Сталь 40ХН
Общие данные
Заменитель |
Сталь 35ХГФ, Сталь 40ХНР, Сталь 40ХНМ, Сталь 30ХГВТ, Сталь 45ХН, Сталь 50ХН, Сталь 38ХГН, Сталь 40Х |
,Вид поставки |
Сортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 4543-71, ГОСТ 259071, ГОСТ 2591-71, ГОСТ 2879-69, ГОСТ 10702-78.
Калиброванный пруток ГОСТ 7417-75, ГОСТ 8560-78, ГОСТ 10702-78, ГОСТ 4543-71. Шлифованный пруток и серебрянка ГОСТ 4543-71, ГОСТ 14955-77. Лист толстый ТУ 14-1-1930-77. Полоса ГОСТ 103-76. Поковки и кованые заготовки ГОСТ 1133-71, ГОСТ 8479-70, ГОСТ 4543-71. Валки ОСТ 24.013.21-85. Трубы ОСТ 14-21-77. |
Назначение |
Оси, валы, шатуны, зубчатые колеса, валы экскаваторов, муфты, валы-шестерни, шпиндели, болты, рычаги, штоки, цилиндры и другие ответственные нагруженные детали, подвергающиеся вибрационным и динамическим нагрузкам, к которым предъявляются требования повышенной прочности и вязкости. Валки рельсобалочных и крупносортных станов для горячей прокатки металла. |
Химический состав
Химический элемент | % |
Углерод (C) | 0.36-0.42 |
Кремний (Si) | 0.17-0.37 |
Медь (Cu), не более | 0.30 |
Марганец (Mn) | 0.50-0.80 |
Никель (Ni) | 1.00-1.40 |
Фосфор (P), не более | 0.035 |
Хром (Cr) | 0.45-0.75 |
Сера (S), не более | 0.035 |
Механические свойства
Механические свойства
Термообработка, состояние поставки | Сечение, мм | σ0,2, МПа | σB, МПа | δ5, % | ψ, % | KCU, Дж/м2 | HB |
Пруток. Закалка 820 °С, вода или масло. Отпуск 500 °С, вода или масло. | |||||||
25 | 785 | 980 | 11 | 45 | 69 | ||
Поковки. Нормализация | |||||||
КП 315 | 100-300 | 315 | 570 | 14 | 35 | 34 | 167-207 |
КП 315 | 300-500 | 315 | 570 | 12 | 30 | 29 | 167-207 |
КП 315 | 500-800 | 315 | 570 | 11 | 30 | 29 | 167-207 |
Поковки. Закалка. Отпуск. | |||||||
КП 345 | 300-500 | 345 | 590 | 14 | 38 | 49 | 174-217 |
КП 395 | <100 | 395 | 615 | 17 | 45 | 59 | 187-229 |
КП 395 | 100-300 | 395 | 615 | 15 | 40 | 54 | 187-229 |
КП 395 | 300-500 | 395 | 615 | 13 | 35 | 49 | 187-229 |
КП 395 | 500-800 | 395 | 615 | 11 | 30 | 39 | 187-229 |
КП 440 | <100 | 440 | 635 | 16 | 45 | 59 | 197-235 |
КП 440 | 100-300 | 440 | 635 | 14 | 40 | 54 | 197-235 |
КП 440 | 300-500 | 440 | 635 | 13 | 35 | 49 | 197-235 |
КП 440 | 500-800 | 440 | 635 | 11 | 30 | 39 | 197-235 |
КП 490 | <100 | 490 | 655 | 16 | 45 | 59 | 212-248 |
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 | 223-262 |
КП 590 | <100 | 590 | 735 | 14 | 45 | 59 | 235-277 |
КП 590 | 100-300 | 590 | 735 | 13 | 40 | 49 | 235-277 |
Механические свойства при повышенных температурах
t испытания, °C | σB, МПа | δ5, % | ψ, % |
Нормализация 850 °С. | |||
20 | 790 | 18 | 48 |
200 | 750 | 50 | |
300 | 690 | 20 | |
400 | 540 | 25 | 65 |
500 | 480 | 25 | 79 |
600 | 350 | 27 | 85 |
Образец диаметром 6 мм, длиной 30 мм, кованый и нормализованный. Скорость деформирования 50 мм/мин, скорость деформации 0,03 1/с. | |||
700 | 225 | 36 | 92 |
800 | 130 | 57 | 96 |
900 | 91 | 71 | 100 |
1000 | 62 | 75 | 100 |
1100 | 45 | 76 | 100 |
1200 | 31 | 100 |
Механические свойства в зависимости от температуры отпуска
t отпуска, °С | σ0,2, МПа | σB, МПа | δ5, % | ψ, % | KCU, Дж/м2 | HB |
Закалка 820 °С, масло. | ||||||
400 | 1220 | 1370 | 10 | 41 | 32 | 387 |
500 | 1080 | 1160 | 14 | 51 | 46 | 302 |
600 | 760 | 910 | 20 | 60 | 83 | 241 |
Механические свойства в зависимости от сечения
Сечение, мм | σ0,2, МПа | σB, МПа | δ5, % | ψ, % | HB |
Нормализация 870-925 °С, закалка 790 °С, масло. Отпуск 540 °С. | |||||
40 | 780 | 960 | 18 | 58 | 325 |
80 | 730 | 920 | 20 | 54 | 302 |
120 | 710 | 910 | 50 | 300 |
Технологические свойства
Температура ковки |
Начала 1250 °С, конца 830 °С. Сечения до 50 мм охлаждаются на воздухе, 50-200 мм — в мульде, 201-300 мм — с печью. |
Свариваемость |
трудносвариваемая. РДС, АДС под флюсом, ЭШС. Необходимы подогрев и последующая термообработка. |
Обрабатываемость резанием |
В горячекатаном состоянии при НВ 166-170 и σB = 690 МПа Ku тв.спл. = 1.0, Ku б.ст. = 0.9. |
Склонность к отпускной способности |
склонна |
Флокеночувствительность |
повышенно чувствительна |
Температура критических точек
Критическая точка | °С |
Ac1 | 735 |
Ac3 | 768 |
Ar3 | 700 |
Ar1 | 660 |
Mn | 305 |
Ударная вязкость
Ударная вязкость, KCU, Дж/см2
Состояние поставки, термообработка | +20 | -20 | -40 | -60 |
Поковка 200X30 мм. Закалка. Отпуск. | 116 | 116 | 93 | 80 |
Предел выносливости
σ-1, МПа | τ-1, МПа | n | σB, МПа | σ0,2, МПа | Термообработка, состояние стали |
490 | 294 | 980 | 780 | НВ 300-320 | |
441 | 274 | 880 | 690 | НВ 270-300 | |
392 | 235 | 780 | 570 | НВ 200-240 | |
314-392 | 1Е+7 | 790 | Нормализация. НВ 197. |
Прокаливаемость
Твердость HRCэ.
Расстояние от торца, мм / HRC э | |||||||||
1.5 | 3 | 4.5 | 6 | 9 | 12 | 15 | 21 | 27 | 33 |
52.5-58.5 | 51.5-58.0 | 49.5-57 | 48-56 | 41.5-54.5 | 35.5-49 | 32.5-43.5 | 28-37.5 | 26.5-33.5 | 26-31.5 |
Кол-во мартенсита, % | Крит.диам. в воде, мм | Крит.диам. в масле, мм | Крит. твердость, HRCэ |
50 | 60-112 | 37-76 | 44-47 |
90 | 40-89 | 18-56 | 50-53 |
Физические свойства
Температура испытания, °С | 20 | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 |
Модуль нормальной упругости, Е, ГПа | 200 | |||||||||
Плотность, ρn, кг/см3 | 7820 | 7800 | 7710 | 7840 | 7700 | |||||
Коэффициент теплопроводности Вт/(м ·°С) | 44 | 43 | 41 | 39 | 37 | |||||
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) | 11.8 | 12.3 | 13.4 | 14.0 |
Зарубежные аналоги Стали 40ХН
США | Германия | Япония | Франция | Англия | Китай | Швеция | Чехия |
— | DIN,WNr | JIS | AFNOR | BS | GB | SS | CSN |
3135 | 1,571 | SNC236 | 35NC6 | 640M40 | 40CrNi | 2530 | 16240 |
3140H | 1,5711 | ||||||
G31400 | 36NiCr6 | ||||||
40NiCr6 |
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: