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:
