Андрей Смирнов
Время чтения: ~10 мин.
Просмотров: 0

Прокат калиброванный гост 4543-71

Марочник стали и сплавов

Главная ГОСТы Материалы Поиск Калькулятор Аналоги Объявления Новости

НАВИГАЦИЯ: Материалы -> Сталь конструкционная легированная ИЛИ Материалы -> Сталь конструкционная-все марки Марка :

40ХЗаменитель: 45Х, 38ХА, 40ХН, 40ХС, 40ХФ, 40ХРКлассификация : Сталь конструкционная легированнаяДополнение: Сталь хромистаяПрименение: Оси, валы, вал-шестерни, плунжеры, штоки, коленчатые и кулачковые валы, кольца, шпиндели, оправки, рейки, губчатые венцы, болты, полуоси, втулки и другие улучшаемые детали повышенной прочности.Зарубежные аналоги:Известны 40Х: купить Ауремо ООО www.auremo.org Поставщик: Санкт-Петербург , Днепр +380 (56) 790-91-90, info auremo.orgВиды поставки материала 40Х

B03 — Обработка металлов давлением. Поковки ГОСТ 8479-70;
В22 — Сортовой и фасонный прокат ГОСТ 9234-74; ГОСТ 1133-71; ГОСТ 11474-76; ГОСТ 2879-2006; ГОСТ 2591-2006; ГОСТ 2590-2006;
В23 — Листы и полосы ГОСТ 103-2006; ГОСТ 19903-74; ГОСТ 82-70;
В32 — Сортовой и фасонный прокат ГОСТ 8560-78; ГОСТ 8559-75; ГОСТ 10702-78; ГОСТ 7417-75; ГОСТ 4543-71; ГОСТ 1051-73; ГОСТ 14955-77;
В33 — Листы и полосы ГОСТ 1577-93;
В62 — Трубы стальные и соединительные части к ним ГОСТ 24950-81; ГОСТ 23270-89; ГОСТ 7909-56; ГОСТ 9567-75; ГОСТ 8734-75; ГОСТ 8733-74; ГОСТ 8732-78; ГОСТ 8731-87; ГОСТ 53383-2009;
В71 — Проволока стальная низкоуглеродистая ГОСТ 1526-81;

Химический состав в % материала 40Х

ГОСТ 4543 — 71 CSiMnNiSPCrCu0.36 — 0.440.17 — 0.370.5 — 0.8до 0.3до 0.035до 0.0350.8 — 1.1до 0.3Температура критических точек материала 40Х.

Ac1 = 743 , Ac3(Acm) = 782 , Ar3(Arcm) = 730 , Ar1 = 693

Технологические свойства материала 40Х .

Свариваемость: трудносвариваемая.
Флокеночувствительность: чувствительна.
Склонность к отпускной хрупкости: склонна.

Механические свойства при Т=20oС материала 40Х .

Сортамент Размер Напр. sT d5 y KCU Термообр.
мм МПа МПа % % кДж / м2
Трубы, ГОСТ 8731-87 657 9
Трубы холоднодеформир., ГОСТ 8733-74 618 14
Пруток, ГОСТ 4543-71 Ø 25 980 785 10 45 590 Закалка 860oC, масло, Отпуск 500oC, вода,
Твердость 40Х после отжига , ГОСТ 4543-71 HB 10 -1 = 217 МПа
Твердость 40Х , Трубы ГОСТ 8731-87 HB 10 -1 = 269 МПа
Твердость 40Х , Трубы холоднодеформир. ГОСТ 8733-74 HB 10 -1 = 217 МПа
Твердость 40Х , Пруток горячекатан. ГОСТ 10702-78 HB 10 -1 = 179 МПа

Физические свойства материала 40Х .

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 2.14 7820 210
100 2.11 11.9 46 7800 466 285
200 2.06 12.5 42.7 7770 508 346
300 2.03 13.2 42.3 7740 529 425
400 1.85 13.8 38.5 7700 563 528
500 1.76 14.1 35.6 7670 592 642
600 1.64 14.4 31.9 7630 622 780
700 1.43 14.6 28.8 7590 634 936
800 1.32 26 7610 664 1100
900 26.7 7560 1140
1000 28 7510 1170
1100 28.8 7470 120
1200 7430 1230
T E 10- 5 a 10 6 l r C R 10 9

Зарубежные аналоги материала 40Х

Внимание! Указаны как точные, так и ближайшие аналоги

США Германия Япония Франция Англия Евросоюз Италия Бельгия Испания Китай Швеция Болгария Венгрия Польша Румыния Чехия Австралия Юж.Корея
DIN,WNr JIS AFNOR BS EN UNI NBN UNE GB SS BDS MSZ PN STAS CSN AS KS
5135
5140
5140H
5140RH
G51350
G51400
H51350
H51400
1.7034
1.7035
1.7045
37Cr4
41Cr4
41CrS4
42Cr4
SCr435
SCr435H
SCr440
SCr440H
37Cr4
38C4
38C4FF
41Cr4
42C4
42C4TS
37Cr4
41Cr4
530A36
530A40
530H36
530H40
530M40
1.7034
1.7035
1.7039
37Cr4
37Cr4KD
41Cr4
41Cr4KD
41CrS4
36CrMn4
36CrMn5
37Cr4
38Cr4KB
38CrMn4KB
41Cr4
41Cr4KB
37Cr4
38Cr4
38Cr4DF
41Cr4
41Cr4DF
42Cr4
F.1201
F.1202
F.1210
F.1211
35Cr
38CrA
40Cr
40CrA
40CrH
45Cr
45CrH
ML38CrA
ML40Cr
SCr435
SCr435H
SCr440
SCr440H

Рисунок 3

Для изделий с высокой поверхностной твердостью рекомендуют использовать сталь 38Х2МЮА. Однако в процессе азотирования этой стали, за счет присутствия в ней алюминия, проявляется ее сильная склонность к деформированию. Использование же сталей, не содержащих алюминия, приводит к заметному снижению твердости и износостойкости азотированного слоя, зато позволяет изготавливать изделия более сложной конфигурации. В станкостроении, например, для азотирования используют улучшаемые, легированные стали типа 40Х, 40ХФА. Для тяжело нагруженных деталей, работающих в условиях циклических изгибающих нагрузок, рекомендуются стали 30Х3М, 38ХГМ, 38ХНМФА, 38ХН3МА.

Для изготовления деталей топливной аппаратуры, где требуется повышенная точность размеров, используют сталь 30Х3МФ1. Дополнительное легирование этой стали кремнием (30Х3МФ1С) способствует повышению твердости азотированного слоя.

Для азотирования иногда назначаются и цементуемые стали, содержащие в своем составе хром, молибден, вольфрам, ванадий.

Описание и история сплава

Название сплава расшифровывается как хромоникелевая конструкционная легированная сталь. За качество стали 40ХН отвечает ГОСТ 4543-71, который относит его к классу высокопрочных сталей для применения в конструкционных целях (хромоникелевый стальной сплав с легирующими элементами). То есть для получения изделий, применяемых при машиностроении и строительстве. Внедрение никеля в состав сплава — улучшает показатель химической устойчивости.

Данный факт впервые был представлен общественности во Франции химиком Жозефом Луи Прустом в 19-ом веке. Он выдвинул теорию о том, что железные метеориты практически не поддаются процессу коррозии из-за входящего в их состав никеля.

Механические свойства стали 40ХН

Спустя два десятка лет с того момента, Майкл Фарадей впервые изготовил сплав с соединениями железа и никеля, который отличался высокой устойчивостью к процессу коррозии. Однако получить сплав с улучшенными характеристиками по упругости, антикоррозийными свойствами и прочностью к механическому воздействию удалось лишь после химического вывода ковкого никеля. По характеристикам 40ХН имеет большую устойчивость к коррозийному процессу за счет добавления в состав хрома, который также усиливает прочностные свойства стали.

Применение

Раньше этот материал использовался для изготовления советских и недорогих кухонных ножей. К сожалению, из-за своей низкой стоимости они отличались сравнительно плохим качеством (из-за заводов-изготовителей ножей, а не стали), но для обычных бытовых и кухонных целей подходили отлично. Таким ножом с лёгкостью можно было разделывать курицу, другие мясные блюда, но самый главный плюс — безопасность для здоровья. Никакого риска заразиться какой-нибудь химической болезнью, используя сталь 40×13, просто не существует.

Отдельная сфера применения — авиамоделирование. В самолётостроении нельзя, чтобы материал, из которого изготавливаются важные составляющие части, сильно электрифицировался и подвергался различной коррозии, ведь на кону человеческие жизни. Конструкторы не стали бы использовать низкокачественную сталь, поэтому данный факт станет ещё одним плюсом. Но самый частый способ употребления — изготовление различных составляющих деталей. Высокая прочность и возможность использования в механизмах, работающих на износ, делают материал главным составляющим.

Стоит заметить, что медицинские скальпели изготавливаются именно из вышеуказанного сплава, что подтверждает информацию про безопасность для человеческого организма. Ещё из этой стали производят различные технические приспособления: подшипники, пружины, элементы для измерительных систем, детали компрессора и многие необходимые в повседневной жизни вещи.

Одним из главных минусов является тот факт, что использовать эту сталь для сварки категорически нельзя. При резком изменении температуры она теряет многие свои свойства, начинает ржаветь, разрушается кристаллическая решётка.

Физические свойства стали 40Х

Температура испытания,°С 20 100 200 300 400 500 600 700 800 900
Модуль нормальной упругости, Е, ГПа 214 211 206 203 185 176 164 143 132
Модуль упругости при сдвиге кручением G, ГПа 85 83 81 78 71 68 63 55 50
Плотность стали, pn, кг/м3 7850 7800 7650
Коэффициент теплопроводности Вт/(м ·°С) 41 40 38 36 34 33 31 30 27
Уд. электросопротивление (p, НОм · м) 278 324 405 555 717 880 1100 1330
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) 11.8 12.2 13.2 13.7 14.1 14.6 14.8 12.0
Удельная теплоемкость (С, Дж/(кг ·°С)) 466 508 529 563 592 622 634 664

Технологические свойства стали 40Х13

Марка 40Х13 обладает хорошей технологичностью при проведении пластической деформации в горячем состоянии. Ее проводят при температуре от 850 до 1100 ºC. Но надо помнить что при резком нагреве, сталь может потерять ряд своих уникальных свойств, например, твердость. Именно поэтому процедуру нагрева необходимо проводить с небольшой скоростью. По достижении температуры 830 ºC можно выполнять прокат или ковку. Охлаждение стали необходимо также проводить медленно.

Ряд характеристик коррозионно-стойкой и углеродистой стали во многом схожи, в частности, в твёрдости. Но они имеют различную микроструктуру и это приводит к появлению определённых сложностей в процессе механической обработки.

Основные сложности, возникающие при точении и фрезеровании стали марки 40Х13 это:

  • упрочнение, возникающие в процессе резания;
  • удаление отходов обработки;
  • ускоренный износ режущего инструмента.

Дело в том, что при обработке 40х13 резанием, стружка не ломается как у большинства углеродистых сталей, а завивается в виде длинной стружки. Для решения этой проблемы на режущий инструмент устанавливают специальные приспособления — стружколомы.

Низкая теплопроводность хороша при использовании 40Х13 на практике, но создаёт определённые сложности при точении. То есть в месте обработки резко поднимается температура, вследствие чего происходит образование наклёпа и неравномерное упрочнение поверхности. Такое свойство стали приводит к снижению ресурса режущего инструмента и увеличению обработки детали.

Еще одно свойство 40Х13 — это наличие в ее составе карбидных и других соединений, имеющих микроскопический размер. Их наличие делает сталь неким подобием абразива, который выводит режущий инструмент из строя и это приводит к замедлению обработки.

Для эффективной обработки нержавейки применяют режущий инструмент, на поверхность которого наносят карбид вольфрама и другие упрочняющие покрытия.

Сферы применения

Благодаря высоким механическим свойствам, сталь 40Х используют для изготовления деталей повышенной прочности. К их числу относятся:

  • оси и полуоси;
  • валы;
  • валы-шестерни;
  • плунжеры;
  • штоки;
  • коленвалы;
  • кольца;
  • щпиндели;
  • рейки;
  • болты;
  • губчатые венцы;
  • втулки и пр.

Проведение термической обработки позволяет значительно повысить прочность и другие характеристики металла. После термообработки материал может применяться для изготовления разверток, насадок и корпусов метчиков. Также из такого сплава производят конструкции, эксплуатируемые при экстремально низких температурах, к примеру, элементы железнодорожных мостов.

Магнитные свойства стали 40Х делают ее незаменимой при производстве столовых приборов, кастрюль, сковородок и другой посуды. Ее можно использовать для приготовления пищи на индукционных плитах.

Особенности проведения термообработки

Термообработка подразумевает выполнение следующих действий:

  • отжига;
  • закалки;
  • отпуска;
  • нормализации;
  • старения;
  • криогенной обработки.

Для закалки изделия на 4 часа помещают в масло, нагретое до 860°С. Отпуск производят на воздухе при температуре 500°С. После такой обработки сталь приобретает высокую твердость, прочность на разрыв и ударную вязкость.

Преимущества и недостатки

Ознакомившись с характеристиками стали 40Х, применением и основными качествами, можно приступать к рассмотрению ее преимуществ и недостатков. К числу первых относится следующее:

  • высокие антикоррозийные свойства;
  • устойчивость к температурным перепадам;
  • отличные показатели прочности.

Изделия, изготовленные из стали этой марки, очень твердые и прочные. Поэтому в процессе эксплуатации они способны выдерживать значительные нагрузки без структурных разрушений.

Как и любой другой сплав, 40Х имеет и свои недостатки. Это трудносвариваемый металл, отличающийся чувствительностью к образованию флокенов и склонностью к отпускной хрупкости.

Зарубежные аналоги

Аналоги сплава марки 40Х выпускаются и в других странах. Их маркировка отличается от российской, но состав практически идентичен. К числу таких сплавов относятся:

  • 41Cr4, 41Cr54 (Германия);
  • S140, S140H (Америка);
  • 41Cr4, 42C4 (Франция);
  • S30A40, S30H40, S30M40 (Великобритания);
  • SS2245 (Швеция);
  • 41Cr4, 41Cr4KB (Италия);
  • SCr435-H, SCr440 (Япония);
  • 40H (Польша).

Среди ассортимента сталей, представленного российскими производителями, полных аналогов марки 40Х нет. Но есть металлы, схожие по составу и по своим эксплуатационным характеристикам. К их числу относятся:

  • 45Х;
  • 38ХА;
  • 40ХН;
  • 40ХС;
  • 40ХФ;
  • 40ХР.

Возможность выполнения замены должна определяться только после проведения оценки, и сравнения свойств разных марок сталей.

Область применения

Благодаря своим свойствам сталь 40х широко применяется в различных областях промышленности. Ее используют при изготовлении кулачковых и коленчатых валов, осей и полуосей, штоков, плунжеров, вал-шестерней, шпинделей, колец, оправок, болтов, реек, втулок и других деталей, к прочности которых предъявляются повышенные требования. Также используется эта сталь для изготовления конструкций, эксплуатируемых в условиях низких температур внешней среды, например, при сооружении авто- и железнодорожных мостов в северных широтах.

Нормативная документация

ГОСТ 82-70.Прокат стальной горячекатанный широкополосный универсальный.Сталь 40Х.

ГОСТ 103-76.Полоса стальная горячекатанная.Сортамент.Сталь 40Х.

ГОСТ 1051-73.Прокат калиброванный.Общие технические условия.Сталь 40Х.

ГОСТ 1133-71.Сталь кованая круглая и квадратная.Сортамент.Сталь 40Х.

ГОСТ 1577-93 Прокат толстолистовой и широкополосный из конструкционной качественной стали.Технические условия. Сталь 40Х.

ГОСТ 2590-88.Прокат стальной горячекатанный круглый.Сортамент.Сталь 40Х.

ГОСТ 2591-88.Прокат стальной горячекатанный квадратный.Сортамент.Сталь 40Х.

ГОСТ 2879-88.Прокат стальной горячекатанный шестигранный.Сортамент.Сталь 40Х.

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

ГОСТ 7417-75.Сталь калиброванная круглая.Сортамент.Сталь 40Х.

ГОСТ 8479-70. Поковки из конструкционной углеродистой и легированной стали. Общие технические условия.Сталь 40Х.

ГОСТ 8559-57.Сталь калиброванная квадратная.Сортамент.Сталь 40Х.

ГОСТ 8560-78.Прокат калиброванный шестигранный.Сортамент.Сталь 40Х.

ГОСТ 10702-78. Прокат из качественной конструкционной углеродистой и легированной стали для холодного выдавливания и высадки. Технические условия. Сталь 40Х.

ГОСТ 13663-86 .Трубы стальные профильные.Технические требования.Сталь 40Х.

ГОСТ 19903-74. Прокат листовой горячекатаный. Сортамент. Сталь 40Х.

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