Сталь 40Х13

Общие сведения

Заменитель
Сталь 30Х13
Вид поставки
Сортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 5949-75, ГОСТ 2590-71, ГОСТ 2591-71, ГОСТ 2879-69.

Калиброванный пруток ГОСТ 7417-75, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78.

Шлифованный пруток и серебрянка ГОСТ 14955-77, ГОСТ 18907-73.

Лист тонкий ГОСТ 5582-75.

Проволока ГОСТ 18143-72.

Полоса ГОСТ 4405-75, ГОСТ 103-76, ГОСТ 18968-73.

Поковки и кованые заготовки ГОСТ 1133-71.
Назначение
Режущий, мерительный инструмент, пружины, карбюраторные иглы, предметы домашнего обихода, клапанные пластины компрессоров и другие детали, работающие при температуре до 400-450 °С, а также детали, работающие в коррозионных средах. Сталь коррозионно-стойкая мартенситного класса.

Химический состав

Химический элемент %
Углерод (C) 0.35-0.44
Кремний (Si), не более 0.8
Медь (Cu), не более 0.30
Марганец (Mn), не более 0.8
Никель (Ni), не более 0.6
Титан (Ti), не более 0.2
Фосфор (P), не более 0.030
Хром (Cr) 12.0-14.0
Сера (S), не более 0.025

Механические свойства

Механические свойства

Термообработка, состояние поставки Сечение, мм σB, МПа δ5, % HB HRCэ
Прутки. Закалка 1000-1050 °С, масло. Отпуск 200-300 °С, охлаждение на воздухе или в масле. образцы >52
Прутки шлифованные, обработанные на заданную прочность 1-30 590-810 10
Прутки отожженные >5 143-229
Листы горячекатанные или холоднокатанные. Отжиг или отпуск 740-800 °С (образцы поперечные) <3,9 550 15
Проволока термообработанная 1-6 590-880 10

Механические свойства при повышенных температурах

t испытания, °C t отпуска, °С σ0,2, МПа σB, МПа δ5, % ψ, % KCU, Дж/м2 HB
Закалка 1000 °С в масло.
200 1620 1840 1 2 19
350 1450 1710 11 22 25
500 1390 1680 7 9 19
700 500 780 35 59 71 217
Закалка 1030-1050 °С, воздух. Отпуск 530 °С, выдержка 2 ч, охлаждение на воздухе.
20 1420 1670 6 34 11
410 1310 1360 7 36
470 960 1130 12 45 6
510 980 1070 12 49
Закалка 1050 °С, воздух. Отпуск 600 °С, выдержка 3 ч.
20 890 1120 13 32 12
200 810 940 11 40 49
300 710 900 10 39 69
400 670 780 12 45 73
500 470 520 20 77 78
600 255 300 21 84 118
Закалка 1050 °С, воздух. Отпуск 650 °С, выдержка 3 ч. При 20 °С НВ 277-286
20 710 930 14 42 24
400 93
450 540 640 15 44
500 540 18 67 132
Образец деформированный диаметром 6 мм и длиной 30 мм. Скорость деформирования 16 мм/мин. Скорость деформации 0,009 1/с.
800 120 130 64 96
900 100 125 68 92
950 74 90 84 96
1000 51 75 70 98
1050 45 57 73 100
1100 43 53 60 98
1150 34 40 64 100
1200 27 35 60 100

Механические свойства в зависимости от температуры отпуска

t отпуска, °С σ0,2, МПа σB, МПа δ5, % ψ, % KCU, Дж/м2 HRCэ
Закалка 1000 °С в масло.
200 1620 1840 1 2 19 52
350 1450 1710 11 22 25 50
500 1390 1680 7 9 19 51
700 500 780 35 59 71

Механические свойства при 20 С в завис. от тепловой выдержки

Термообработка, состояние поставки σ0,2, МПа σB, МПа δ5, % ψ, % KCU, Дж/м2
Закалка 1050 °С, масло. Отпуск 550 °С, выдержка 10 ч
Без тепловой выдержки 940 1140 13 48 21
Тепловая выдержка 470 °С, 1000 ч 870 1080 11 43
Тепловая выдержка 470 °С, 3000 ч 900 1080 13 42 23
Закалка 1050 °С, масло. Отпуск 600 °С, выдержка 3 ч
Без тепловой выдержки 890 1120 13 32 11
Тепловая выдержка 450 °С, 5000 ч 820 1080 12 28-31
Тепловая выдержка 450 °С, 10000 ч 840 1000 13 25-33
Закалка 1050 °С, масло. Отпуск 530 °С, выдержка 6 ч
Тепловая выдержка 470 °С, 500 ч 930 1100 13 47 15
Тепловая выдержка 470 °С, 1000 ч 880 1060 14 46
Тепловая выдержка 470 °С, 5000 ч 750 990 14 37 22

Технологические свойства

Температура ковки
Начала 1200 °C, конца 850 °C. Сечения до 200 мм подвергаются низкотемпературному отжигу.
Свариваемость
не применяется для сварных конструкций.
Обрабатываемость резанием
В закаленном и отпущенном состоянии при НВ 340 и σB = 730 МПа Ku тв.спл. = 0,6, Ku б.ст. = 0,4.

Температура критических точек

Критическая точка °С
Ac1 820
Ac3 870
Ar1 780
Mn 270

Ударная вязкость

Ударная вязкость, KCU, Дж/см2

Состояние поставки, термообработка +20 -78
Пруток диаметром 55 мм. 54 7

Предел выносливости

σ-1, МПа σB, МПа Термообработка, состояние стали
 370  880 НВ 270

Коррозионные свойства

 Среда Температура испытания, °С Длительность испытания, ч Глубина, мм/год
 H2SO4 концентрированная  20  720  0,01
 H2SO4 63,4 \% раствор  40  24  5,27
 Аммиак, 24 \%  20  720  0,0032

Физические свойства

Температура испытания, °С 20 100 200 300 400 500 600 700 800 900
Модуль нормальной упругости, Е, ГПа 214 208 202 194 185 173 160
Плотность, ρn, кг/см3 7650 7630 7600 7570 7540 7510 7480 7450 7420
Коэффициент теплопроводности Вт/(м ·°С) 25 26 27 28 29 29 29 28 28 29
Уд. электросопротивление (ρ, НОм · м) 786 830 890 950 998 1046 1122
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) 10.7 11.5 11.9 12.2 12.5 12.8 13.0 13.2
Удельная теплоемкость (c, Дж/(кг · °С)) 452 477 502 528 553 578 620 666 691

 

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:

Просмотров: 4 077