Сталь 40ХФА

Общие данные

Заменитель

Сталь 65Г, Сталь 50ХФА, Сталь 30Х3МФ, Сталь 40Х

Вид поставки

Сортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 4543-71, ГОСТ 259071, ГОСТ 2591-71, ГОСТ 2879-69. Калиброванный пруток ГОСТ 7417-75, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78, ГОСТ 1051-73. Шлифованный пруток и серебрянка ГОСТ 14955-77. Полоса ГОСТ 103-76. Поковки и кованые заготовки ГОСТ 1133-71, ГОСТ 8479-70.

Назначение

В улучшенном состоянии — шлицевые валы, штоки, установочные винты, траверсы, валы экскаваторов и др. детали, работающие при температуре до 400°С; после закалки и низкого отпуска — червячные валы и другие детали повышенной износостойкости.

Химический состав (по ГОСТ 4543-2016)

Химический элемент	%
Углерод (С)	0.37-0.44
Ванадий (V)	0.10-0.18
Кремний (Si)	0.17-0.37
Медь (Cu), не более	0.30
Марганец (Mn)	0.50-0.80
Никель (Ni), не более	0.30
Фосфор (P), не более	0.025
Хром (Cr)	0.8-1.1
Сера (S), не более	0.025

Механические свойства

Механические свойства

Термообработка, состояние поставки	Сечение, мм	σ0,2, МПа	σB, МПа	δ5, %	ψ, %	KCU, Дж/м2	HB	HRCэ
Пруток. Закалка 880 °С, масло. Отпуск 650 °С, вода или масло
	25	730	880	10	50	88
Поковки. Закалка. Отпуск.
КП 395	100-300	395	615	15	40	54	187-229
КП 395	300-500	395	615	13	35	49	187-229
КП 490	100-300	490	655	13	40	54	212-248
КП 540	<100	540	685	15	45	59	223-262
КП 540	100-300	540	685	13	40	49	223-263
Пруток. Закалка 860-880 °С, масло. Отпуск 200-230 °С, масло.
	<40	1270	1570		35	39		49-53

Механические свойства при повышенных температурах

t испытания, °C	σ0,2, МПа	σB, МПа	δ5, %	ψ, %
Закалка 850 °С, масло. Отпуск 640 °С
20	840	920	26	63
200	800	900	22	46
300	740	840	18	35
400	710	850	28	50
500	400	490	30	65
600		370	51	80

Механические свойства в зависимости от температуры отпуска

t отпуска, °С	σ0,2, МПа	σB, МПа	δ5, %	ψ, %	KCU, Дж/м2	HRCэ
Закалка 850 °С, масло. Охлаждение после отпуска с 500 °С в воде.
200	1490	1860	14	43	49	51
300	1450	1650	15	30	30	49
400	1270	1360	14	39	39	46
500	1100	1160	15	61	61	42
600	880	960	19	98	98	34

Механические свойства в зависимости от сечения

Термообработка, состояние поставки	Сечение, мм	σ0,2, МПа	σB, МПа	δ5, %	ψ, %	KCU, Дж/м2
Закалка 850 °С, вода. Отпуск 600 °С, воздух. (Образцы тангенциальные)
Место вырезки образца — центр	50	900	940	15	45	69
Место вырезки образца — центр	80	810	890	11	33	39
Место вырезки образца — центр	120	710	860	12	37	64
Место вырезки образца — центр	160	610	830	15	46	45
Место вырезки образца — 1/2R	160	710	850	16	44	47
Место вырезки образца — центр	200	490	710	17	49	57
Место вырезки образца — 1/2R	200	510	800	18	49	47
Место вырезки образца — центр	240	490	710	18	51	71
Место вырезки образца — 1/2R	240	570	770	19	50	54
Место вырезки образца -край	240	700	830	17	49	61

Технологические свойства

Температура ковки

Начала 1250 °С, конца 860-800 °С. Сечения до 200 мм охлаждаются в мульде, 201-300 мм — с печью.

Свариваемость

трудносвариваемая. Способы сварки: РДС — необходимы подогрев и последующая термообработка. КТС — необходима последующая термообработка.

Обрабатываемость резанием

После закалки и отпуска при НВ = 241, Ku тв.спл. = 0.75, Ku б.ст. = 0.65.

Склонность к отпускной способности

склонна

Флокеночувствительность

чувствительна

Температура критических точек

Критическая точка	°С
Ac1	760
Ac3	800
Ar3	725
Ar1	680
Mn	214

Ударная вязкость

Ударная вязкость, KCU, Дж/см²

Состояние поставки, термообработка	+20	-20	-70
Закадка 850 °С, масло. Отпуск 600 °С.	92	61	55

Предел выносливости

σ-1, МПа	τ-1, МПа	n	σB, МПа	Термообработка, состояние стали
480		1Е+6	1220	Закалка 880 °С, масло. Отпуск 230 °С. НВ 387
421		1Е+6	990	Закалка 880 °С, масло. Отпуск 550 °С. НВ 288
372	265	1Е+6	960	Закалка 880 °С, масло. Отпуск 650 °С. НВ 258

Прокаливаемость

Твердость, HRCэ.

Расстояние от торца, мм / HRC э
1.5	3	4.5	6	9	12	15	18	27	39
51.5-60.5	51.5-59.5	50.5-58.5	48-57.5	39.5-54	35-50.5	34-46.5	32.5-43	30.5-39	27-39

Физические свойства

Температура испытания, °С	20	100	200	300	400	500	600	700	800	900
Модуль нормальной упругости, Е, ГПа	215	212	205	199	182	173	166	144	135
Модуль упругости при сдвиге кручением G, ГПа	84	83	80	77	71	66	64	56	52
Плотность, ρn, кг/см3	7810
Коэффициент теплопроводности Вт/(м ·°С)	37	37	37	36	33	31	31	30	28
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 (α, 10-6 1/°С)	12.1	12.6	13.0	13.3	13.8	14.2	14.6	11.8
Удельная теплоемкость (с, Дж/(кг · °С))	466	508	529	563	592	621	634	664

Зарубежные аналоги Стали 40ХФА

США	Германия	Япония	Франция	Англия	Евросоюз	Италия	Испания
—	DIN,WNr	JIS	AFNOR	BS	EN	UNI	UNE
4140	1,7223	SCM440	42CD4TS	01.05.3111	41CrMO	41CrMo4	40CrMo4
4142	41CrMo4			42CrMO4			42CrMo4
6135				708M40			F.1252
G41400							F.8332

Условные обозначения

Механические свойства
σB	временное сопротивление разрыву (предел прочности при растяжении), МПа
σ0,2	предел текучести условный, МПа
σсж	предел прочности при сжатии, МПа
σсж0,2	предел текучести при сжатии, МПа
σ0,05	предел упругости, МПа
σизг	предел прочности при изгибе, МПа
σ-1	предел выносливости при испытании на изгиб с симметричным циклом нагружения, МПа
δ5 , δ4 , δ10	относительное удлинение после разрыва, %
ψ	относительное сужение, %
ν	относительный сдвиг, %
ε	относительная осадка при появлении первой трещины, %
τК	предел прочности при кручении, максимальное касательное напряжение, МПа
τ-1	предел выносливости при испытании на кручение с симметричным циклом нагружения, МПа
KCU и KCV	ударная вязкость, определенная на образце с концентраторами вида U и V, Дж/см2
HRCэ и HRB	твёрдость по Роквеллу (шкала C и B соответственно)
HB	твёрдость по Бринеллю
HV	твёрдость по Виккерсу
HSD	твёрдость по Шору
Физические свойства
E	модуль упругости нормальный, ГПа
G	модуль упругости при сдвиге кручением, ГПа
ρn	плотность, кг/м3
λ	коэффициент теплопроводности, Вт/(м∙°C)
ρ	удельное электросопротивление, Ом∙м
α	коэффициент линейного теплового расширения, 10-61/°С
с	удельная теплоёмкость, Дж/(кг∙°С)

 

Поделиться: