Сталь 40Х

Марка40Х
Заменитель: 45Х, 38ХА, 40ХН, 40ХС, 40ХФ, 40ХР
КлассификацияСталь конструкционная легированная
Применениеоси, валы, вал-шестерни, плунжеры, штоки, коленчатые и кулачковые валы, кольца, шпиндели, оправки, рейки, губчатые венцы, болты, полуоси, втулки и другие улучшаемые детали повышенной прочности.

Химический состав в % материала 40Х

C Si Mn NiS P Cr Cu
0.36 -0.440.17 - 0.370.5 - 0.8до  0.3до  0.035до  0.0350.8 - 1.1до  0.3

Температура критических точек материала 40Х.

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

Механические свойства при Т=20oС материала 40Х .

Сортамент Размер Напр.

s

в

s

T

d

5

y

KCU Термообр.
- мм - МПа МПа % % кДж / м2 -

Диск

 

Танг.

570 3201735400

 

Пруток

Ж

28 - 55

Прод.

940 8001355850

 

Пруток

Ж

25

 

980 7851045590

Закалка860oC, масло,Отпуск500oC, вода,

    Твердостьматериала   40Х  после отжига ,       HB 10 -1 = 217   МПа

Физические свойства материала 40Х .

T E 10- 5

a

10 6

l

r

C R10 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 R10 9

Технологические свойства материала 40Х .

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

Обозначения:

Механические свойства :

s

в
- Предел кратковременной прочности, [МПа]

s

T
- Предел пропорциональности(предел текучести для остаточной деформации), [МПа]

d

5
- Относительное удлинение при разрыве, [ % ]

y

- Относительное сужение , [ % ]
KCU - Ударная вязкость , [ кДж / м2]
HB - Твердость по Бринеллю , [МПа]
Физические свойства :
T - Температура,при которой получены данные свойства , [Град]
E - Модуль упругости первого рода , [МПа]

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, [Ом·м]
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

Сталь 40Х является одним из наиболее известных и востребованных видов конструкционной стали. Этот термин пришёл к нам из системы обозначения, принятой в СССР, где цифра обозначает содержание углерода в долях процента, а буква - добавление хрома в состав.

Уникальность данного материала заключается в удачном сочетании его характеристик: сталь 40Х характеризуется высокой прочностью, хорошими механическими свойствами, а также возможностью термической обработки. Кроме того, продукция из данного материала обладает отличной износостойкостью и коррозионной устойчивостью.

Это делает сталь 40Х незаменимой во многих отраслях промышленности. Она активно используется в авиации, автомобилестроении, машиностроении, судостроении, а также в строительстве.

Изучение особенностей этого материала, его применение и перспективы использования даст возможность более точно понять его свойства и найти оптимальные способы его использования в различных производствах.

Химический состав

Сталь 40Х относится к категории хромистых любительских сталей, которые обладают высокой устойчивостью к коррозии и износу. Химический состав стали 40Х представлен следующими элементами:

Углерод (С): от 0.36% до 0.44%. Углерод в стали является одним из основных элементов, определяющих прочность и характеристики стали.

Марганец (Mn): от 0.60% до 0.90%. Марганец улучшает свариваемость стали и повышает ее устойчивость к коррозии.

Силиций (Si): до 0.40%. Силиций повышает прочность и упругость стали, а также обеспечивает ее устойчивость к окислению.

Хром (Cr): от 0.80% до 1.10%. Хром дает стали повышенную жесткость и устойчивость к коррозии. Кроме того, хром увеличивает твердость стали после термической обработки.

Также в химическом составе могут присутствовать другие элементы в малом количестве, которые не вносят значительного вклада в общую характеристику стали. Это могут быть никель, медь, фосфор и сера.

Важно помнить, что приведенные данные являются ориентировочными и могут незначительно варьироваться в зависимости от производителя стали 40Х.

Механические свойства

Сталь 40Х характеризуется рядом механических свойств, благодаря которым она хорошо рекомендует себя в различных отраслях промышленности. К этим свойствам можно отнести:

  • Высокую прочность. Сталь 40Х обладает хорошей прочностью, превышающей маркировку некоторых других видов стали, что позволяет ей выдерживать значительные нагрузки.
  • Жаропрочность. Данный вид стали способен выдерживать высокую температуру, что достигается благодаря высокому содержанию хрома в составе. Это делает ее идеальным выбором для использования в средах с повышенной температурой.
  • Устойчивость к коррозии. Сталь 40Х обладает отличной коррозионной стойкостью, что позволяет повысить ее долговечность и снизить затраты на обслуживание.
  • Гарантия формостабильности при повышенных температурах и продолжительных нагрузках. Это достигается за счет определенного отношения элементов в составе: хрома, никеля и молибдена.
  • Хорошая свариваемость. Это делает сталь 40Х удобной для изготовления различных деталей и конструкций.

Таким образом, сталь 40Х обладает широким набором механических свойств, благодаря которым она нашла широкое применение в различных отраслях промышленности.

Применение

Сталь 40Х широко применяется в различных областях промышленности. Из-за своих впечатляющих механических свойств, таких как высокая прочность, твердость и износостойкость, эта сталь используется в автомобильной промышленности, где она служит материалом для производства коленчатых валов, шестерен, кулачков и других деталей.

В машиностроении, сталь 40Х используется для изготовления различного типа резьбовых соединений, болтов, насосов, а также вентиляционного оборудования. Это обусловлено прекрасными свойствами стали, включая ее способность противостоять высоким давлениям, изгибам и ударам.

В авиастроительной промышленности, сталь 40Х используется для изготовления зубчатых колес, валов и других компонентов двигателей.

В общественной инфраструктуре, как например в строительстве, эта сталь используется в сфере производства арматуры, где ее прочность и долговечность оцениваются наиболее высоко.

Форма поставки

Сталь 40Х может быть поставлена в нескольких форматах.

1. Прокат

Производство процессов ковки и прокатки позволяет отвечать на широкий спектр потребностей клиентов. Прокат может быть использован как для производства болтов и гаек, так и для создания более крупных конструкций.

2. Круги

Сталь 40Х часто поставляется в форме кругов. Это идеальный формат для механической обработки и последующего использования в различных формах металлообработки.

3. Листы

Листовая сталь 40Х часто выбирается для больших проектов, таких как строительство зданий или производство транспортных средств. Листы могут быть изготовлены в различных размерах и толщинах.

Независимо от типа поставки, сталь 40Х известна своей высокой прочностью и устойчивостью к коррозии. Этот металл всегда становится отличным выбором, когда требуется долговечность и надежность.

Зарубежные аналоги

Сталь 40Х обладает целым рядом уникальных свойств, которые делают ее востребованной в разных областях промышленности. Однако, не только на территории российского производства есть достойные заменители этого материала. Рассмотрим некоторые зарубежные аналоги стали 40Х.

США (AISI/SAE): Фундаментальным аналогом стали 40Х в Америке является сталь 5140. Она обладает схожими характеристиками по своим механическим свойствам и коррозионной стойкости. Используется в автомобилестроении и для производства деталей высокой надежности.

Германия (DIN, WNr): В Германии аналогом рассматриваемой стали является 41Cr4. Эта сталь широко используется в машиностроении и металлургии.

Япония (JIS): В Японии аналогом стали 40Х служит сталь SCr440, и она также имеет применение в автомобильной и машиностроительной промышленности.

Итак, каждая страна, имея свои стандарты и требования к металлопродукции, выработала свои аналоги стали 40Х. Однако, всех их объединяет одно - они представляют коррозионностойкий, прочный материал, который используется в промышленности за счет своих уникальных свойств.