Андрей Смирнов
Время чтения: ~19 мин.
Просмотров: 0

Конструкционная сталь 40хн2ма

Состав

Уверены: для читателей не секрет, что сплав железа с углеродом – это и есть сталь. Чистая сталь, если быть точным. Однако такой материал далеко не всегда оказывается пригодным для использования. Именно для того, чтобы улучшить исходные свойства стали, в ее состав добавляются различные элементы из всем известной таблицы Менделеева, присутствие которых в составе в определенной пропорции наделяет сплав некими свойствами вроде повышенной износостойкости и устойчивости к окислению.

Исключением не стала и сталь 40ХН, характеристики которой напрямую вытекают из лигатурного состава, который выглядит следующим образом:

  • 0,4% углерода;
  • 0,6% хрома;
  • 0,65% марганца;
  • 0,27% кремния;
  • 1,2% никеля;
  • 0,3% меди.

Увы, технология выплавки не может гарантировать полное отсутствие вредных примесей в составе стали 40ХН. Характеристики же из-за их присутствия значительно не ухудшаются, так как процентное содержание подобных примесей не превышает 0,035%.

Материал 40ХН2ВА Челябинск

Без стали не обходится ни одно производство, будь то тяжелое машиностроение или изготовление бытовых электроприборов. Существует множество марок этого продукта, а также большое количество форм отпуска. Наша компания реализует материал 40ХН2ВА большими партиями и с минимальной наценкой. Для уточнения свойств и характеристик конкретной марки можно обратиться к менеджерам компании.

Как и вся продукция, материал 40ХН2ВА закупается у ведущих производителей. Поэтому мы готовы со всей ответственностью давать гарантию на качество. Минимальное количество посредников определяет и низкую стоимость. Вкупе с быстрой доставкой, это дает возможность нашим бизнес-партнеры вести стабильное и взаимовыгодное сотрудничество.

Помимо отпуска, в форме той или иной детали (заготовки), наша компания реализует обработку металлов. Все мероприятия проходят четкий контроль на соответствие ГОСТа и правилам. Специалисты нашего предприятия осуществляют такие работы как оцинкование, создание деталей по чертежам заказчика, производство отливок, изготовление различных профилей и многое другое.

Имея в арсенале новейшее оборудование и огромный, опыт мы можем предложить проверку изделия по ряду параметров, таким как прочностные характеристики, химический состав, чистота сплава и так далее.

Каждому покупателю предложен огромный ассортимент продукции различного формата, а также актуальных услуг и работ. Чтобы быстрее разобраться и выбрать товар соответствующий потребностям, нужно связаться с менеджером компании и получить развернутую информацию по всем интересующим вопросам.

Механические характеристики

Сечение, ммt отпуска, °CsТ|s0,2, МПаσB, МПаd5, %d10y, %кДж/м2, кДж/м2Твёрдость по Бринеллю, МПа
Закалка в масло с 870 °С + отпуск при 600 °С, охлаждение в воде или масле
≤2593010801045765
Прокат. Закалка в масло с 950 °С + отпуск при 580-600 °С (указано место вырезки образца)
300-50077096017520
Закалка + отпуск (поковки)
300-5005907351235432235-277
Закалка в масле с 870 °С + отпуск
400123014001249430
Прокат. Закалка в масло с 950 °С + отпуск при 580-600 °С (указано место вырезки образца)
500-70074093017
Закалка + отпуск (поковки)
300-5006407851133432248-293
Закалка в масле с 870 °С + отпуск
500109012001660350
Прокат. Закалка в масло с 950 °С + отпуск при 580-600 °С (указано место вырезки образца)
700-90070089016451
Закалка + отпуск (поковки)
≤1007358801340579277-321
Закалка в масле с 870 °С + отпуск
6008509502062280
Прокат. Закалка в масло с 950 °С + отпуск при 580-600 °С (указано место вырезки образца)
300-50076093011216
500-70073088011265
700-90070087011235
300-50076093015559
500-70074090017442
700-9007108507255
500-700790900147
300-50074093011226
700-900690730196

Технологические свойства

НазваниеЗначение
СвариваемостьТрудносвариваемая. Способ сварки: РДС. Необходим подогрев и последующая термообработка.
Склонность к отпускной хрупкостиНе склонна.
Температура ковкиНачала — 1220 °С, конца — 800 °С. Сечения до 80 мм — рекомендован отжиг с перекристаллизацией, два переохлаждения, отпуск.
ФлокеночувствительностьЧувствительна.
Обрабатываемость резаньемВ горячекатаном состоянии при НВ 228-235 и sВ=560 МПа Kn тв.спл.=0,7 Kn б.ст.=0,4.
Макроструктура и загрязненностьМакроструктура стали при проверке на изломах в продольном направлении и поперечных темплетах, отобранных от готового проката, не должна иметь усадочной раковины, рыхлости, пузырей, трещин, расслоений, шлаковых включений и флокенов, а также дефектов излома, перечисленных в приложении 3 ГОСТ 10243. Центральная пористость, точечная неоднородность и ликвационный квадрат не должны превышать 1 балла; послойная кристаллизация и светлый контур — 3 балла эталонных шкал ГОСТ 10243. Все другие дефекты, предусмотренные ГОСТ 10243, не допускаются. Загрязненность стали неметаллическими включениями должна быть по среднему баллу не выше (в баллах): по оксидам точечным 1,5, по оксидам строчечным 2,0, по силикатам хрупким 1,0, по силикатам пластичным 1,0, по силикатам недеформирующимся 2,5, по сульфидам 2,5, по нитридам строчечным и точечным 1,0.

Механические характеристики

Сечение, ммt отпуска, °CsТ|s0,2, МПаσB, МПаd5, %d10d10y, %кДж/м2, кДж/м2Твёрдость по Бринеллю, МПаHRC
Закалка в масло с 850 °С + отпуск
20015201810114643253
30014201630104536349
40013501470104638346
50011901240135566740
6008809601764134432
Кольца цельнокатаные по ОСТ 1 92049-76. Закалка в масло с 855-885 °С + Отпуск при 530-630 °С, охлаждение на воздухе или масле
25≥890≥1030≥9≥40≥588
Закалка в масло с 860 °С + отпуск при 560 °С, охлаждение в воде (указано место вырезки образца)
120-2007709301757
Закалка + отпуск (поковки)
4406351130383197-235
Сортовой прокат (пруток). Закалка в масло с 870 °С + Отпуск при 580 °С, охлаждение на воздухе или масле
25≥930≥1080≥12≥50≥765
Закалка в масло с 860 °С + отпуск при 560 °С, охлаждение в воде (указано место вырезки образца)
80-1207709401861
Закалка + отпуск (поковки)
7358801340579277-321
Трубы центробежнолитые наружным диаметром 85-320 мм. Закалка в воду или на воздухе с 1100-1150 °C
≥170≥420≥30
Закалка в масло с 860 °С + отпуск при 560 °С, охлаждение в воде (указано место вырезки образца)
120-2007509001752
Закалка + отпуск (поковки)
7859301240579293-331
Закалка в масло с 860 °С + отпуск при 560 °С, охлаждение в воде (указано место вырезки образца)
20-3086010001964
30-508309701661
50-807509001861
80-1207409001960
Закалка в масло с 950 °С + отпуск при 580-600 °С (указано место и направление вырезки образца)
300-5007609301123
500-7007308801120
700-9007008701122
300-5007709601755
500-7007409301752
700-9007008901649
300-50074093011
500-700790900
700-9006907306
300-5007609301552
500-7007409001751
700-900710850716

Химический состав

СтандартCSPMnCrSiNiFeCuMoO
TУ 14-1-5425-20010.12-0.16≤0.03≤0.020.4-0.71.05-1.350.2-0.353-3.5Остаток≤0.30.1-0.15
TУ 3-850-800.12-0.17≤0.015≤0.020.35-0.651-1.250.17-0.372.75-3.15Остаток≤0.30.2-0.3
TУ 14-1-4612-890.12-0.17≤0.015≤0.020.35-0.651-1.250.17-0.372.75-3.15Остаток≤0.250.2-0.3≤0.006

Fe — основа.
По ТУ 14-1-5425-2001 и ТУ 3-850-80 химический состав приведен для стали марки 14ХН3МА.
ТУ 14-1-4612-89 химический состав приведен для стали марки 14ХН3МА-Ш. Допускаемые отклонения по химическому составу в готовом прокате и массовая доля остаточных вольфрама, молибдена, титана и ванадия — по ГОСТ 4543.
По ТУ 3-850-80 наличие в стали остаточных титана до 0,030 %, вольфрама до 0,20 % и ванадия до 0,050 % не является браковочным признаком.

Характеристика материала.Сталь 40ХН.

Марка

 сталь 40ХН

Заменитель:

сталь 45ХН ,сталь 50ХН ,сталь 38ХГН ,сталь 40Х ,сталь 35ХГФ ,сталь 40ХНР,сталь 40ХНМ ,сталь 30ХГВТ

Классификация

Сталь конструкционная легированная.Хромоникелевая

Применение

оси, валы, шатуны, зубчатые колеса, валы экскаваторов, муфты, валы-шестерни, шпиндели, болты, рычаги, штоки, цилиндры и другие ответственные нагруженные детали, подвергающиеся вибрационным и динами ческим нагрузкам, к которым предъявляются требования повышенной прочности и вязкости. Валки рельсобалочных и крупносортных станов для горячей прокатки металла.

Химический состав в % материала 40ХН

C

Si

Mn

Ni

S

P

Cr

Cu

0.36 — 0.44

0.17 — 0.37

0.5 — 0.8

1 — 1.4

до   0.035

до   0.035

0.45 — 0.75

до   0.3

Температура критических точек материала 40ХН.

Ac1 = 735 ,      Ac3(Acm) = 768 ,       Ar3(Arcm) = 700 ,       Ar1 = 660 ,       Mn = 305

Механические свойства при Т=20oС материала 40ХН .

Сортамент

Размер

Напр.

sв

sT

d5

y

KCU

Термообр.

мм

МПа

МПа

%

%

кДж / м2

Пруток

ø 25

980

785

11

45

690

Закалка и отпуск

    Твердость материала   40ХН   после отжига ,      

HB 10 -1 = 207   МПа

Физические свойства материала 40ХН .

T

E 10- 5

a 10 6

l

r

C

R 10 9

Град

МПа

1/Град

Вт/(м·град)

кг/м3

Дж/(кг·град)

Ом·м

20

2

7820

100

11.8

44

7800

200

12.3

43

7770

300

13.4

41

7740

400

14

39

7700

500

37

T

E 10- 5

a 10 6

l

r

C

R 10 9

Технологические свойства материала 40ХН .

  Свариваемость:

трудносвариваемая.

  Флокеночувствительность:

чувствительна.

  Склонность к отпускной хрупкости:

склонна.

Обозначения:

Механические свойства :
sв
— Предел кратковременной прочности ,
sT
— Предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации),
d5
— Относительное удлинение при разрыве ,
y
— Относительное сужение ,
KCU
— Ударная вязкость , [ кДж / м2]
HB
— Твердость по Бринеллю ,
Физические свойства :
T
— Температура, при которой получены данные свойства ,
E
— Модуль упругости первого рода ,
a
— Коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20o — T ) , [1/Град]
l
— Коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала) , [Вт/(м·град)]
r
— Плотность материала , [кг/м3]
C
— Удельная теплоемкость материала (диапазон 20o — T ), [Дж/(кг·град)]
R
— Удельное электросопротивление,
Свариваемость :
без ограничений
— сварка производится без подогрева и без последующей термообработки
ограниченно свариваемая
— сварка возможна при подогреве до 100-120 град. и последующей термообработке
трудносвариваемая
— для получения качественных сварных соединений требуются дополнительные операции: подогрев до 200-300 град. при сварке, термообработка после сварки — отжиг

Купить сталь 40ХН.Конструкционная легированная сталь.Хромоникелевая группа стали.

Труба Уголок Швеллер Полоса Круг Шестигранник Арматура Квадрат Балка Лист

Нормативная документация

ГОСТ 4543-71.Прокат из легированной конструкционной стали.Технические условия.Сталь 40ХН.

ГОСТ 10702-78.Сталь 40ХН.

Химический состав

СтандартCSPMnCrSiNiFeCuMo
TУ 108-1028-810.3-0.4≤0.022≤0.0250.5-0.80.7-1.1≤0.372.75-3.25Остаток≤0.250.25-0.4
TУ 108.11.917-870.3-0.4≤0.025≤0.0250.5-0.80.7-1.10.17-0.372.75-3.25Остаток≤0.30.25-0.4
TУ 108-1029-810.3-0.4≤0.022≤0.0220.5-0.80.7-1.1≤0.372.75-3.25Остаток≤0.250.25-0.4
TУ 108.11.889-870.3-0.4≤0.02≤0.020.5-0.80.7-1.1≤0.372.75-3.25Остаток≤0.30.25-0.4

Fe — основа.
По 108.11.917-87 и ТУ НЗЛ 342-89 химический состав приведен для стали марки 34ХН3МА.
По ТУ 108.11.917-87 суммарное содержание серы и фосфора в стали должно быть ≤ 0,045 %.
По ТУ 108-1028-81 и ТУ 108-1029-81 химический состав приведен для стали марки 34ХН3МА. В заготовках допускается отклонения по содержанию элементов, указанных в таблице: углерод ± 0,010 %, кремний + 0,030 %.
При изготовлении заготовок дисков с высотой ступицы от 450 до 650 мм содержание фосфора и серы в стали должно быть не более 0,018 % каждого; для металла ВДП и ЭЛП допускается отклонение содержания марганца +0,10 %/-0,15 % . В стали ЭШП содержание серы должно быть не более 0,015 %. При разливке стали без вакуумирования для изготовления заготовок дисков с высотой ступицы более 300 мм должно производиться определение содержания водорода в металле. Результаты определения содержания водорода не являются приемо-сдаточными и по требованию потребителя подлежат занесению в паспорт заготовок.
По ТУ 108.11.889-87 допускаются отклонения по химическому составу: по углероду ±0,010 %, по хрому ±0,050 %, по марганцу ±0,020 %, по молибдену ±0,020 %, по ванадию ±0,020 %, по никелю -0,10 %, по кремнию +0,020 %. Суммарное содержание серы и фосфора не должно быть более 0,036 % при выплавке дуплекс-процессом и в электропечи. Содержание серы и фосфора после применения установки внепечного рафинирования и вакуумирования (УВРВ) не должно быть более 0,010 % и 0,012 % соответственно, при сумме серы и фосфора не более 0,020 %. Выплавка стали должна производиться по технической документации изготовителя с применением установки УВРВ. Допускается выплавка стали в кислой мартеновской печи дуплекс-процессом или в основной электродуговой печи.

Обработка и закалка

После сварочных работ готовая деталь охлаждается за счет понижения температуры при отключении печи, при этом находясь под чутким контролем. В результате таких манипуляций полученный на изделии шов при рентгеновском облучении покажет отсутствие дефектов. Наличие поверхностных трещин проверяется зачисткой и шлифовкой швов с последующим нанесением слоя кислоты.

Изготовленные с применением подобной технологии изделия успешно проходят макроисследования при котором выявляются плотность строения наплавленного металла в зоне сварочного шва и ближайших к нему зон. Микроструктура в этих местах изменяется от ферритно-перлитной до сербитообразной перлитной. Также образцы деталей из стали 40ХН проходят испытание на твердость, смысл которой в том, чтобы подтвердить неизменность структуры стали в зоне шва после сварки.

Закалка изделий из данного материала происходит в процессе погружения в масло, однако детали крупных габаритов иногда закаливают в воде после чего, как можно скорее, перемещаются в масло или подвергаются воздействию низкий отпуска. Не редкостью является и процесс закаливания высокочастотными токами, после нагрева которыми производится отпуск. В конечном итоге, такие манипуляции повышают твердость поверхности изделия.

Механические свойства стали 40ХН2МА

Механические свойства при 20°С

Состояние поставкиСечение ,ммtисп. ,°Ctотпуск ,°CSt|S0,2 ,МПаsB ,МПаd5 ,%d4dd10y ,%KCU, кДж/м2HBHRCHRBHVHSh
Градация показателей свойств готовых термообработанных деталей по ОСТ 1 90005-91
980-1130285-33130,0-36,0
1080-1270311-36334,0-39,0
285-34127,0-37,0
Заготовки деталей трубопроводной арматуры. Закалка в масло от 840-860 °C (выдержка 2,5-4,5 ч в зависимости от толщины и массы заготовки) + Отпуск, охлаждение в воде или масле
≤100550-620735-835≥880≥13≥40≥600277-321
≤80550-560785-930≥930≥12≥40≥600293-331
Заготовки деталей трубопроводной арматуры. Закалка в масло от 840-860 °C (выдержка 2,5-4,5 ч в зависимости от толщины и массы заготовки) + Отпуск, охлаждение в масле или на воздухе
≤20200-250≥1470≥1617≥9≥45≥49049,3-54,2
≤240570-600≥590≥735≥13≥40≥490235-277
≤500580-620≥490≥655≥12≥35≥490212-248
Прутки и полосы г/к и кованые. Закалка в масло с 835-865 °C + отпуск при 570-670 °C, охлаждение в воде или в масле
Образец≥835≥980≥12≥55≥980294-341
Прутки и полосы г/к и кованые. Закалка в масло с 835-865 °C + Отпуск при 570-670 °C, охлаждение в масле
Образец 25 мм≥932≥1080≥12≥50≥785321-376
Сортовой прокат. Закалка в масло от 835-865 °C + Отпуск при 540-570 °C, охлаждение в воде или масле
поперечный≥930≥1080≥7≥32≥490321-375
продольный≥930≥1080≥12≥50≥780321-375
Сортовой прокат. Закалка в масло от 835-865 °C + Отпуск при 570-620 °C, охлаждение на воздухе
поперечный≥830≥980≥7≥35≥590293-341
продольный≥830≥980≥12≥50≥980293-341

Механические свойства в зависимости от сечения

Состояние поставкиСечение ,ммtисп. ,°Ctотпуск ,°CSt|S0,2 ,МПаsB ,МПаd5 ,%d4dd10y ,%KCU, кДж/м2HBHRCHRBHVHSh
Сортовой прокат. Закалка в масло с 850 °С + Отпуск при 540-660 °С (указано место вырезки образца)
центр100-160≥700900-1100≥12
центр16-40≥9001100-1300≥10
центр160-250≥650850-1000≥12
центр40-100≥8001000-1200≥11
центр≥10001200-1400≥9
Сортовой прокат. Закалка в масло с 850 °С + Отпуск при 620 °С (указано место вырезки образца)
1/2R60-80≥730≥880≥17≥61≥29
1/2R80-100≥670≥850≥19≥61≥26
1/3R100-120≥630≥830≥20≥62≥25
центр25-40≥880≥1030≥14≥57≥33
центр40-60≥830≥980≥16≥60≥32
Механические свойства прутка
Состояние поставкиСечение ,ммtисп. ,°Ctотпуск ,°CSt|S0,2 ,МПаsB ,МПаd5 ,%d4dd10y ,%KCU, кДж/м2HBHRCHRBHVHSh
Сталь горячекатаная и горячекатаная со специальной отделкой поверхности. Термообработанная (отжиг)
Образец≤269
Сталь калиброванная и калиброванная со специальной отделкой поверхности. После сфероидезирующего отжига
Образец≤640≥50≤269
Механические свойства в зависимости от сечения поковки и режима термообработки
Состояние поставкиСечение ,ммtисп. ,°Ctотпуск ,°CSt|S0,2 ,МПаsB ,МПаd5 ,%d4dd10y ,%KCU, кДж/м2HBHRCHRBHVHSh
Поковки. Закалка + Отпуск
КП 440500-800≥440≥635≥11≥30≥390197-235
КП 490300-500≥490≥655≥12≥35≥490212-248
КП 490500-800≥490≥655≥11≥30≥390212-248
КП 540100-300≥540≥685≥13≥40≥490223-262
КП 540300-500≥540≥685≥12≥35≥440223-262
КП 590100-300≥590≥735≥13≥40≥490235-277
КП 590300-500≥590≥735≥12≥35≥440235-277
КП 590500-800≥590≥735≥10≥30≥390235-277
КП 640100-300≥640≥785≥13≥38≥490248-293
КП 640300-500≥640≥785≥11≥33≥440248-293
КП 685100-300≥685≥835≥12≥33≥490262-311
КП 735≤100≥735≥880≥13≥40≥590277-321
КП 735100-300≥735≥880≥12≥35≥490277-321
КП 785≤100≥785≥885≥12≥40≥590293-331
КП 785100-300≥785≥885≥11≥35≥490293-331
Механические свойства в зависимости от температуры отпуска
Состояние поставкиСечение ,ммtисп. ,°Ctотпуск ,°CSt|S0,2 ,МПаsB ,МПаd5 ,%d4dd10y ,%KCU, кДж/м2HBHRCHRBHVHSh
Сортовой прокат. Закалка в масло с 850 °С + Отпуск
200≥1600≥1750≥10≥50≥590≥525
300≥1470≥1600≥10≥50≥490≥475
400≥1240≥1370≥12≥52≥590≥420
500≥1080≥1180≥15≥59≥880≥350
600≥860≥960≥20≥62≥1450≥275
Механические свойства при повышенных температурах
Состояние поставкиСечение ,ммtисп. ,°Ctотпуск ,°CSt|S0,2 ,МПаsB ,МПаd5 ,%d4dd10y ,%KCU, кДж/м2HBHRCHRBHVHSh
Образец диаметром 5 мм, длиной 25 мм, прокатанный. Скорость деформирования 2 мм/мин. Скорость деформации 0,001 1/с
700≥185≥17≥32
800≥89≥66≥90
900≥50≥69≥90
1000≥35≥75≥90
1100≥24≥72≥90
1200≥14≥62≥90
Сортовой прокат. Закалка в масло с 850 °С + Отпуск при 580 °С
20≥950≥1070≥16≥58
250≥830≥1010≥13≥47
400≥770≥950≥17≥63
500≥680≥700≥18≥80
Дополнительная информация
Рекомендуемый режим термообработки поковок и штамповок по ТУ 1-92-156-90: Нормализация при 840-880 °С или Нормализация + Отпуск.

Термообработка

Проводимая термообработка стали 40ХН2МА существенно расширяет ее область применения.

Чаще всего заготовки или конечные изделия подвергают:

  1. Закалке – процесс перестроения кристаллический решетки и насыщения поверхностного слоя углеродом, увеличения плотности структуры металла под воздействием высокой температуры и быстром охлаждении. В большинстве случаев металл закаливается для повышения твердости поверхностного слоя. Ответственные изделия охлаждаются в масле, которое обеспечивает равномерное снижение температуры. При использовании воды может образоваться окалина и придется выполнять финишную обработку.
  2. Отпуск – процесс, который способен снизить внутренние напряжения, возникающие после закалки. Как правило, закалка приводит к повышению хрупкости. Температуры отпуска значительно ниже, нагревается изделие постепенно, охлаждение может проходить в различных средах. Валы и другие ответственные детали после закалки всегда подвергаются отпуску, так как возникающая нагрузка может привести к появлению структурных трещин и снижению прочности.
  3. Может проводится для уплотнения структуры ковка. При сечении менее 80 мм заготовку дополнительно подвергают отжигу и двум переохлаждениям, а также отпуску. За счет этого получается поверхность с большим показателем износостойкости.

Для обработки рассматриваемого сплава требуется специальное оборудование. Зачастую применяются электродуговые печи, которые характеризуются компактными размерами и высоким КПД. Подобная сталь 40ХН2МА и 40ХНМА не склонна к отпускной хрупкости, поэтому получаемые детали могут прослужить в течение длительного периода даже в тяжелых эксплуатационных условиях.

Химический состав

В сплаве содержится максимум:

  • 98% Fe;
  • 2% Ni;
  • 0,9% Cr;
  • 0,8% Mn;
  • 0,4% С;
  • 0,37% Si;
  • 0,3% Cu;
  • 0,25% Mo;
  • 0,025% S;
  • 0,025% P.

Каждый из компонентов улучшает характеристики стали 40ХН2МА. Хром и никель обеспечивают твердость и устойчивость к коррозии, медь – вязкость и теплопроводность, марганец и кремний – связывают свободное железо, снижают влияние серы и фосфора.

Основными физическими характеристиками металла являются:

  • удельное электрическое сопротивление;
  • модуль Юнга;
  • плотность (7850 кг/м3);
  • теплоемкость;
  • коэффициент теплопроводности и температурного расширения.

В зависимости от нагрева при испытаниях показатели могут отличаться. Это позволяет определить оптимальную область эксплуатации конструкции.

Конструкционная легированная сталь 40хн2ма

Рассматривая химический состав этой стали, стоит отметить относительное большое количество легирующих добавок, которые в данном случае повышают не только коррозионную стойкость материала, но и прочность, значительно снижая вероятность хрупкого разрушения металла под воздействием каких-либо сред или механических нагрузок. Уникальные свойства, которыми обладает высокопрочная хромоникельмолибденовая легированная конструкционная сталь 40хн2ма, находят применение в изготовлении наиболее ответственных деталей промышленных машин и агрегатов: шатунов, клапанов, коленчатых валов и прочих тяжелонагруженных деталей.
Набор химических элементов в данном сплаве подобран следующим образом:

  • Ni – 1,25-1,65%
  • Cr – 0,60-0,90%
  • Mn – 0,50-0,80%
  • Si – 0,17-0,37%
  • Cu – до 0.30%
  • Mo – 0,15-0,25%
  • P – до 0,025%
  • S – до 0,025%

Сталь 40хн2ма принадлежит к числу трудносвариваемых, т.е. перед сварными работами она требует предварительного подогрева (200-300оС), а также подвергается отжигу после сварки.

Технологические свойства стали 40хн2ма и ГОСТы выпуска

Помимо трудносвариваемости этой легированной стали присуща флокеночувствительность: при нарушении технологии изготовления сплава в материале часто возникают дефекты внутреннего строения, сильно снижающие вязкость и пластичность стали. Температура ковки этого высокопрочного материала – 1200оС (начало процесса) и 800оС (конец процесса). При этом финишным этапом данной обработки будет включать отжиг с перекристаллизацией, 2 переохлаждения и последующий отпуск.

Хромоникельмолибденовый конструкционный сплав 40хн2ма может выпускаться в виде фасонного и сортового проката. В своей работе производители пользуются следующими ГОСТами:

  • ГОСТ 8479-70 и ГОСТ 1133-71 – изготовление поковок и прочих кованых заготовок
  • ГОСТ 103-76 – изготовление полос
  • ГОСТ 14955-77 – производство серебрянки и шлифованного прутка
  • ГОСТ 7417-75, ГОСТ 1051-73, ГОСТ 10702-78, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78 – изготовление калиброванного прутка
  • ГОСТ 4543-71, ГОСТ 2879-69, ГОСТ 10702-78, ГОСТ 2590-71, ГОСТ 2591-71 – фасонный прокат

Иностранные аналоги данной марки стали представлены в следующей таблице:

Сферы применения легированного сплава 40хн2ма

Благодаря относительно высокому содержанию молибдена, этот материал характеризуется полным отсутствием обратимой отпускной хрупкости. Высокая прочность улучшенной хромоникелевой конструкционной стали 40хн2ма позволяет применять данный сплав для изготовления высокоответственных тяжелонагруженных деталей промышленного оборудования.

Из материала марки 40ХН2МА производят цельнокатаные кольца, ответственные болты, кулачковые муфты, крепежные детали, диски, валки. Материал находит применение и в производстве трубопроводной арматуры, и в изготовлении деталей для авиастроительной промышленности, которые должны выдерживать рабочие температуры до +500оС.

Термообработка

Наиболее эффективным видом термообработки 40ХН2МА является закалка при 850 градусах. Она осуществляется в воду, а отпуск происходит в масляной ванне при 620 градусах.

Улучшение стали – это комплекс мер, включающий полную закалку и высокий отпуск. Материал относится к перлитному классу, поэтому переход осуществляется при 730 и 820 градусах. Доэвтектоидный сплав подвергается полной закалке при 850-870 градусах. Это обеспечивает получение аустенитной структуры, а охлаждение – мартенситной. В обоих случаях зерно характеризуется небольшими размерами. Аустенитные зерна стали 40ХН2МА формируются при переходе из феррита в цементит. При растворении цементита в аустените раствор железа ? переходит в ?-аллотропным способом. Процесс занимает больше времени, чем формирование зерна, поэтому при достижении необходимой температуры происходит небольшая выдержка для его завершения.

Охлаждение в воде осуществляется достаточно быстро, что способствует образованию мартенсита с мелкими зернами – пересыщенного твердого раствора углерода в железе ?.

Конструкционная сталь 40ХН2МА в таком состоянии склонна к образованию трещин, сколов и других хрупких деформаций. Это обусловлено остаточными напряжениями в твердой структуре. Чтобы исключить риск их появления, производится отпуск при 450-650 градусах. При этом начинает происходить диффузия, которая позволяет мартенситу перейти в перлит, но углерод остается практически в том же положении в структуре стали. В результате сплав приобретает ферритно-цементитную структуру.

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Степан Волков
Наш эксперт
Написано статей
141
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации