Сталь 40Х
Марка | 40Х |
Заменитель: | 45Х, 38ХА, 40ХН, 40ХС, 40ХФ, 40ХР |
Классификация | Сталь конструкционная легированная |
Применение | 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. |
Химический состав в % материала 40Х
C | Si | Mn | Ni | S | P | Cr | Cu |
0.36 -0.44 | 0.17 - 0.37 | 0.5 - 0.8 | до 0.3 | до 0.035 | до 0.035 | 0.8 - 1.1 | до 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 | 320 | 17 | 35 | 400 |
|
Пруток | Ж 28 - 55 | Прод. | 940 | 800 | 13 | 55 | 850 |
|
Пруток |
Ж 25 |
| 980 | 785 | 10 | 45 | 590 | 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.