Home » Misc » Сталь 40х предел текучести

Сталь 40х предел текучести


характеристики, применение, таблица с маркировкой и расшифровкой

Согласно нормативным документам в обозначение стали входят буквы и цифры, которые указывают примерный химический состав сплава. Первые цифры в записи у низкоуглеродистых и среднеуглеродистых сталей показывают количество углерода в сотых долях процента. Буквы обозначают легирующие добавки, входящие в материал. Их содержание указывается числом, следующим за буквенным обозначением. При концентрации элемента менее 1 % число отсутствует. Так, в стали 40Х содержится 0,4 % углерода и менее 1 % хрома.

Химический состав стали

Сталью называют сплав железа с углеродом концентрацией не более 2,14 %. 40Х относится к качественным углеродистым конструкционным сталям. Кроме углерода в сплав входят легирующие добавки и вредные примеси.

Fe, %

C, %

Si, %

Mn, %

Ni, %

S, %

P, %

Cr, %

Cu, %

Около 97

0,36 – 0,44

0,17 – 0,37

0,50 – 0,80

Не более 0,30

Не более 0,035

Не более 0,035

0,80 – 1,10

Не более 0,30

Химические элементы в стали по-разному влияют на её свойства:

  • Железо является основой любой стали и образует кристаллическую решетку, в которой растворяется углерод и другие химические элементы;
  • Углерод проникает между атомами решетки железа и повышает прочностные свойства стали (твёрдость, предел текучести, предел прочности), понижая пластичность;
  • Кремний и марганец вводятся при выплавке для раскисления стали. Они связывают атомы кислорода и образуют лёгкие оксиды, всплывающие на поверхность расплава в виде шлака;
  • Никель способствует росту прочности и вязкости стали, снижает склонность к хрупкому разрушению;
  • Сера и фосфор являются вредными примесями, попадающими в расплав из руды. Они повышают хрупкость металла и снижают сопротивление коррозии;
  • Хром в составе стали образует твёрдые карбидные частицы, в результате чего улучшаются её прочностные свойства, но ухудшается пластичность;
  • Медь попадает в сплав из руды и стального лома. Она не образует химических соединений и твёрдых растворов с железом, поэтому присутствие более 1 % этого элемента нежелательно.

Все легирующие добавки повышают прокаливаемость стали, то есть максимальную глубину проникновения упрочнённой зоны при закалке.

Физические и механические свойства сплава

40Х является среднеуглеродистой сталью и чаще всего применяется после закалки и высокого отпуска. В этом состоянии структура стали состоит из мелких однородных частиц. Такая термическая обработка называется улучшением, так как обеспечивает сочетание высоких прочностных свойств с вязкостью и пластичностью. После закалки в масло с температуры 860 ℃ и отпуска при 500 – 800 ℃ поковки из стали 40Х обладают следующими свойствами.

Прочностные характеристика

Временное сопротивление σв, МПа

655

Предел текучести σ0,2, МПа

490

Твёрдость по Бринеллю HB

212 – 248

Пластические характеристики

Относительное удлинение δ, %

15

Ударная вязкость KCU, Дж/см2

59

Для повышения прочностных свойств уменьшают температуру отпуска стали. Отпуск при 200 ℃ позволяет увеличить предел текучести до 1560 МПа, предел прочности до 1760 МПа, твёрдость до 552 HB, при этом произойдёт снижение ударной вязкости до 29 Дж/см2. 

Сталь трудно поддаётся сварке, склонна к образованию хрупких мартенситных структур в зоне термического влияния сварного шва. Получение качественного соединения при ручной электродуговой и электрошлаковой сварке возможно при использовании дополнительного источника нагрева. Для снижения остаточных напряжений требуется термическая обработка швов. Точечная контактная сварка может производиться без подогрева.

Области применения стали 40Х

40Х относится к конструкционным сталям и применяется в производстве деталей машин и станков, крепежных элементов. Высокая прочность в сочетании с достаточной пластичностью позволяют изготавливать детали сложной конфигурации, подвергающиеся повышенным нагрузкам: шестерни, коленчатые валы, зубчатые рейки. Сталь 40Х целесообразно применять для изготовления цилиндрических деталей (валов, шпинделей, штоков, плунжеров, болтов, осей) с диаметром не более 20 мм. Этот параметр ограничивается глубиной прокаливаемости сплава.

Сталь 40Х показывает хорошие свойства при обработке давлением, поэтому её применяют для изготовления деталей штамповкой, ковкой, прокаткой. ГОСТ регламентирует трубы и различный листовой и фасонный прокат из 40Х.

характеристики и расшифовка, применение и свойства стали

  • Стали
  • Стандарты

Всего сталей

Страна Стандарт Описание
Россия ГОСТ 4543-2016 Металлопродукция из конструкционной легированной стали. Технические условия
Россия ГОСТ 8731-74 Трубы стальные бесшовные горячедеформированные. Технические требования
Россия ГОСТ 8733-74 Трубы стальные бесшовные холоднодеформированные и теплодеформированные. Технические требования
Россия ГОСТ 10702-2016 Прокат из качественной конструкционной углеродистой и легированной стали для холодного выдавливания и высадки. Технические условия

Характеристики стали 40Х

Классификация Сталь конструкционная легированная
Применение Оси, валы, вал-шестерни, плунжеры, штоки, коленчатые и кулачковые валы, кольца, шпиндели, оправки, рейки, зубчатые венцы, болты, полуоси, втулки и другие улучшаемые детали повышенной прочности

Сталь 40х расшифровка маркировки:

  • «40» - наличие основного элемента, углерода - 0,44 %.
  • Содержание железа в сплаве - основное.
  • «Х» - наличие хрома - 1,1 %.

