Сталь 40

Общие данные

Заменитель
стали: 35, 45, 40Г
Вид поставки
Сортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 1050-74, ГОСТ 2590-71, ГОСТ 2591-71, ГОСТ 2879-69, ГОСТ 8509-86, ГОСТ 8510-86, ГОСТ 8239-72, ГОСТ 8240-72, ГОСТ 10702-78. Калиброванный пруток ГОСТ 10702-78, ГОСТ 7417-75, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78. Шлифованный пруток и серебрянка ГОСТ 10702-78, ГОСТ 14955-77. Лист толстый ГОСТ 1577-81, ГОСТ 19903-74, ГОСТ 4041-71. Лист тонкий ГОСТ 16523-70. Лента ГОСТ 10234-77, ГОСТ 2284-79, ГОСТ 1530-78. Полоса ГОСТ 103-76, ГОСТ 82-70, ГОСТ 1577-81. Проволока ГОСТ 17305-71, ГОСТ 5663-79. Поковки и кованые заготовки ГОСТ 8479-70, ГОСТ 1133-71.
Назначение
После улучшения — коленчатые валы, шатуны, зубчатые венцы, маховики, зубчатые колеса, болты, оси и другие детали; после поверхностного упрочнения с нагревом ТВЧ — детали средних размеров, к которым предъявляются требования высокой поверхностной твердости и повышенной износостойкости при малой деформации (длинные валы, ходовые валики, зубчатые колеса).

Химический состав

Химический элемент %
Кремний (Si) 0.17-0.37
Медь (Cu), не более 0.25
Мышьяк (As), не более 0.08
Марганец (Mn) 0.50-0.80
Никель (Ni), не более 0.25
Фосфор (P), не более 0.035
Хром (Cr), не более 0.25
Сера (S), не более 0.04

Механические свойства

Механические свойства при повышенных температурах

t испытания, °C s0,2, МПа sB, МПа d5, % y, %
Образец диаметром 6 мм и длиной 30 мм, прокатанный. Скорость деформации 16 мм/мин. Скорость деформации 0,009 1/с.
700 99 140 48 85
800 70 110 53 97
900 54 71 55 100
1000 28 58 69 100
1100 24 37 60 100
1200 16 26 87 100
1300 12 18 56 100

Механические свойства проката

Термообработка, состояние поставки Сечение, мм sB, МПа d5, % d4, % y, % KCU, Дж/м2 HB
Сталь горячекатаная, кованая калиброванная и серебрянка 2-й категории после нормализации 25 570 19 45 59
Сталь калиброванная 5-й категории после нагартовки 610 6 35
Сталь калиброванная 5-й категории после отжига или высокого отпуска 510 14 40
Сталь калиброванная и калиброванная со специальной отделкой после отпуска и отжига <590 40 197
Листы термообработанные 1—2-й категории 4-14 510-650 21 167
Листы нормализованные и горячекатаные 80 560 20
Листы отожженные или высокоотпущенные 80 520 21
Полосы нормализованные или горячекатаные 6-25 570 19 45
Лист горячекатаный <2 510-660 16
Лист горячекатаный 2-3,9 510-660 17
Лист холоднокатаный <2 510-660 17
Лист холоднокатаный 2-3,9 510-660 18
Лента холоднокатаная отожженная 0,1-4 450-700 14
Лента холоднокатаная нагартованная класс прочности Н2 0,1-4 850-1050
Лента отожженная плющенная 0,1-4 <700 10
930 7 45 29 267
860 8 51 69 247
790 10 57 88 225
730 12 62 127 208
660 16 66 167 188
620 17 71 206 170

Механические свойства поковок

Термообработка, состояние поставки Сечение, мм s0,2, МПа sB, МПа d5, % y, % KCU, Дж/м2 HB
Нормализация
КП 215 300-500 215 430 18 40 44 123-167
КП 215 500-800 215 430 16 35 39 123-167
КП 245 100-300 245 470 19 42 39 143-179
КП 245 300-500 245 470 17 35 34 143-179
КП 275 <100 275 530 20 40 44 156-197
КП 275 100-300 275 530 17 38 34 156-197
Закалка. Отпуск
КП 275 300-500 275 530 15 32 29 156-197
КП 275 500-800 275 530 13 30 29 156-197
КП 315 100-300 315 570 14 35 34 167-207
КП 345 <100 345 590 18 45 59 174-217

Механические свойства в зависимости от температуры отпуска

t отпуска, °С s0,2, МПа sB, МПа d5, % y, % KCU, Дж/м2 HB
570 19 45 59
610 6 35
510 14 40
<590 40 197
510-650 21 167
560 20
520 21
570 19 45
510-660
510-660
510-660
510-660
450-700
850-1050
<700 10
200 750 930 7 45 29 267
300 710 860 8 51 69 247
400 640 790 10 57 88 225
500 550 730 12 62 127 208
600 450 660 16 66 167 188
700 380 620 17 71 206 170

Технологические свойства

Температура ковки
Начала 1250, конца 800. Охлаждение заготовок сечением до 400 мм на воздухе.
Свариваемость
Ограниченно свариваемая. Способы сварки РДС, АДС под флюсом и газовой защитой, ЭШС. Рекомендуется подогрев и последующая термообработка. КТС без ограничений.
Обрабатываемость резанием
В горячекатаном состоянии при НВ 170 и sB = 520 Мпа, Ku б.ст. = 1,05, Ku тв.спл. = 1,2
Склонность к отпускной способности
Не склонна.
Флокеночувствительность
Не чувствительна.

Температура критических точек

Критическая точка °С
Ac1 730
Ac3 890
Ar3 780
Ar1 690
Mn 340

Ударная вязкость

Ударная вязкость, KCU, Дж/см2

Состояние поставки, термообработка +20 -40 -80
Закалка 850 С, вода. Отпуск 400 С. 78 55 51

Предел выносливости

s-1, МПа sB, МПа s0,2, МПа Термообработка, состояние стали
 231  520  275 Отжиг 850 С.
 393  710  600 Закалка 845 С, вода. Отпуск 550 С.
 230  630  415 Закалка 845 С, масло. Отпуск 430 С.

Прокаливаемость

Закалка. Твердость для полос прокаливаемости, HRCэ (HRB).

Расстояние от торца, мм / HRC э
 1.5  3  4.5  6  7.5  12  16.5  19.5  30
 50,5-58  45,5-57  39,5-52  26-37,5  24-34  (94)-29  (91)-27  (88)-26  (84)-23

 

Термообработка Кол-во мартенсита, % Крит.диам. в воде, мм Крит.диам. в масле, мм
Закалка 50 15-25 8-15
Закалка 90 10-15 5-9,5

Физические свойства

Температура испытания, °С 20 100 200 300 400 500 600 700 800 900
Модуль нормальной упругости, Е, ГПа 212 206 201 192 176 163 151 131 118
Модуль упругости при сдвиге кручением G, ГПа 82 80 78 75 68 63 58 50 45
Плотность, pn, кг/см3 7850
Коэффициент теплопроводности Вт/(м ·°С) 51 48 46 42 38 34 30 25 26
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) 11.9 12.8 13.5 14.1 14.6 14.9 15.2 12.5 13.5 14.5
Удельная теплоемкость (С, Дж/(кг · °С)) 486 497 512 529 550 574 628 674 657 653

Зарубежные аналоги Стали 40