаще, чем инструментальная. Из нее изготавливают все: от мелких деталей до заводских станков. Именно к данной категории относится сварка 40х стали, стали 30хгса, стали 35хгса и прочих других марок.
Что из себя представляет конструкционная сталь? По составу это очень интересный металл. Он состоит из различных примесей, в частности фосфора и серы. Чем этих компонентов больше в составе, тем ненадежнее будет сталь, так что нужно следить за этим показателем. Конструкционная сталь может быть обыкновенной, качественной, высококачественной и особо высококачественной.
Как вы понимаете, последний тип конструкционной стали содержит минимум примесей, за счет чего удается получить по-настоящему качественный и прочный металл.
Ну а в обычной конструкционной стали примесей больше всего, она считается самой недолговечной.
Кстати, у этой классификации есть еще отдельные подгруппы (они отличаются по наличию в составе некоторых дополнительных химических компонентов). Но мы не будем подробно расписывать классификацию, чтобы не запутать вас.
Сталь 40Х: характеристики, применение, твердость и свариваемость стали 40Х
Марка стали: 40Х (заменители 45Х, 38ХА, 40ХН, 40ХС, 40ХФ, 40ХР).
Класс: сталь конструкционная легированная.
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..
Твердость: HB 10 -1 = 217 МПа
Свариваемость материала: трудносвариваема. Способы сварки: РДС, ЭШС, необходимы подогрев и последующая термообработка. КТС — необходима последующая термообработка.
Температура ковки, oС: начала 1250, конца 800. Сечения до 350 мм охлаждаются на воздухе.
Флокеночувствительность: чувствительна.
Склонность к отпускной хрупкости: склонна.
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.
Зарубежные аналоги марки стали 45 | |
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, 530h46, 530h50, 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 |
Южная Корея | SCr435, SCr435H, SCr440, SCr440H |
Сталь 40Х и ее характеристики
В нашей компании вы можете заказать разнообразные изделия из металла, используемые в быту, строительстве и в промышленности. От того, из какого материала создан металлопрокат, зависят его качества, свойства и характеристики.
Мы предлагаем вам ознакомиться с разнообразными видами стали. К примеру, марка стали 40Х, относящаяся к классу конструкционной легированной, пользуется особой популярностью. В данном разделе вы узнаете больше про этот материал.
Если у вас возникают вопросы по товарам или вы хотите сделать заказ, то звоните нашим специалистам! Менеджеры компании работают круглосуточно.
В данном материале имеется 0,40 процента углерода и меньше полутора процентов хрома.
Этот материал относится к трудносвариваемым. Вы можете осуществлять сваривание ручным дуговым методом и электрошлаковым, но в начале следует подогреть сталь, а после произвести термическую обработку. При контактной точечной сварке также требуется дальнейшая термическая обработка.
Твердость стали 40Х следующая: HB 10 -1 = 217 МПа.
Заменителями этого материала могут стать марки 45X, 38XA, 40XH, 40XC, 40ХФ, 40XP.
Если вы собираетесь ковать эту сталь, то в начале процесса нужно нагреть ее до 1 250 градусов по Цельсию, а в конце остудить до 800 градусов. Если ковке подвергались изделия сечением до 350 миллиметров, их нужно охлаждать на воздухе.
Больше информации вы можете узнать из таблиц, расположенных на сайте.
состав, свойства, способы обработки, применение
Трудности сварочных работ
Сталь 40Х относится к четвертой группе по свариваемости. Выполнение сварочных швов может приводить к образованию трещин. Снизить проявление этих дефектов можно с помощью предварительного подогрева. Также требуется предварительная подготовка кромок. Выполнять сварочные работы этой марки можно дуговой сваркой: ручной или электрошлаковой, также можно применить контактную сварку. После контактно-точечной потребуется дополнительная термообработка. Для ручной сварки применяются специальные электроды для легированных сталей Э85 УОНИ-13/85. Тип и положение свариваемого шва могут быть любые.
Аналоги стали и область применения
4Х13 — старое название. Существуют зарубежные аналоги, отличающиеся чистотой сплава, отсутствием или наличием примесей.
Зарубежные аналоги разных поставщиков: американские AISI420, японские SUS420J2, французские X40Cr14, английские 420S45, итальянские X40Cr14, испанские F.3404, китайские 4C13, польские 4h33, чешские 17024. Все аналоги имеют похожие характеристики.
Область применения:
- Мерительный инструмент.
- Режущий инструмент.
- Предметы домашнего обихода.
- Медицинские инструменты.
- Валы.
- Пружины.
- Подшипники.
- Мерительные приспособления для ковочного производства.
- Детали компрессорных установок.
- Режущие ножи аппаратов для горячей штамповки.
Состав и свойства
В состав стали марки 40х13 кроме основных компонентов входят следующие химические элементы: хром (14%), углерод (не превышает 0,45%), на остальные элементы кремний и другие приходится не более 0,8%, что соответствует ГОСТ 5582-75.
Химический состав стали
Основными химическими элементами, входящими в состав, являются: железо, углерод, кремний, марганец, хром, сера и фосфор. Процент содержания углерода в этой стали (в зависимости от выпуска) изменяется в интервале 0,36-0,45%. Эту сталь относят к классу среднеуглеродистых.
Химический состав стали 40х13
Химическая микроструктура в закалённом состоянии включает в себя мартенситы, карбиды и остаточное содержание аустенита. Именно эти элементы обеспечивают хорошую коррозионную стойкость. Более высокие показатели присущи только нержавеющей стали марки 30х13.
Механические свойства
Механические свойства стали 40х13 определяются её составом и способом обработки. После проведения специальной смягчающей обработки и последующего отпуска при температуре около 740 градусов удаётся повысить предел прочности и достичь значения в 560 МПа
Эта обработка позволяет добиться относительного удлинения более 15%, что очень важно для дальнейшей механической обработки. Если это сталь горячекатаная с последующей ковкой и калибровкой, то её твердость достигает 229 НВ
После проведения процедуры закалки твердость по Роквеллу превышает 55 HRC единиц. Плотность этой марки стали равна 7,68 г/см3.
Механические свойства стали 40х13
После проведения последовательной закалки и постепенного низкого отпуска эта марка стали приобретает хорошие антикоррозийные свойства. Единственным ограничением в этой области является долгое применение в условиях приморской атмосферы или в солёной морской воде.
На основании приведенных физических свойств, марку 40х13 можно отнести к классу инструментальных сталей.
Физические и механические свойства Стали 40Х
Сталь плохо поддается сварке. Чтобы сваривать детали из этой стали их вначале нагревают, далее сваривают методом ручной дуговой сварки или электрошлаковой сварки. Далее сваренные заготовки подвергают термообработке.
И так какие же физические и механические свойства стали?
- Стали 40Х присуща высокая твердость. Этот параметр поддается изменению путем термообработки.
- Удельный вес следующая важная характеристика. Для стали 40Х эта величина равна 7820 кг/кг*м3.
- Твердость по Бринеллю для стали 40Х в идеале равна 217 Мпа.
Физические свойства Сталь40Х. ФотоМеханические свойства Сталь 40Х. Фото
Вообще сталь после непосредственной выплавки представляет собой достаточно пластичную структуру. Ее можно деформировать множеством различных способов. Ковать, штамповать, вальцевать. Давайте рассмотрим это подробнее:
- Металлы нередко подвергают ковке. Температура ковки разная для разных сплавов, и это еще один важный параметр. Для стали 40Х начальная температура ковки равна 1250 градусов по Цельсию. Завершающая температура равна 800 градусам. Небольшие изделия допускается охлаждать на открытом воздухе.
- Поковка стали залог прочности будущего изделия. До поковки металл должен подвергнуться ковке или штамповке. Штамповкой достигается наибольшая точность обработки заготовки. Штамповка может быть горячей либо холодной. После штамповки стоимость готового изделия значительно уменьшается. Это происходит благодаря тому, что сокращаются металлические отходы и затраты времени. Ковка не позволяет получить достаточную точность обработки, соответственно увеличиваются затраты. Но необходимо отметить, что в этом случае мы получаем изделие с лучшими качествами. Металл после ковки становится более гибким и прочным.
- Для получения дополнительных характеристик заготовки подвергают отпуску. Отпуском называют нагрев ниже температуры плавления. В частности отпуск делает металл более пластичным. Как нежелательный эффект можно получить снижение пластичности после данной обработки. Это называется отпускной хрупкостью. Сталь 40Х не характеризуется отпускной хрупкостью. Однако она не лишена склонности к образованию флокенов. Флокенами называют деформации, которые образуются при литье металлов. Проще говоря это разрывы.
Технологические свойства стали 40Х13
Марка 40Х13 обладает хорошей технологичностью при проведении пластической деформации в горячем состоянии. Ее проводят при температуре от 850 до 1100 ºC. Но надо помнить что при резком нагреве, сталь может потерять ряд своих уникальных свойств, например, твердость. Именно поэтому процедуру нагрева необходимо проводить с небольшой скоростью. По достижении температуры 830 ºC можно выполнять прокат или ковку. Охлаждение стали необходимо также проводить медленно.
Ряд характеристик коррозионно-стойкой и углеродистой стали во многом схожи, в частности, в твёрдости. Но они имеют различную микроструктуру и это приводит к появлению определённых сложностей в процессе механической обработки.
Основные сложности, возникающие при точении и фрезеровании стали марки 40Х13 это:
- упрочнение, возникающие в процессе резания;
- удаление отходов обработки;
- ускоренный износ режущего инструмента.
Дело в том, что при обработке 40х13 резанием, стружка не ломается как у большинства углеродистых сталей, а завивается в виде длинной стружки. Для решения этой проблемы на режущий инструмент устанавливают специальные приспособления — стружколомы.
Низкая теплопроводность хороша при использовании 40Х13 на практике, но создаёт определённые сложности при точении. То есть в месте обработки резко поднимается температура, вследствие чего происходит образование наклёпа и неравномерное упрочнение поверхности. Такое свойство стали приводит к снижению ресурса режущего инструмента и увеличению обработки детали.
Еще одно свойство 40Х13 — это наличие в ее составе карбидных и других соединений, имеющих микроскопический размер. Их наличие делает сталь неким подобием абразива, который выводит режущий инструмент из строя и это приводит к замедлению обработки.
Для эффективной обработки нержавейки применяют режущий инструмент, на поверхность которого наносят карбид вольфрама и другие упрочняющие покрытия.
Применение
Раньше этот материал использовался для изготовления советских и недорогих кухонных ножей. К сожалению, из-за своей низкой стоимости они отличались сравнительно плохим качеством (из-за заводов-изготовителей ножей, а не стали), но для обычных бытовых и кухонных целей подходили отлично. Таким ножом с лёгкостью можно было разделывать курицу, другие мясные блюда, но самый главный плюс — безопасность для здоровья. Никакого риска заразиться какой-нибудь химической болезнью, используя сталь 40×13, просто не существует.
Отдельная сфера применения — авиамоделирование. В самолётостроении нельзя, чтобы материал, из которого изготавливаются важные составляющие части, сильно электрифицировался и подвергался различной коррозии, ведь на кону человеческие жизни. Конструкторы не стали бы использовать низкокачественную сталь, поэтому данный факт станет ещё одним плюсом. Но самый частый способ употребления — изготовление различных составляющих деталей. Высокая прочность и возможность использования в механизмах, работающих на износ, делают материал главным составляющим.
Стоит заметить, что медицинские скальпели изготавливаются именно из вышеуказанного сплава, что подтверждает информацию про безопасность для человеческого организма. Ещё из этой стали производят различные технические приспособления: подшипники, пружины, элементы для измерительных систем, детали компрессора и многие необходимые в повседневной жизни вещи.
Одним из главных минусов является тот факт, что использовать эту сталь для сварки категорически нельзя. При резком изменении температуры она теряет многие свои свойства, начинает ржаветь, разрушается кристаллическая решётка.
Химический состав стали
Как ранее было отмечено, химический состав стали 40Х определяется маркировкой. Однако, она не отображает весь состав. Сталь марки 40Х характеризуется следующими особенностями:
- Показатель концентрации углерода в составе находится в пределе от 0,36% до 0,44%. Отметим, что более точный показатель выдержать производители не могут по причине сложности процесса получения металла.
- Хром является основным легирующим элементом, его в металле содержится 0,8-1,1%.
- Процесс производства сплава определяет то, что в металл включается никель, кремний и марганец. Их концентрация не больше 1%, но даже незначительное количество приводит к изменению эксплуатационных характеристик.
- В составе есть вредные элементы, к примеру, фосфор и сера. Их концентрация строго регламентирована.
- Также в состав включается медь, но ее около 0,035%. Именно поэтому концентрация этого элемента не изменяет основные эксплуатационные характеристики.
Химический состав стали 40х по ГОСТ
Рафинирование структуры различными легирующими элементами проводится при применении сильных раскислителей, после чего вводится шлак, обрабатываемый кремнием и углеродом.
Марочник стали и сплавов
Главная | ГОСТы | Материалы | Поиск | Калькулятор | Аналоги | Объявления | Новости |
НАВИГАЦИЯ: Материалы -> Сталь конструкционная легированная ИЛИ Материалы -> Сталь конструкционная-все марки Марка :
40ХЗаменитель: 45Х, 38ХА, 40ХН, 40ХС, 40ХФ, 40ХРКлассификация : Сталь конструкционная легированнаяДополнение: Сталь хромистаяПрименение: 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.Зарубежные аналоги:Известны 40Х: купить Ауремо ООО www.auremo.org Поставщик: Санкт-Петербург , Днепр +380 (56) 790-91-90, info auremo.orgВиды 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 CSiMnNiSPCrCu0.36 — 0.440.17 — 0.370.5 — 0.8до 0.3до 0.035до 0.0350.8 — 1.1до 0.3Температура 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. | sв | sT | d5 | y | 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 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 | a 10 6 | l | r | 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 | ||||
T | E 10- 5 | a 10 6 | l | r | C | R 10 9 |
Зарубежные аналоги материала 40Х
Внимание! Указаны как точные, так и ближайшие аналоги
США | Германия | Япония | Франция | Англия | Евросоюз | Италия | Бельгия | Испания | Китай | Швеция | Болгария | Венгрия | Польша | Румыния | Чехия | Австралия | Юж.Корея |
— | DIN,WNr | JIS | AFNOR | BS | EN | UNI | NBN | UNE | GB | SS | BDS | MSZ | PN | STAS | CSN | AS | KS |
5135 | |||||||||||||||||
5140 | |||||||||||||||||
5140H | |||||||||||||||||
5140RH | |||||||||||||||||
G51350 | |||||||||||||||||
G51400 | |||||||||||||||||
H51350 | |||||||||||||||||
H51400 |
1.7034
| SCr435 | 37Cr4
| 37Cr4
| 1.7034
| 36CrMn4
| 37Cr4
| 35Cr
| SCr435 |
Ножевая сталь 40х13
Любой кухонный режущий инструмент из металла должен отвечать целому ряду требований, в первую очередь, гигиеническим. Очевидным выбором здесь стала нержавейка, т.е. коррозионно-стойкая, высоколегированная, жаропрочная сталь повышенной прочности и твердости марки 40х13. Её часто называют ножевой сталью, однако идет данный материал не только на изготовление ножей, но и на производство шариковых подшипников, рессор, пружин и всевозможного мерительного инструмента.
Микроструктура подобного сплава в его закаленном состоянии включает карбиды, мартенситы и небольшое процентное содержание остаточного аустенита. Всё это обеспечивает высокий уровень коррозионной стойкости (выше только у нержавейки 30Х13). При этом данный материал не является свариваемым, а выплавляется он в открытых электродуговых или индукционных печах при t=850-1100°C. Во избежание деформаций металла сталь 40х13 нагревают относительно медленно, после чего так же медленно охлаждают с помощью песка.
Характеристики стали марки 40х13
Химический состав ножевой стали 40Х13 представлен на следующей диаграмме:Закалка данного материала производится при температуре 1030-1050oC, при ковке же металл приходится нагревать до 1200оС. По окончании механической обработки сталь 40х13 сечением не более 200 мм дополнительно подвергается низкотемпературному отжигу. Твердость готового обработанного материала составляет 143-229 МПа (HB 10-1), а удельный вес 7650 кг/м3.
В целом, физические свойства стали 40X13 делают её похожей на большинство инструментальных сталей. Она незаменима при изготовлении бытового и хирургического режущего инструмента, однако не менее популярна в производстве:
- осей
- втулок
- валов
- корпусов
- лопастей турбин
- болтов
- гаек
- карбюраторных игл и т.п.
Заметим, что любые изделия из данного металла способны длительно находится в любых коррозионных средах, температура которых достигает 400-450°С.
Применение стали 40X13
Высокая коррозионная стойкость марки стали 40х широко востребована авиаконструкторами, которые нуждаются в материале, дополнительно обладающем повышенной прочностью и используемом для производства деталей, работающих на износ в условиях огромных механических нагрузок.
Несмотря на своё название, эта ножевая сталь имеет удовлетворительную стойкость ножевой кромки. Она относительно мягкая, однако при качественной закалке способна демонстрировать отличную твердость (57 HRC). С другой стороны, мягкость металла позволяет легко затачивать ножи, в то время как антикоррозионная устойчивость становится главным критерием выбора при поиске лучшего материала для ножей, используемых дайверами, рыбаками или водолазами. Ножи из стали 40х13 никогда не ржавеют, не нуждаются в каком-либо уходе, именно поэтому сегодня данный материал идет на изготовление самого разного режущего инструмента хозяйственно-бытового и сувенирного назначения. При этом его получение не связано с серьезными затратами, что позволяет отнести сталь 40х13 к разряду дешевых нержавеющих металлов.
Технологические свойства стали 40Х13
Марка 40Х13 обладает хорошей технологичностью при проведении пластической деформации в горячем состоянии. Ее проводят при температуре от 850 до 1100 ºC. Но надо помнить что при резком нагреве, сталь может потерять ряд своих уникальных свойств, например, твердость. Именно поэтому процедуру нагрева необходимо проводить с небольшой скоростью. По достижении температуры 830 ºC можно выполнять прокат или ковку. Охлаждение стали необходимо также проводить медленно.
Ряд характеристик коррозионно-стойкой и углеродистой стали во многом схожи, в частности, в твёрдости. Но они имеют различную микроструктуру и это приводит к появлению определённых сложностей в процессе механической обработки.
Основные сложности, возникающие при точении и фрезеровании стали марки 40Х13 это:
- упрочнение, возникающие в процессе резания;
- удаление отходов обработки;
- ускоренный износ режущего инструмента.
Дело в том, что при обработке 40х13 резанием, стружка не ломается как у большинства углеродистых сталей, а завивается в виде длинной стружки. Для решения этой проблемы на режущий инструмент устанавливают специальные приспособления — стружколомы.
Низкая теплопроводность хороша при использовании 40Х13 на практике, но создаёт определённые сложности при точении. То есть в месте обработки резко поднимается температура, вследствие чего происходит образование наклёпа и неравномерное упрочнение поверхности. Такое свойство стали приводит к снижению ресурса режущего инструмента и увеличению обработки детали.
Еще одно свойство 40Х13 — это наличие в ее составе карбидных и других соединений, имеющих микроскопический размер. Их наличие делает сталь неким подобием абразива, который выводит режущий инструмент из строя и это приводит к замедлению обработки.
Для эффективной обработки нержавейки применяют режущий инструмент, на поверхность которого наносят карбид вольфрама и другие упрочняющие покрытия.
Улучшение механических свойств легированной стали (40x) с помощью термической обработки Аббас Аль-Джибори, Али Аль-Мосави, Кадим Аль-Муршеди :: SSRN
Журнал инженерных наук Аль-Кадисия, специальный выпуск для 2-й конференции Инженерного колледжа/Университета Аль-Кадисия, 2009 г.
10 страниц Опубликовано: 10 июля 2017 г.
Дата написания: 19 октября 2009 г.
Аннотация
Термическая обработка представляет собой процесс или несколько процессов, содержащих нагрев и охлаждение твердого металла или сплава таким образом, чтобы получить желаемые условия или свойства, или восстановить свойства, существовавшие в металле или сплаве, которые подвергались определенным операционным процессам.Целью данного исследования является исследование влияния термической обработки на механические свойства низкохромистой легированной стали (1,1% Cr) с (0,4%) углеродом, а именно: предел прочности при растяжении, твердость, относительное удлинение и уменьшение площади. Термическая обработка включала полный отжиг, состоящий из нагрева стали до (870°С) и охлаждения в печи, закалку, осуществляемую нагревом до (870°С) и закалкой в масле, и отпуск в (300°С и 600°С). Механические свойства измеряли до и после термообработки, как показано на диаграммах между механическими свойствами термообработки.Важность этого исследования заключается в том, что в нем использовался материал, который использовался только в военных областях, и были рассчитаны его свойства, чтобы сравнить их с другими типами сталей для использования в гражданских областях.
Ключевые слова: термическая обработка, механические свойства, легированная сталь Тип (40Х)
Рекомендуемое цитирование: Рекомендуемая ссылка
Аль-Джибори, Аббас и Аль-Мосави, Али и Аль-Муршеди, Кадим, Улучшение механических свойств легированной стали (40x) с помощью термической обработки (19 октября 2009 г.).Журнал инженерных наук Аль-Кадисия, специальный выпуск для 2-й конференции Инженерного колледжа/Университета Аль-Кадисия, 2009 г., доступно на SSRN: https://ssrn.com/abstract=2516311Acracast — Механические свойства сплава
Таблица типичных механических свойств
В этих таблицах перечислены только самые популярные сплавы и семейства сплавов.Во многих случаях демонстрируются минимальные механические свойства. Улучшение механических свойств иногда может быть достигнуто за счет альтернативной термообработки. Если сплав, отвечающий вашим требованиям, не включен, пожалуйста, свяжитесь с нами.
Углеродистая и низколегированная сталь
Прочность на фунт/кв. дюйм
Сплав (UNS Nbr) | Аналогичное обозначение | Возможность литья | Состояние | Растяжение | Выход | % Удлинение | Минимальная твердость | Замечания |
В литом виде | 60 000 | 45 000 | 20 | ХРБ60 | Ударопрочный, науглероживающий, свариваемый, без последующего нагрева | |||
1020 | ИС 1020 | Ярмарка | Отожженный | 57 500 | 37 500 | 28 | ХРБ60 | |
(G10200) | МИЛ С 22141 | Норма и вытяжка 300°F | 65 000 | 45 000 | 20 | ХРБ60 | ||
1030 | ИС 1030 | В литом виде | 70 000 | 45 000 | 12 | ХРБ70 | сварка плавлением или пламенная закалка марки | |
(G10300) | МИЛ С 22141 | Хорошо | Отожженный | 65 000 | 40 000 | 25 | ХРБ70 | |
В литом виде | 85 000 | 55 000 | 7 | ХРБ85 | Элементы конструкции средней прочности | |||
1040 | ИЦ 1040 | Хорошо | Отожженный | 70 000 | 40 000 | 22 | ХРБ70 | |
(G10400) | МИЛ С 22141 | Закалка и вытяжка 300 ° F | 135 000 | 90 000 | 8 | HRc28 | ||
Закалка и вытяжка 1000 ° F | 100 000 | 90 000 | 10 | HRc24 | ||||
1045 | КК С 681 | Хорошо | Отожженный | 75 000 | 40 000 | 20 | ХРБ75 | Элементы конструкции средней прочности |
(G10450) | Закалка и вытяжка | 140 000 | 95 000 | 7 | HRC30 | |||
1050 | ИС 1050 | Хорошо | Отожженный | 90 000 | 45 000 | 14 | ХРБ85 | Индукционная закалка |
(G10500) | МИЛ С 22141 | Закалка и вытяжка | 150 000 | 100 000 | 6 | HRc35 | ||
1060 | ИС 1060 | Хорошо | Отожженный | 100 000 | 55 000 | 12 | ХРБ90 | Сочетание хорошей прочности и ударопрочности |
(G10600) | Закалка и вытяжка | 160 000 | 140 000 | 3 | HRc57 | |||
1095 | ИЦ 1095 | Хорошо | Отожженный | 100 000 | 70 000 | 20 | ХРБ95 | Общего назначения, высокоуглеродистая инструментальная сталь |
(G10950) | САЕ 1095 | Закалка и вытяжка | 200 000 | 150 000 | 9 | HRC52 | ||
4130 | АМС 5336 | Отожженный | 80 000 | 60 000 | 18 | ХРБ85 | Конструкционные детали, требующие сварки, с высокой усталостной прочностью и прочностью | |
(G41300) | МИЛ С 22141 | Очень хорошо | Закалка и отпуск 350°F | 200 000 | 170 000 | 6 | HRc38 | |
КК С 681 | Закалка и отпуск 1250°F | 105 000 | 85 000 | 18 | HRc42 | |||
АМС 5338 | Отожженный | 90 000 | 60 000 | 17 | ХРБ85 | Конструктивные детали; Хорошее сочетание усталостной прочности, износостойкости и твердости поверхностного упрочнения | ||
4140 | МИЛ С 22141 | Очень хорошо | Закалка и отпуск 350°F | 220 000 | 200 000 | 4 | HRc43 | |
(G41400) | КК С 681 | Закалка и отпуск 900°F | 180 000 | 155 000 | 9 | HRc33 | ||
Закалка и отпуск 1250°F | 110 000 | 90 000 | 17 | ХРБ91 | ||||
АМС 5330 | Отожженный | 90 000 | 70 000 | 15 | ХРБ85 | Конструктивные детали; Хорошее сочетание усталости, износостойкости и твердости поверхностного закаливания; лучшая прокаливаемость, чем 4140 | ||
4340 | ИЦ 4340 | Очень хорошо | Закалка и отпуск 350°F | 220 000 | 205 000 | 4 | HRc44 | |
(G43400) | МИЛ С 22141 | Закалка и отпуск 900°F | 180 000 | 160 000 | 6 | HRc34 | ||
Закалка и отпуск 1250°F | 110 000 | 90 000 | 16 | ХРБ91 | ||||
6150 | ИС 6150 | Отожженный | 100 000 | 60 000 | 12 | ХРБ90 | Высокая прочность и твердость | |
(G61500) | МИЛ С 22141 | Очень хорошо | Закалка и отпуск 350°F | 230 000 | 210 000 | 2 | HRc45 | |
Закалка и отпуск 1250°F | 110 000 | 90 000 | 10 | HRc33 | ||||
8620 | МИЛ С 22141 | Хорошо | Отожженный | 70 000 | 50 000 | 22 | ХРБ80 | Науглероженная легированная сталь для нагруженных деталей |
(G86200) | КК С 681 | Закалка и отпуск 1200°F | 100 000 | 80 000 | 16 | HRc28 | ||
8630 | МИЛ С 22141 | Хорошо | Отожженный | 70 000 | 50 000 | 22 | ХРБ80 | Конструктивные детали; хорошее сочетание усталости и твердости |
(G86300) | КК С 681 | Закалка и отпуск 1200°F | 150 000 | 115 000 | 17 | HRc28 | ||
52100 | ИЦ 52100 | Отожженный | HRC25 Макс. | Высокая твердость и стойкость к истиранию | ||||
(G51986) | МИЛ С 22141 | Хорошо | Закалка и отпуск 800°F | 230 000 | 220 000 | 1 | HRc46 | |
Закалка и отпуск 1000°F | 180 000 | 170 000 | 5 | HRc58 |
Вернуться к началу страницы
Инструментальная сталь
Сплав | UNS № | Возможность литья | Приблизительная твердость после отпуска | Деформация при термообработке | Прочность | Износостойкость | Устойчивость к размягчению при высоких температурах |
А-6 | Т30106 | Ярмарка | HRC55 | Лучший | От плохого до удовлетворительного | Хорошо | Ярмарка |
Д-3 | Т30493 | Хорошо | HRC60 | Очень хорошо | Бедный | Очень хорошо | Хорошо |
Н-12 | Т20812 | Ярмарка | HRc53 | Очень хорошо | Ярмарка | Ярмарка | Хорошо |
М-52 | Т11352 | Хорошо | HRC62 | Ярмарка | Бедный | Очень хорошо | Очень хорошо |
О-2 | Т31502 | Хорошо | HRC60 | Очень хорошо | От плохого до удовлетворительного | Ярмарка | Бедный |
С-1 | Т41901 | Очень хорошо | HRC50 | Ярмарка | Хорошо | Бедный | Ярмарка |
С-4 | Т41904 | Хорошо | HRc56 | Бедный | Хорошо | Бедный | Бедный |
С-7 | Т41907 | Очень хорошо | HRC55 | Ярмарка | Хорошо | Бедный | Ярмарка |
Вернуться к началу страницы
Нержавеющая сталь с дисперсионным твердением
Прочность PSI
Сплав (UNS Nbr) | Аналогичное обозначение | Возможность литья | Состояние | Растяжение | Выход | % Удлинение | Минимальная твердость | Замечания |
15-5 PH | АМС 5347 | Нормализация и отжиг на раствор плюс старение | То же, что и 17-4, за исключением большей пластичности в толстых секциях | |||||
(Дж | ) | АСТМ А 747 | Хорошо | 160 000 | 130 000 | 8 | HRc38 | |
ИС 15-5PH | ||||||||
Нормализация и отжиг на раствор или двойной отжиг на раствор | 10 | HRc28-36 | ||||||
17-4 РН | АМС 5355 | Стареющий сплав; лучшее сочетание коррозионной стойкости и твердости; самые популярные | ||||||
(Дж | ) | АСТМ А 747 | Очень хорошо | |||||
ИС 17-4PH | Нормализация и отжиг на раствор или двойной отжиг на раствор Плюс старение | 180 000 | 160 000 | 6 | HRC40 | |||
МИЛ С 81591 |
Вернуться к началу страницы
Серия 300 Нержавеющая сталь
Сплав (UNS Nbr) | Аналогичное обозначение | Возможность литья | Состояние | Растяжение | Выход | % Удлинение | Минимальная твердость | Замечания | |
303 | АМС 5341 | литой или | |||||||
CF-16F | АСТМ А 743 | Хорошо | Отожженный раствор | 65 000 | 30 000 | 35 | ХРБ85 | Свободная обработка нержавеющей стали | |
(Дж | ) | Мил 5 81591 | |||||||
304 | АСТМ А 743 | литой или | Лучшая коррозионная стойкость , чем 302 или 303 | ||||||
CF-8 | Мил 5 867 | Отлично | Отожженный раствор | 65 000 | 30 000 | 35 | ХРБ85 | ||
(Дж | ) | ||||||||
304л | АМС 5370 | литой или | Криогенные установки, свариваемые | ||||||
CF-3 | АСТМ А 351 | Отлично | Отожженный раствор | 63 000 | 28 000 | 35 | ХРБ85 | ||
(Дж | )МИЛ С 22216 | ||||||||
309 | АСТМ А 167 | Хорошо | литой или | ||||||
СК-20 | АСТМ А 351 | Хорошо | Отожженный раствор | 80 000 | 40 000 | 45 | ХРБ85 | ||
(S30900) | МИЛ С 22216 | ||||||||
310 | АМС 5366 | литой или | Стойкость к окислению до 2000°F | ||||||
СК-20 | АСТМ А 351 | Хорошо | Отожженный раствор | 60 000 | 30 000 | 35 | ХРБ85 | ||
(S31000) | МИЛ С 22216 | ||||||||
316 | АМС 5360 | литой или | Пищевое оборудование; оборудование для производства бумаги, морское использование | ||||||
CF-8M | АСТМ А 351 | Отлично | Отожженный раствор | 65 000 | 30 000 | 35 | ХРБ85 | ||
(Дж ) | МИЛ С 867 | ||||||||
330 | АМС 5716 | литой или | |||||||
(N08330) | АСТМ В 511 | Отлично | Отожженный раствор | 84 800 | 42 100 | 45 | ХРБ85 | ||
347 | АМС 5362 | литой или | Свариваемый сплав, стабильный до 1500°F | ||||||
CF-8C | АСТМ А 351 | Очень хорошо | Отожженный раствор | 70 000 | 32 000 | 30 | ХРБ85 | ||
(Дж | )МИЛ С 81591 |
Вернуться к началу страницы
Серия 400 Нержавеющая сталь
Сплав (UNS Nbr) | Аналогичное обозначение | Возможность литья | Состояние | Растяжение | Выход | % Удлинение | Минимальная твердость | Замечания |
410 | АМС 5350 | Отожженный | 70 000 | 45 000 | 20 | HRB90 Макс. | Хорошее сочетание твердости и коррозионной стойкости | |
СА-15 | АСТМ А 217 | Очень хорошо | Воздушная или масляная закалка | 160 000 | 120 000 | 12 | HRc36 | |
(Дж95150) | МИЛ С 81591 | Закаленный и отпущенный | 180 000 | 140 000 | 8 | HRC40 | ||
200 000 | 150 000 | 6 | ХРБ42 | |||||
АМС 5349 | Отожженный | 70 000 | 40 000 | 15 | HRB95 Макс. | Легкообрабатываемый сплав 410; не такой прочный, как 410 | ||
416 | ИС 416 | Ярмарка | ||||||
(S41600) | МИЛ С 81591 | Воздушная или масляная закалка | 95 000 | 75 000 | 12 | ХРБ95 | ||
Закаленный и отпущенный | 160 000 | 130 000 | 5 | HRc38 | ||||
Отожженный | 90 000 | 60 000 | 12 | HRC28 Макс. | Аналогично 410; более высокая твердость, но менее прочная; лучшая износостойкость | |||
420 | АСТМ А 743 | Низкоуглеродистый | ||||||
СА-40 | МИЛ С 81591 | Хорошо | Закаленный и отпущенный | 200 000 | 150 000 | 3 | HRc46 | |
(Дж) | Высокоуглеродистый | |||||||
Закаленный и отпущенный | 200 000 | 150 000 | 3 | HRc48 | ||||
430 | Хорошо | Отожженный | 60 000 | 45 000 | 15 | HRB95 Макс. | Лучшая коррозионная и термостойкость серии | |
(С4300) | ||||||||
436 | Термостойкий до 1000°F | |||||||
Греческий Асколой | АМС 5354 | Очень хорошо | Закаленный и отпущенный | 90 000 | 65 000 | 3 | HRC36 Макс. | |
(Дж) | ||||||||
Отожженный | 90 000 | 60 000 | 2 | HRC30 Макс. | Столовые приборы и формы; высокая твердость | |||
440А | ИС 440А | |||||||
(S44002) | МИЛ С 22216 | Ярмарка | Закаленный и отпущенный | — | — | нет | HRC50 | |
МИЛ С 81591 | Закаленный, глубокий | |||||||
Замороженный и закаленный | — | — | нет | HRC52 | ||||
440С | АМС 5352 | Отожженный | 90 000 | 60 000 | 2 | HRC30 Макс. | Высочайшая твердость; лучшие столовые приборы класса | |
(С44004) | МИЛ С 22216 | Ярмарка | ||||||
МИЛ С 81591 | Закаленный и отпущенный | — | — | нет | HRc58 |
Вернуться к началу страницы
Ковкий чугун
Прочность PSI
Сплав (UNS Nbr) | Возможность литья | Состояние | Растяжение | Выход | % Удлинение | Твердость по Бринеллю | Прочность | Обрабатываемость | Может заменить |
МИЛ I 11466 | |||||||||
Класс 1 | Очень хорошо | Термообработанный | 120 000 | 90 000 | 2 | ХБ243 | |||
2 | Очень хорошо | Термообработанный | 100 000 | 75 000 | 4 | ХБ203 | |||
3 | Очень хорошо | Термообработанный | 85 000 | 60 000 | 6 | ХБ179 | |||
4 | Очень хорошо | Термообработанный | 80 000 | 60 000 | 3 | ХБ163 | |||
5 | Очень хорошо | Термообработанный | 60 000 | 45 000 | 10 | ХБ121 | |||
6 | Очень хорошо | Термообработанный | 60 000 | 40 000 | 18 | ХБ121 | |||
60-40-18 | Очень хорошо | В литом виде | 60 000 | 40 000 | 18 | ХБ121 | Самый низкий | Самый простой | 1010, 1020, или 1030 |
(Ф32800) | |||||||||
60-45-10 | Очень хорошо | Термообработанный | 60 000 | 45 000 | 10 | 140-200 | Низкий | Легкий | |
60-45-12 | Очень хорошо | В литом виде | 60 000 | 45 000 | 12 | ХБ121 | Низкий | Легкий | 8620 |
(Ф33100) | |||||||||
60-45-15 | Очень хорошо | Термообработанный | 60 000 | 45 000 | 15 | 140-190 | Низкий | Легкий | |
(Ф33100) | |||||||||
80-55-06 | Очень хорошо | В литом виде | 80 000 | 55 000 | 6 | ХБ163 | Средний | Средний | 1040, 4130, 4140, 8630 или 8640 |
(Ф33800) | |||||||||
100-70-03 | Очень хорошо | Термообработанный | 100 000 | 70 000 | 3 | 240-300 | Высокий | Средний | 4330, 4340, 4620 или 8730 |
(Ф34800) | |||||||||
АДИ-2 | Очень хорошо | Термообработанный | 150 000 | 125 000 | 7 | 302-363 | Самый высокий | Средний | Низколегированные стали |
Астемперированный |
Вернуться к началу страницы
Сплавы на основе кобальта
Прочность PSI
Сплав (UNS Nbr) | Аналогичное обозначение | Возможность литья | Состояние | Растяжение | Выход | % Удлинение | Минимальная твердость | Замечания |
Кобальт 6 | АМС 5387 | Хорошо | В литом виде | 100 000 | 85 000 | 3 | HRC40 | Лучший удар. Стойкий к окислению до 1600°F |
(Р30006) | ||||||||
Кобальт 12 | МИЛ С 24248 | Хорошо | В литом виде | — | — | нет | HRc42 | Более износостойкий, не такой прочный, как 6 |
(Р30012) | ||||||||
Кобальт 21 | АМС 5385 | Очень хорошо | В литом виде | 75 000 | 60 000 | 8 | HRC34 Макс. | Высокая прочность до 1500°F и стойкость к окислению до 2100°F |
(Р30021) | АСТМ А 732 | Испытано при температуре 1500°F | ||||||
Кобальт 31 | АМС 5382 | Очень хорошо | В литом виде | 110 000 | 70 000 | 6 | HRC34 Макс. | Устойчив к окислению и восстановительной атмосфере до 2100°F |
(Р30031) | ||||||||
Кобальт 36 | Хорошо | В литом виде | 90 000 | 60 000 | 15 | HRC30 | Хорошая прочность до 1800°F | |
Н-155 | АМС 5376 | Хорошо | В литом виде | 45 000 | — | 15 | HRC21 макс. | Высокая прочность до 1500°F и стойкость к окислению до 2000°F |
(Р30155) | Испытано при температуре 1500°F |
Вернуться к началу страницы
Сплавы на основе никеля
Прочность PSI
Сплав (UNS Nbr) | Аналогичное обозначение | Возможность литья | Состояние | Растяжение | Выход | % Удлинение | Минимальная твердость | Замечания |
Сплав Б | АМС 5396 | Хорошо | В литом виде | 75 000 | 50 000 | 12 | ХРБ200 | Устойчив к соляной кислоте |
(Н10001) | АСТМ А 494 | |||||||
Сплав С | АМС 5388 | Ярмарка | В литом виде | 75 000 | 45 000 | 12 | ХРБ200 | Устойчив к влажному газообразному хлору. Стойкость к окислению до 1800°F |
(Н10002) | АСТМ А 494 | Испытано при температуре 1500°F | ||||||
Сплав X | АМС 5390 | Бедный | В литом виде | 35 000 | — | 12 | HRB96 Макс. | Стойкий к окислению до 2200°F |
(Н06002) | Испытано при температуре 1500°F | |||||||
Инконель 600 | Ярмарка | В литом виде | 65 000 | 35 000 | 10 | ХРБ80 | Устойчив к окислению до 2000°F. Коррозионно-активные пары при температуре выше 800°F. | |
(Н06040) | ||||||||
Монель 410 | АСТМ А 494 | Ярмарка | В литом виде | 65 000 | 35 000 | 25 | ХРБ65 | Коррозионная стойкость и ударная вязкость |
(Н04400) |
Вернуться к началу страницы
Алюминиевые сплавы
Прочность PSI
Сплав (UNS Nbr) | Аналогичное обозначение | Возможность литья | Состояние | Растяжение | Выход | % Удлинение | Минимальная твердость | Замечания |
А354 | МИЛ А 21180 | Очень хорошо | Обработка раствором | 50 000 | 42 000 | 2 | РФ85 | Самый высокий предел текучести Сплав высшего качества |
(А13540) | Плюс старение | |||||||
355 | АСТМ В 26 | Очень хорошо | Обработка раствором | 35 000 | 25 000 | 3 | РФ80 | Хорошая прочность и коррозионная стойкость |
(А03550) | QQ А 601 | Плюс Старение | ||||||
356 | АМС 4260 | Обработка раствором | Самый популярный алюминиевый сплав | |||||
(А03560) | АСТМ В 26 | Отлично | Плюс старение | 36 000 | 24 000 | 5 | БФ70 | |
QQ А 601 | ||||||||
А356 | АМС 4218 | Термическая обработка с низким растяжением | 38 000 | 28 000 | 5 | РФ75 | Хорошая прочность, устойчивость к коррозии, стабильность и свариваемость – плохая способность к пайке | |
(А13560) | МИЛ А 21180 | Отлично | ||||||
Высокопрочная термообработка | 40 000 | 30 000 | 3 | РФ80 | ||||
Тензалой | АСТМ В 26 | Ярмарка | В литом виде | 35 000 | 26 000 | 3 | РФ75 | Подходит для цветного анодирования |
(А07130) | QQ А 601 | 3 недели старения |
Вернуться к началу страницы
Сплавы на основе меди
Прочность PSI
Сплав (UNS Nbr) | Аналогичное обозначение | Возможность литья | Состояние | Растяжение | Выход | % Удлинение | Минимальная твердость | Замечания |
Алюминий Бронза | ||||||||
Мил C 22087 | ||||||||
Класс С | QQ C 390 | Бедный | В литом виде | 75 000 | 30 000 | 8 | РБ80 | Отличная коррозионная стойкость |
(С95400) | АСТМ В 148 | Термообработанный | 90 000 | 45 000 | 6 | РБ91 | ||
Марка D | МИЛ С 22087 | Бедный | В литом виде | 90 000 | 40 000 | 6 | РБ91 | Отличная коррозионная стойкость; Прочность выше, чем у марки C |
(С95500) | QQ C 390 | Термообработанный | 110 000 | 60 000 | 5 | РБ93 | ||
Марганцевая бронза | ||||||||
АМС 4860 | ||||||||
Низкая растяжимость | АСТМ В 147 | Бедный | В литом виде | 65 000 | 35 000 | 16 | РБ60 | Прочность и ударопрочность |
(С86500) | МИЛ С 22087 | |||||||
Высокопрочный | АМС 4862 | Бедный | В литом виде | 110 000 | 60 000 | 8 | РБ95 | Более твердый, менее прочный, чем низкопрочный |
(C86300) | АСТМ В 147 | |||||||
МИЛ С 22087 | ||||||||
Кремниевая бронза | АСТМ В 763 | Ярмарка | В литом виде | 45 000 | 28 000 | 12 | РБ50 | Высокая прочность при повышенных температурах |
(С87200) | QQ C 390 | |||||||
Красная латунь | АМС 4855 | Хорошая обрабатываемость; фитинг | ||||||
85-5-5-5 | МИЛ С 22087 | Очень хорошо | В литом виде | 30 000 | 20 000 | 20 | РБ30 | |
(C83600) | QQ C 390 |
Вернуться к началу страницы
Разница между сталью 40х и 40х13.Отличные свойства при правильной термообработке. Состав, свойства и применение
Марка 40Х13-Х12МФ1 является композитной сталью, в состав которой входят компоненты из самого названия, поэтому при обсуждении характеристик этой стали как материала для изготовления ножей необходимо сначала описать свойства каждого компонента в отдельности.
Сталь марки40Х13 в быту часто называют «медицинской» сталью, потому что из нее изготавливают хирургические инструменты, в частности скальпели.В промышленности режущий инструмент, пружины, подшипники, измерительный инструмент изготавливают из стали марки 40Х13, так как эта сталь очень хорошо держит форму в значительном интервале температур.
Жаростойкая, износостойкая и коррозионностойкая сталь 40Х13 находит более широкое применение, из нее получаются отличные клинки для хозяйственных, охотничьих ножей и различных категорий холодного оружия. Лезвия ножей из стали 40Х13 считаются относительно «мягкими», поэтому хорошо поддаются заточке, но и не держат ее слишком долго.При надлежащей закалке можно достичь более высоких уровней твердости (~ 58HRC), но пластичность стали сильно страдает.
Состав стали марки 40Х13:
Вторым компонентом композиционной стали 40Х23-Х22МФ1 является Х22МФ1 — «штамповая» сталь. Он хорошо держит форму, достаточно пластичен, износостойкий и отлично упрочняется при не очень сложном технологическом процессе до твердости 62-64 HRC. Для ножевой и клинковой стали в целом это очень большие значения, так как заточка ножа в бытовых условиях усложняется, лезвие становится хрупким, поэтому для достижения приемлемых характеристик промышленный отпуск стали Х22МФ1 в процессе закалки является довольно сложная операция.
Об отличной износостойкости стали Х22МФ1 свидетельствует тот факт, что из нее изготавливают так называемые «эталонные» шестерни и штампы для производства проволоки, а способность сохранять форму при многократном механическом воздействии используется в изготовление штампов и пуансонов для штамповки.
Твердость стали Х22МФ1 задает высокое содержание углерода.
Состав стали Х22МФ1:
Композитная сталь 40Х13-Х12МФ1, как и большинство дамасских сталей, получается многократной ковкой большого количества слоев (>150), составленных из ее будущих компонентов — стали «медицинской» марки 40Х13 и стали «штамповой» марки Х12МФ1.В процессе ковки слои «свариваются» вместе, создавая пластичный, твердый композит, отлично подходящий для производства высококачественных ножей и холодного оружия.
Оба сплава, из которых откован композит 40Х23-Х22МФ1, из-за высокого содержания хрома относятся к нержавеющим сталям, поэтому конечный продукт также является нержавеющим. Сталь 40Х13-Х12МФ1 называется «нержавеющий дамаск».
Отличное сочетание очень твердых и относительно мягких сталей создает поразительный эффект: на лезвии ножа из 40Х13-Х12МФ1 образуется микроскопическая пила, которая создает хороший рез даже тогда, когда нож уже должен быть тупым.
Технология производства стали 40Х13-Х12МФ1 разработана и внедрена на ЗЗОСС (Златоустском заводе специализированных оружейных сталей), и уже много лет успешно применяется для производства холодного оружия.
Есть вопросы по продукту?
Здравствуйте! Меня зовут Семен, я менеджер по продажам интернет-магазина ZZOSS.
Готов ответить на все Ваши вопросы по товару «Сталь для ножей и клинков марки 40Х13-Х12МФ1 — нержавеющий дамаск, применение, свойства, характеристики.» Пишите или звоните мне, если нужна консультация или хотите сделать заказ.
На данной странице приведены технические, механические и другие свойства, а также характеристики стали марки 40Х13 (другое обозначение 4Х13).
Классификация материалов и применение марки 40Х13 (другое обозначение 4Х13)
Марка: 40Х13 (другое обозначение 4Х13)
Классификация материала: Сталь коррозионностойкая жаропрочная
Применение: пружины для работы при температурах до 400-450 градусов.Пружины, шариковые подшипники, режущий и измерительный инструмент — мартенситная сталь
Химический состав материала 40Х13 (другое обозначение 4Х13) в процентах
C | Si | Mn | Ni | S | 3 Cr P||
0,35 — 0,44 | до 0,6 | до 0,6 | до 0,6 | до 0,025 | до 0,03 | 12 — 14 |
Механические свойства 40X13 (другое обозначение 4X13) при температуре 20 o C
Ассортимент | Размер | Напр. | с в | с Т | д5 | г | KCU | Термический |
— | мм | — | МПа | МПа | % | % | кДж/м 2 | — |
Лист, ГОСТ 5582-75 | 550 | 15 | Отжиг 740 — 800 o C, | |||||
Пруток заданный прочности ГОСТ 18907-73 | 590-810 | 10 | ||||||
Проволока ГОСТ 18143-72 | 640-880 | 10-14 |
Технологические свойства 40Х13 (другое обозначение 4Х13)
Расшифровка обозначений, сокращений, параметров
Другие марки из этой категории:
Обратите внимание, что данная информация о марке 40Х13 (другое обозначение 4Х13) предоставлена исключительно в ознакомительных целях .Параметры, свойства и состав реального материала марки 40Х13 (другое обозначение 4Х13) могут отличаться от значений, приведенных на этой странице. Более подробную информацию о марке 40Х13 (другое обозначение 4Х13) можно найти на информационном ресурсе Марка стали и сплавов. Информацию о наличии, сроках доставки и стоимости материалов Вы можете уточнить у наших менеджеров. В случае обнаружения неточностей в описании материалов или обнаруженных ошибок, пожалуйста, сообщите об этом администраторам сайта через форму обратной связи.Заранее благодарим за сотрудничество!
Стальпредставляет собой сплав нескольких химических элементов. . Как правило, он создается для конкретных целей и с узким спектром использования.
Сталь 40х13 не ржавеет при любых погодных условиях, пригодна для изготовления бытовой техники, ножей и посуды. Не содержит вредных химических веществ, а значит, может безопасно использоваться в пищевой промышленности и промышленности.
Еще один плюс – высокая термостойкость, а также устойчивость к коррозионным воздействиям.Эти свойства сплав приобретает в результате упрочнения за счет особого технологического процесса изготовления. При этом карбид полностью растворяется, из-за чего вещество не вступает в химические реакции с другими.
Характеристики
Удобство использования такого материала обусловлено еще и тем, что сталь производится в печи открытого типа с температурным режимом от 850 до 1200 градусов, поэтому материал полностью деформируется и может быть отлит в совершенно разных форм .Вариативность системы охлаждения и нагрева позволяет создавать изделия без дефектов, трещин и каких-либо неровностей.
Состав после отверждения:
- частицы карбида
- мартенситов,
- остаточных аустенитов.
Последний элемент влияет на жесткость получаемой стали: чем выше температура закалки, тем ниже жесткость/твердость. Именно поэтому, если для ножей требуется сталь (мягкую сталь в ножах гораздо легче и удобнее затачивать), то идеальной температурой закалки будет 1050 градусов и выше.
Приложение
Ранее этот материал использовался для изготовления советских и недорогих кухонных ножей . К сожалению, из-за дешевизны они были относительно низкого качества (из-за производителей ножей, а не стали), но прекрасно подходили для обычных бытовых и кухонных целей. Таким ножом легко было резать курицу и другие мясные блюда, но самый главный плюс – безопасность для здоровья. Риска заразиться каким-либо химическим заболеванием при использовании стали 40х13 просто нет.
Отдельной областью применения является авиамоделирование. В авиастроении нельзя, чтобы материал, из которого изготовлены важные узлы, сильно электризовался и подвергался различной коррозии, ведь на кону стоят человеческие жизни. Конструкторы не стали бы использовать некачественную сталь, так что этот факт будет еще одним плюсом. Но самым распространенным способом использования является изготовление различных комплектующих. Высокая прочность и возможность использования в изнашиваемых механизмах делают материал основным компонентом .
Стоит отметить, что медицинские скальпели изготавливаются из вышеуказанного сплава, что подтверждает информацию о безопасности для организма человека. Из этой стали также изготавливают различные технические устройства: подшипники, пружины, элементы измерительных систем, детали компрессоров и многие необходимые в быту вещи.
Одним из основных недостатков является то, что при использовании эту сталь нельзя сваривать . При резком изменении температуры он теряет многие свои свойства, начинает ржаветь, разрушается кристаллическая решетка.
Любой материал, включая сталь, обладает определенными свойствами, присущими только ему. Специалисты, занимающиеся разработкой новых марок стали, прилагают все усилия для получения оптимальных свойств и характеристик. Это в полной мере относится и к стали 40Х13.
Основные характеристики
Сталь 40Х13, иногда обозначаемая как 4Х13, относится к коррозионно-стойкой, жаропрочной марке. Отечественный заменитель – сталь 30Х13. Химический состав этого материала включает:
- углерод до 0.45%;
- хром до 14%;
- прочие материалы (кремний, марганец и др.) до 0,8%.
Данный состав позволяет изготавливать из этой стали следующие изделия:
- режущие и измерительные инструменты;
- инструменты медицинские, в том числе хирургические;
- элементов конструкции, работающих в слабоагрессивных средах.
- пружины, крепежные детали, валы и подшипники, способные работать в агрессивных средах, в том числе при температуре до 450 ºС.
Этот материал получают в открытых печах. Чаще всего используются индукционные печи. Выплавка стали осуществляется при температуре от 850 до 110 градусов Цельсия. Этот режим обеспечивает его полную деформацию. Для предотвращения образования трещин и других дефектов попеременно применяют различные температурные режимы. Кстати, для использования деталей из марки 40Х13 в агрессивных средах, с целью повышения их стойкости к коррозии, их поверхность рекомендуется шлифовать.
Сталь данной марки нельзя использовать для создания конструкций с применением любых видов сварки.
Аналоги
Среди импортных аналогов стали марки 40х13 можно выделить следующие:
- США — 420;
- Германия — 1,4031;
- КНР — 4С13.
ГОСТ
Металлургическая промышленность выпускает следующий сортамент — лист (ГОСТ 5582-75), пруток ГОСТ 18907-73, проволоку (ГОСТ 18143-72).
Термическая обработка стали
Свои уникальные свойства, в частности, повышенную стойкость к коррозии, марка 40Х13 получает в результате комплексной термической обработки.
После закалки составными частями стали 40Х13 являются:
- карбиды;
- мартенситов;
- аустенитных остатков.
Следует отметить, что при температуре около 1050 ºC сталь теряет свою твердость. В первую очередь это связано с тем, что в этом режиме увеличивается количество аустенита. Но при понижении температуры до 500 ºC твердость возвращается. Это связано с удалением карбидов из структуры стали.
Финишную термическую обработку (закалку) проводят при температуре 950 — 1000 ºС с последующим охлаждением в масле или на воздухе.При соблюдении всех технологических режимов сталь приобретает требуемую твердость и коррозионную стойкость.
Технологические свойства стали 40Х13
Марка 40Х13 обладает хорошей технологичностью при проведении пластической деформации в горячем состоянии. Проводится при температуре от 850 до 1100 ºC. Но надо помнить, что при резком нагреве сталь может потерять ряд своих уникальных свойств, например, твердость. Именно поэтому процедуру нагрева необходимо проводить на небольшой скорости.При достижении температуры 830 ºC можно выполнять прокатку или ковку. Охлаждение стали также должно осуществляться медленно.
Сталь 40Х13 плохо поддается холодной деформации.
Ряд характеристик коррозионностойкой и углеродистой стали во многом схожи, в частности, по твердости. Но они имеют другую микроструктуру и это приводит к определенным трудностям в процессе механической обработки.
Основными трудностями, возникающими при токарно-фрезерной обработке стали марки 40Х13, являются:
- упрочнение, возникающее в процессе резания;
- размещение отходов переработки;
- ускоренный износ режущего инструмента.
Дело в том, что при обработке резанием 40х13 стружка не ломается, как большинство углеродистых сталей, а скручивается в виде длинной стружки. Для решения этой проблемы на режущий инструмент устанавливаются специальные приспособления – стружколомы.
Низкая теплопроводность хороша при использовании 40Х13 на практике, но создает определенные трудности при точении. То есть в месте обработки резко повышается температура, в результате чего образуется наклеп и поверхность затвердевает неравномерно.Это свойство стали приводит к снижению ресурса режущего инструмента и увеличению обрабатываемости детали.
Еще одним свойством 40Х13 является наличие в его составе карбида и других соединений, имеющих микроскопический размер. Их наличие делает сталь своеобразным абразивом, который выводит из строя режущий инструмент и это приводит к замедлению обработки.
Для эффективной обработки нержавеющей стали используется режущий инструмент, на поверхность которого наносится карбид вольфрама и другие упрочняющие покрытия.
Применение стали 40Х13
Уникальные свойства стали этой марки позволили использовать ее в авиастроении. Дело в том, что эта отрасль постоянно нуждается в материалах, обладающих высокой прочностью при работе в условиях высоких температур, например, в авиационном двигателе. Кроме того, в современной авиационной технике детали из этой стали используются в несущих элементах конструкции фюзеляжа и др.
«Прокат нагартованный термообработанный полированный из высоколегированной и коррозионностойкой стали.Технические условия.»;
ГОСТ 5582-75 «Прокат тонколистовой коррозионно-стойкий, жаропрочный и жаростойкий. Технические условия»;
ГОСТ 5632-72 «Стали высоколегированные и коррозионно-стойкие, жаропрочные и жаропрочные сплавы. Марки»;
ГОСТ 5949-75 «Стали калиброванные и коррозионно-стойкие, жаропрочные и жаропрочные. Технические условия»;
ТУ 14-1-2186-77;
ГОСТ 4405-75
ГОСТ 14955-77 «Сталь качественная круглая со специальной отделкой поверхности. Технические условия.»;
ГОСТ 2590-2006 «Прокат стальной горячекатаный круглый.Ассортимент.»;
ГОСТ 2591-2006 «Прокат стальной горячекатаный квадратного сечения. Ассортимент.»;
ГОСТ 7417-75 «Сталь калибровочная круглая. Ассортимент.»;
ГОСТ 4405-75 «Полосы горячекатаные и кованые из инструментальной стали. сортамент.»;
ГОСТ 8559-75 «Сталь квадратная калиброванная. Ассортимент.»;
ГОСТ 8560-78 «Прокат калиброванный шестигранный. Ассортимент.»;
ГОСТ 1133-71 «Сталь кованая круглая и квадратная. Ассортимент.»;
ГОСТ 5632-72 «Стали высоколегированные и коррозионно-стойкие, жаропрочные и жаропрочные стали.Марки.»;
ГОСТ 103-2006 «Прокат сортовой стальной горячекатаный полосовой. Ассортимент.»;
ГОСТ 5949-75 «Стали калиброванные и коррозионно-стойкие, жаростойкие и жаропрочные. Технические условия.»;
ГОСТ 2879-2006 «Прокат стальной горячекатаный шестигранного сечения. Ассортимент.»;
ТУ 14-11-245-88 «Профили стальные фасонные повышенной точности. Технические условия.»;
ОСТ 3-1686-90 «Заготовки стальные конструкционные для машиностроения. Общие технические условия.»;
Химический состав стали 40Х13
С | Кр | Fe | Мн | Р | С | Си |
0,36-0,45 | 12-14,0 | Основной | ≤0,8 | ≤0,030 | ≤0,025 | ≤0,8 |
Механические свойства стали 40Х13
Нормированные механические свойства при 20 °С
ГОСТ | Тип изделия | Режим термообработки | σ дюймов, Н/мм² | δ5, % | |||
Тонкий лист | |||||||
Марка Ø, ¤ до 200 мм Сталь калиброванная | Отжиг или отпуск | ||||||
Закалка: от 950 до 1050°С; от 1000-1050°С, охлаждение в масле; отпуск при 200-300°С, охлаждение на воздухе или в масле | |||||||
Лента δ = 0.2-2 мм | Отжиг или отпуск при 740-800 °С | ||||||
дельта |
Механические свойства при повышенных температурах
t испытания, °С | σ в , Н/мм² | σ 0,2 , Н/мм² | δ5, % | KCU, Дж/см 2 | t испытания, °С | σ дюймов, Н/мм² | σ 0.2 , Н/мм² | δ5, % | KCU, Дж/см 2 | ||
Сталь 30Х13 (закалка от 1000°С на воздухе, отпуск 650°С) | Сталь 40Х13 (закалка от 1050 °С на воздухе, отпуск при 600 °С, твердость 311-331 НВ) | ||||||||||
Сталь 40Х13 (закалка от 1050 °С на воздухе, отпуск при 650 °С, твердость 277-286 НВ) | |||||||||||
Физические свойства стали 40Х13
Физические свойства
Коррозионная стойкость стали 40Х13
Стали 30Х13 и 40Х13 обладают наилучшей коррозионной стойкостью после закалки от температуры, обеспечивающей полное растворение карбидов.Повышение температуры отпуска сопровождается снижением их стойкости к общей коррозии. Причиной снижения коррозионной стойкости является обеднение твердого раствора хромом за счет осаждения карбидов хрома. При этом коррозионная стойкость стали 40Х13 несколько ниже, чем у стали 30Х13. Снижение коррозионной стойкости наблюдается при отпуске до 600°С, затем происходит некоторое повышение. Однако коррозионная стойкость не достигает того уровня, который имеют обе стали в закаленном или малонапряженном состоянии.Таким образом, стали 30Х13 и 40Х13 целесообразно применять либо после термического отпуска при 200–400°С (для получения высокой твердости и коррозионной стойкости), либо после высокого отпуска при 600–650°С для получения конструкционной прочности. материал.
Структура стали 40Х13
В закаленном состоянии микроструктура состоит из мартенсита и карбидов и небольшого количества остаточного аустенита. При нагреве выше температуры А с3 структура состоит из аустенита и карбидов хрома типа М 23 С 6 .Начиная с температуры закалки 1050 °С и выше твердость стали (30Х13) не увеличивается и даже имеет тенденцию к снижению, что свидетельствует об увеличении количества остаточного аустенита.Отпуск обеих марок закаленной стали приводит к распаду мартенсита на ферритно-карбидную смесь и к снижению твердости. Однако в интервале температур отпуска 450–550°С наблюдается эффект вторичной твердости, связанный с выделением дисперсных карбидов.
Критические точки для обеих сталей: A c1 = 820 °С; А с3 = 860-880°С; МН = 270 °С; МК = 80 °С.
Технологические параметры 40Х13
Стали 30Х13 и 40Х13 хорошо поддаются горячей пластической деформации, которую проводят в интервале 1100-850 °С. Стали склонны к растрескиванию при высоких скоростях нагрева и охлаждения. В связи с этим при нагреве под горячую деформацию применяют медленный нагрев до 830°С, а после деформации медленное охлаждение в подошве, песке или печи. Холодная пластическая деформация сталей ограничена, особенно стали 40Х13.В качестве смягчающей термической обработки после горячей деформации применяют промежуточный отжиг при 740–800 °С или полный отжиг при 810–880 °С с последующим медленным охлаждением со скоростью 25–50 °С/ч до 600 °С. После холодной пластической деформации — отжиг при 750 °С. Окончательная термическая обработка– это закалка с 950-1050°С с охлаждением в масле или на воздухе и отпуском до заданной твердости и коррозионной стойкости. Для сталей, используемых для изготовления хирургических инструментов, рекомендуется ступенчатая закалка от 1020-1040 °С с последующим охлаждением в щелочи при 350 °С с целью уменьшения коробления и улучшения упругих свойств.
© Использование материалов сайта возможно только с разрешения ООО «ЛАСМЕТ»