Механические свойства стали 40Х

Данная сталь характеризуется прочностью и большой степенью твёрдости (217 Мпа). Изделия из неё способны нести большие нагрузки, и не разрушаться. При введении в состав хрома, сплав приобретает стойкость к коррозии.

Плотность 40х равна 7820 кг/м³. В зависимости от температуры меняются предел текучести и модуль упругости. При использовании этой стали необходимо учитывать ее минусы. Процесс закалки повышает хрупкость, и снижает устойчивость к механическим нагрузкам. Большая подверженность к образованию флокенов.

Свойства по стандарту ГОСТ 4543-2016

Тип образца Образец Предел текучести, σ0,2, МПа Временное сопротивление разрыву, σв, МПа Относительное удлинение при разрыве, δ5, % Относительное сужение, ψ, % Ударная вязкость KCU при 20°С, Дж/см2
Продольный Термически обработанный > 785 > 980 > 10 > 45 > 59

Свойства по стандарту ГОСТ 8731-74

Сортамент Группа Толщина стенки, мм Временное сопротивление разрыву, σв, МПа Относительное удлинение при разрыве, δ5, % Твердость, НВ Диаметр отпечатка, мм
Труба В < 10 > 657 > 9 < 269 > 3,7
Труба В > 10 > 657 > 9 < 269 > 3,7

Свойства по стандарту ГОСТ 8733-74

Сортамент Толщина стенки, мм Временное сопротивление разрыву, σв, МПа Относительное удлинение при разрыве, δ5, % Твердость, НВ Диаметр отпечатка, мм
Труба < 10 > 618 > 14 - -
Труба > 10 > 618 > 14 < 217 > 4,1

Свойства по стандарту ГОСТ 10702-2016

Состояние Тип Временное сопротивление разрыву, σв, МПа Относительное удлинение при разрыве, δ5, % Относительное сужение, ψ, % Группы осадки
Нагартованное Нагартованный калиброванный и калиброванный со специальной отделкой > 690 > 5 > 40 50,66,66T,66И
Нагартованное Нагартованный калиброванный и калиброванный со специальной отделкой > 690 > 5 > 40 -

×

Отмена Удалить

×

Выбрать тариф

×

Подтверждение удаления

Отмена Удалить

×

Выбор региона будет сброшен

Отмена

×

×

Оставить заявку

×

Название

Отмена

×

К сожалению, данная функция доступна только на платном тарифе

Выбрать тариф

Сталь

40Х: характеристики, свойства, аналоги Сталь

40Х – конструкционная легированная сталь, предназначенная для использования в тяжелонагруженных деталях. Изделия из этой стали соответствуют стандартам ДСТУ 7806 и ГОСТ 4543.

Классификация: Конструкционная легированная сталь.

Товар: Прокат, в том числе фасонный.

 

Химический состав стали 40Х по ГОСТ 4543, %

С

Си

Мн

НИ

Кр

Медь

Р

С

0,36-0,44

0,17-0,37

0,5-0,8

≤0,3

0,8-1,1

≤0,3

≤0,035

≤0,035

 

Механические свойства стали 40Х

Термическая обработка

Предел ползучести, (МПа)

Временное сопротивление, (МПа)

Коэффициент минимального удлинения, %

Коэффициент усадки, %

Корпус от 860°С в масле, отпуск при 500°С

≥785

≥980

≥10

≥45

 

Аналоги стали 40Х

США

5135, 5140, 5140Х, 5140РХ, Г51350, Г51400, Х51350, Х51400

Япония

СКР435, СКР435Х, СКР440, СКР440Х

ЕС

37Cr4, 37Cr4KD, 41Cr4, 41Cr4KD, 41CrS4

Китай

35Cr, 38CrA, 40Cr, 40CrA, 40CrH, 45Cr, 45CrH, ML38CrA, ML40Cr

Швеция

2245

Польша

38ХА, 40Х

Румыния

40Cr10, 40Cr10q

Чехия

14140

Австралия

5132Х, 5140

Южная Корея

СКР435, СКР435Х, СКР440, СКР440Х

 

Применение

Конструкционная легированная сталь 40Х используется в тяжелонагруженных компонентах (валах, осях, зубчатых валах, плунжерах, стержнях, кривошипных и кулачковых валах, кольцах, шпинделях, пробойниках, планках, зубчатых колесах, болтах, полуоси, втулки, винты и др. ). Хромистая сталь 40Х также используется в кованых, холодно- и горячештампованных компонентах, а стальная продукция используется в производстве труб, резервуаров и других изделий.

 

Сварка

Сталь 40Х плохо поддается сварке, при этом сварной шов является одной из основных причин дефектов материала. Таким образом, детали из стали 40X нагреваются перед сваркой, что помогает избежать многих потенциальных проблем при использовании готового изделия.

Улучшение механических свойств легированной стали (40x) с помощью термической обработки Аббас Аль-Джибори, Али Аль-Мосави, Кадим Аль-Муршеди :: SSRN

Скачать эту статью

Открыть PDF в браузере

Добавить бумагу в мою библиотеку

Делиться: