Сталь 40х гост 4543 2016

Обновлено: 08.02.2023

Согласно ГОСТ 4543-2016 наименование марок стали состоит из цифр и буквенного обозначения химических элементов:

  • Цифра 40 перед буквенным обозначением указывает среднюю массовую долю углерода (С) в стали в сотых долях процента, т.е. среднее содержание углерода в стали 0,40%.
  • Буква Х указывает, что сталь легирована хромом, отсутствие цифры после буквы указывает, что содержание хрома в стали до 1,5%.
  • Буква Н указывает, что сталь легирована никелем, отсутствие цифры после буквы указывает, что содержание никеля в стали до 1,5%.

Вид поставки

  • Сортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 4543-71, ГОСТ 2590-88, ГОСТ 2591-88, ГОСТ 2879-88, ГОСТ 10702-78.
  • Калиброванный пруток ГОСТ 4543-71, ГОСТ 7417-75, ГОСТ 8560-78, ГОСТ 10702-78.
  • Шлифованный пруток и серебрянка ГОСТ 4543-71, ГОСТ 14955 — 77.
  • Лист толстый ТУ 14-1-1930-77.
  • Полоса ГОСТ 103-76.
  • Поковка и кованая заготовка ГОСТ 4543-71, ГОСТ 1133-71, ГОСТ 8479-70.
  • Валки ОСТ 24.013.21-85
  • Труба ОСТ 14-21-77.

Характеристики и применение [3]

Сталь 40ХН является хромо-никелевой конструкционной легированной сталью, относится к группе улучшаемой стали и к сталям повышенной прокаливаемости, т.е. прокаливающейся в деталях диаметром 50-75 мм.

Сталь данной марки относится к лучшим образцам конструкционной стали. Комбинация никеля с хромом позволяет применять сталь 40ХН для изготовления деталей ответственного назначения, например:

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

Так как никель целиком растворяется в твердом растворе, он способствует более значительному увеличению твердости и прочности феррита, чем хром. Особенно важно, что упрочнение здесь сопровождается также увеличением пластичности. При одновременном присутствии в стали никеля и хрома достигается хорошее сочетание механических свойств (прочности и вязкости), а также большая прокаливаемость.

Сталь 40ХН широко применяется в нефтяном машиностроении для изготовления наиболее ответственных деталей, например:

  • особо нагруженных подъемных, трансмиссионных и промежуточных валов,
  • зубчатых соединительных муфт,
  • звездочек ценных передач буровых установок,
  • пластин и роликов втулочно-роликовых цепей,
  • осей талевых блоков,
  • стволов вертлюг,
  • защелок и осей элеваторов.

При применении стали хромо-никелевой стали необходимо иметь в виду, что она обладает склонностью к отпускной хрупкости особенно в интервале температур 450-550°C. Поэтому детали из этой стали следует после высокого отпуска охлаждать быстро (в воде или в масле). При в ведении в сталь 40ХН небольшого количества молибдена склонность к отпускной хрупкости понижается.

Рекомендации по применению стали 40Х для деталей арматуры и пневмоприводов, не работающих под давлением и не подлежащих сварке, предназначенных для эксплуатации в условиях низких температур (ГОСТ 33260-2015)

Марка
стали
Закалка + отпуск при
температуре, °С
Примерный
уровень
прочности, Н/мм
(кгс/мм 2 )
Температура
применения
не ниже,
°С
Использование в
толщине
не более, мм
40ХН 500 1000(100) -80 50

Температура критических точек, °С

Химический состав, % (ГОСТ 4543-71)

C Si Mn Сr Ni P S Cu
не более
0,36-0,44 0,17-0,37 0,50-0,80 0,45-0,75 1,00-1,40 0,035 0,035 0,30

Химический состав, % (ГОСТ 4543-2016)

Массовая доля элементов, %
C Si Mn Cr Ni Mo Al Ti V В
0,36-0,44 0,17-0,37 0,50-0,80 0,45-0,75 1,00-1,40

ПРИМЕЧАНИЕ: Знак «-» означает, что массовую долю данного элемента не нормируют и не контролируют, если иное не указано в 7.1.2.3 (ГОСТ 4543-2016).

Рекомендуемые температуры закалки отожженной стали 40ХН при нагреве ТВЧ [1]

Марка
Стали
Температура нагрева в °C при скорости нагрева выше Ac1 град/сек
30-60 100-200 400-500
Продолжительность нагрева выше Ac1 сек
2-4 1,0-1,5 0,5-0,8
40ХН 900-940°C 920-960°C 960-1020°C

Режим умягчающей обработки стали 40ХН [1]

Марка
Стали
Операция Температура
нагрева
в °C
Условия охлаждения *
40ХН Отжиг 800-820 30-40° С/ч

Ориентировочные режимы термической обработки стали 40ХН [1]

Марка
Стали
Температура
нагрева
для закалки и нормализации в °C
Охлаждающая
среда
Температура
отпуска
в °C
Механические свойства
Твердость Предел
прочности
при
растяжении
σв
в кГ/мм 2
δ в %
HB HRC
40ХН 800-840 Масло 180-200 45-50 150 8
550-600 255-286 85-95 14-16

ПРИМЕЧАНИЕ. Охлаждение с указанной скоростью до 500°C, а затем на воздухе.

Ориентировочные режимы предварительной термической обработки стали 40ХН [2]

Марка
стали
Операция
термической
обработки
Температура,
°C
Способ
охлаждения
Твердость
HB
40ХН Нормализация 840-860 На воздухе 207-255
Отжиг 800-830 Медленное 187-241

Механические свойства

Источник Состояние
поставки
Сечение,
мм
КП Предел
текучести
σ0,2, МПа
Предел
прочности
при
растяжении
σв, МПа
Относительное
удлинение
после
разрыва
δ54), %
Относительное
сужение
ψ, %
KCU,
Дж/см 2
Твердость
HB,
не более
не менее
ГОСТ
4543-71
Пруток.
Закалка с 820°С
в воде или масле;
отпуск при 500°С,
охл. в воде или масле
25 785 980 11 45 69
ГОСТ
8479-70
Поковка.
Нормализация
100-300 315 315 570 14 35 34 167-207
300-500 12 30 29 167-207
500-800 11 30 29 167-207
Поковка.
Закалка+отпуск
300-500 345 345 590 14 38 49 174-217
До 100 395 395 615 17 45 59 187-229
100-300 15 40 54
300-500 13 35 49
500-800 11 30 39
До 100 440 440 635 16 45 59 197-235
100-300 14 40 54
300-500 13 35 49
500-800 11 30 39
До 100 490 490 655 16 45 59 212-248
100-300 13 40 54
До 100 540 540 685 15 45 59 223-262
100-300 13 40 49
До 100 590 590 735 14 45 59 235-277
100-300 13 40 49

Механические свойства проката в зависимости от сечения [2]

Сечение, мм Предел
текучести
σ0,2, МПа
Предел
прочности
при
растяжении
σв, МПа
Относительное
удлинение
после
разрыва
δ5, %
Относительное
сужение
ψ, %
Твердость HB
40 780 960 18 58 325
80 730 920 20 54 302
120 710 910 50 300

ПРИМЕЧАНИЕ. Нормализация при 870-925°С; закалка с 790°С в масле; отпуск при 540°С.

Механические свойства в зависимости от температуры отпуска

tотп, °С Предел
текучести
σ0,2, МПа
Предел
прочности
при
растяжении
σв, МПа
Относительное
удлинение
после
разрыва
δ5, %
Относительное
сужение
ψ, %
KCU, Дж/см 2 Твердость HB
400 1220 1370 10 41 32 387
600 1080 1160 14 51 46 302
600 760 910 20 60 83 241

ПРИМЕЧАНИЕ. Закалка с 820°С в масле.

Механические свойства при повышенных температурах

tисп, °С Предел
прочности
при
растяжении
σв, МПа
Относительное
удлинение
после
разрыва
δ5, %
Относительное
сужение
ψ, %
Нормализация при 850°С
20 790 18 48
200 750 50
300 690 20
400 540 25 65
500 480 25 79
600 350 27 85
Образец диаметром 6мм, длиной 30 мм, кованый и нормализованный.
Скорость деформирования 50мм/мин, скорость деформации 0,031/c
700 225 36 92
800 130 57 96
900 91 71 100
1000 62 75 100
1100 45 76 100
1200 31 100

Предел выносливости

Характеристики прочности σ-1, МПа τ-1, МПа
Предел
текучести
σ0,2=780 МПа; Предел
прочности
при
растяжении
σв=980 МПа;НВ 300-320
490 294
Предел
текучести
σ0,2=690 МПа; Предел
прочности
при
растяжении
σв=880 МПа;НВ 270-300
441 274
Предел
текучести
σ0,2=570 МПа; Предел
прочности
при
растяжении
σв=780 МПа;НВ 200-240
392 235
Предел
прочности
при
растяжении
σв=790 МПа; нормализация; НВ 197
314-392(n=10 7 )

Ударная вязкость KCU

Состояние поставки КСU, Дж/см 2 при температуре, °С
+20 -20 -40 -60
Поковка 200×30мм. Закалка+отпуск 116 116 93 80

ПРИМЕЧАНИЕ. σ 425 2,6/10000=103 МПа, σ 425 6/10000=138 МПа, σ 425 6,1/100000=69 МПа; σ 535 3,2/10000=21 МПа.

Технологические свойства

Температура ковки, ° Сначала 1250, конца 830.
Сечения до 50 мм охлаждаются на воздухе,
сечения от 51 до 200 мм — охлаждение в мульде,
сечения с 201 до 300 мм — с печью.
Свариваемость Трудносвариваемая. Способ сварки — РДС, АДС под флюсом, ЭШС. Необходимы подогрев и последующая термообработка.
Обрабатываемость резанием Kv тв.спл. = 1,0 и Kv б.ст. = 0,9 в горячекатанном состоянии при НВ 166-170 и Предел
прочности
при
растяжении
σв=690 МПа.
Флокеночувствительность Повышенно чувствительна.
Склонность к отпускной хрупкости Склонна

Прокаливаемость

прокаливаемость стали 40ХН

Полоса прокаливаемости для стали 40ХН после нормализации при 850°С и закалки с 820°С приведена на рисунке ниже.

Сталь 40х гост 4543 2016

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 13 января 2017 г. N 10-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 4543-2016 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 октября 2017 г.

6 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Февраль 2019 г.

ВНЕСЕНА поправка, опубликованная в ИУС N 1, 2022 год, введенная в действие с 23.08.2021

Поправка внесена изготовителем базы данных

1 Область применения

1.1 Настоящий стандарт распространяется на горячекатаную и кованую (диаметром или толщиной до 250 мм включительно), калиброванную и со специальной отделкой поверхности металлопродукцию из конструкционной легированной стали, применяемую в конструкциях общего назначения, после термической обработки.

Горячекатаную и кованую металлопродукцию диаметром или толщиной свыше 250 до 300 мм включительно изготовляют по согласованию изготовителя с заказчиком.

1.2 В части требований к химическому составу настоящий стандарт распространяется на слитки, блюмы, слябы, катаные, кованые и непрерывно-литые заготовки, поковки, штамповки, листовой прокат и другие виды металлопродукции.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие межгосударственные стандарты:

ГОСТ 103-2006 Прокат сортовой стальной горячекатаный полосовой. Сортамент

ГОСТ 162-90 Штангенглубиномеры. Технические условия

ГОСТ 166-89 (ИСО 3599-76) Штангенциркули. Технические условия

ГОСТ 427-75 Линейки измерительные металлические. Технические условия

ГОСТ 1051-73 Прокат калиброванный. Общие технические условия

ГОСТ 1133-71 Сталь кованая круглая и квадратная. Сортамент

ГОСТ 1497-84 (ИСО 6892-84) Металлы. Методы испытаний на растяжение

ГОСТ 1763-68 (ИСО 3887-77) Сталь. Методы определения глубины обезуглероженного слоя

ГОСТ 2216-84 Калибры-скобы гладкие регулируемые. Технические условия

ГОСТ 2590-2006 Прокат сортовой стальной горячекатаный круглый. Сортамент

ГОСТ 2591-2006 Прокат сортовой стальной горячекатаный квадратный. Сортамент

ГОСТ 2879-2006 Прокат сортовой стальной горячекатаный шестигранный. Сортамент

ГОСТ 3749-77 Угольники поверочные 90°. Технические условия

ГОСТ 4405-75 Полосы горячекатаные и кованые из инструментальной стали. Сортамент

ГОСТ 5639-82 Стали и сплавы. Методы выявления и определения величины зерна

ГОСТ 5657-69 Сталь. Метод испытания на прокаливаемость

ГОСТ 6507-90 Микрометры. Технические условия

ГОСТ 7417-75 Сталь калиброванная круглая. Сортамент

ГОСТ 7502-98 Рулетки измерительные металлические. Технические условия

ГОСТ 7564-97 Прокат. Общие правила отбора проб, заготовок и образцов для механических и технологических испытаний

ГОСТ 7565-81 (ИСО 377-2-89) Чугун, сталь и сплавы. Метод отбора проб для определения химического состава

ГОСТ 7566-2018 Металлопродукция. Правила приемки, маркировка, упаковка, транспортирование и хранение

ГОСТ 8559-75 Сталь калиброванная квадратная. Сортамент

ГОСТ 8560-78 Прокат калиброванный шестигранный. Сортамент

ГОСТ 8817-82 Металлы. Метод испытания на осадку

ГОСТ 9012-59 (ИСО 410-82, ИСО 6506-81) Металлы. Метод измерения твердости по Бринеллю

ГОСТ 9454-78 Металлы. Метод испытания на ударный изгиб при пониженных, комнатной и повышенных температурах

ГОСТ 10243-75 Сталь. Методы испытаний и оценки макроструктуры

ГОСТ 12344-2003 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения углерода

ГОСТ 12345-2001 (ИСО 671-82, ИСО 4935-89) Стали легированные и высоколегированные. Методы определения серы

ГОСТ 12346-78 (ИСО 439-82, ИСО 4829-1-86) Стали легированные и высоколегированные. Методы определения кремния

ГОСТ 12347-77 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения фосфора

ГОСТ 12349-83 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения вольфрама

ГОСТ 12350-78 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения хрома

ГОСТ 12351-2003 (ИСО 4942:1988, ИСО 9647:1989) Стали легированные и высоколегированные. Методы определения ванадия

ГОСТ 12352-81 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения никеля

ГОСТ 12354-81 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения молибдена

ГОСТ 12355-78 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения меди

ГОСТ 12356-81 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения титана

ГОСТ 12357-84 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения алюминия

ГОСТ 12359-99 (ИСО 4945-77) Стали углеродистые, легированные и высоколегированные. Методы определения азота

ГОСТ 12360-82 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения бора

ГОСТ 14955-77 Сталь качественная круглая со специальной отделкой поверхности. Технические условия

ГОСТ 17745-90 Стали и сплавы. Методы определения газов

ГОСТ 18895-97 Сталь. Метод фотоэлектрического спектрального анализа

ГОСТ 21120-75 Прутки и заготовки круглого и прямоугольного сечения. Методы ультразвуковой дефектоскопии

ГОСТ 21650-76 Средства скрепления тарно-штучных грузов в транспортных пакетах. Общие требования


Нужен полный текст и статус документов ГОСТ, СНИП, СП?
Попробуйте профессиональную справочную систему
«Техэксперт: Базовые нормативные документы» бесплатно

ПРОКАТ ИЗ ЛЕГИРОВАННОЙ КОНСТРУКЦИОННОЙ СТАЛИ

Structural alloy steel bars. Specifications

____________________________________________________________________
Текст Сравнения ГОСТ 4543-71 с ГОСТ 4543-2016 см. по ссылке.
- Примечание изготовителя базы данных.
____________________________________________________________________

Дата введения 1973-01-01

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством черной металлургии СССР

А.П.Гуляев, д-р техн. наук (руководитель темы); Р.И.Колясникова (руководитель темы); И.Н.Голиков, д-р техн. наук; А.С.Каплан; Е.В.Кручинина

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 18.06.71 N 1148

3. ВЗАМЕН ГОСТ 1050-60 (в части марок 15Г, 20Г, 25Г, 30Г, 35Г, 40Г, 45Г, 50Г); ГОСТ 1051-59 (в части легированной стали, кроме качества поверхности и упаковки); ГОСТ 4543-61

4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ*

Обозначение НТД, на который дана ссылка

Номер пункта, подпункта

5. Ограничение срока действия снято по протоколу N 4-93 Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 4-94)

6. ИЗДАНИЕ (декабрь 2000 г.) с Изменениями N 1, 2, 3, 4, 5, утвержденными в марте 1977 г., июле 1982 г., феврале 1987 г., июне 1987 г., декабре 1989 г. (ИУС 5-77, 11-82, 5-87, 10-87, 3-90)

Переиздание (по состоянию на июль 2008 г.)

Настоящий стандарт распространяется на прокат горячекатаный и кованый диаметром или толщиной до 250 мм, калиброванный и со специальной отделкой поверхности из легированной конструкционной стали, применяемый в термически обработанном состоянии.

В части норм химического состава стандарт распространяется на все другие виды проката, слитки, поковки и штамповки.

(Измененная редакция, Изм. N 2, 5).

1. КЛАССИФИКАЦИЯ

1.1. В зависимости от химического состава и свойств конструкционная сталь делится на категории:

1. К особовысококачественной стали относят сталь электрошлакового переплава.

2. (Исключен, Изм. N 2).

1.2. В зависимости от основных легирующих элементов сталь делится на группы: хромистая, марганцовистая, хромомарганцовая, хромокремнистая, хромомолибденовая и хромомолибденованадиевая, хромованадиевая, никельмолибденовая, хромоникелевая и хромоникелевая с бором, хромокремнемарганцовая и хромокремнемарганцовоникелевая, хромомарганцовоникелевая и хромомарганцовоникелевая с титаном и бором, хромоникельмолибденовая, хромоникельмолибденованадиевая и хромоникельванадиевая, хромоалюминиевая и хромоалюминиевая с молибденом, хромомарганцовоникелевая с молибденом и титаном.

(Измененная редакция, Изм. N 4).

1.3. По видам обработки прокат делят на:

горячекатаный и кованый (в том числе с обточенной или ободранной поверхностью);

со специальной отделкой поверхности.

1.4. В зависимости от качества поверхности горячекатаный и кованый прокат изготовляют групп: 1, 2, 3.

Конструкционная легированная сталь 40Х

Сталь 40Х относится к конструкционным легированным сталям и применяется для изготовления следующих деталей:

  • 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.

Расшифровка стали 40Х

Число 40 указывает среднее содержание углерода в сотых долях процента, т.е. среднее содержание углерода в стали 40Х равно 0,4%.
Буква Х указывает среднее содержания хрома до 1,5%.

C, углерод Mn, марганец Si, кремний P, фосфор S, сера Cr, хром Ni, никель Cu, медь As, мышьяк
0,36-0,44 0,5-0,8 0,17-0,37 не более 0,25 не более 0,04 не более 0,035 не более 0,25 не более 0,25 не более 0,08
Марка стали Массовая доля элементов, %
C Si Mn Cr Ni Mo Al Ti V B
40Х 0,36-0,44 0,17-0,37 0,50-0,80 0,80-1,10
  1. В стали 40Х допускается массовая доля остаточных элементов, не более: вольфрама — 0,20 %, молибдена — 0,11 %, ванадия — 0,05 % и остаточного или преднамеренно введенного титана (за исключением стали марок,
    перечисленных в примечании 1 настоящей таблицы) — не более 0,03 %.
  2. Знак «-» означает, что массовую долю данного элемента не нормируют и не контролируют, если иное не указано в 7.1.2.3 ГОСТ 4543-2016.

Твердость по Бринелю ГОСТ 4543-2016

Твердость по Бринеллю металлопродукции в отожженном (ОТ) или высокоотпущенном
(ВО) состоянии, а также горячекатаной и кованой металлопродукции, нормализованной с последующим
высоким отпуском (Н+ВО), диаметром или толщиной свыше 5 мм должна соответствовать нормам,
указанным в таблице

Марка стали Твердость НВ, не более
40Х 217

Примечание: Согласно ГОСТ 4543-71 твердость калиброванного проката в отожженном или высокоотпущенном состоянии, а также горячекатаного проката в нормализованном с последующим высоким отпуском состоянии может быть на 15 единиц НВ больше.

Свариваемость

Трудносвариваемая.
Способы сварки:

  • РДС (ручная дуговая сварка), ЭШС (электрошлаковая сварка). Необходимы подогрев и последующая термообработка.
  • КТС (контактная сварка) — необходима последующая термообработка.

Применение стали 40Х для корпусов, крышек, фланцев, мембран и узла затвора, изготовленных из проката, поковок (штамповок) (ГОСТ 33260-2015)

Марка стали НД на поставку Температура рабочей среды (стенки), °С Дополнительные указания по применению
40Х
ГОСТ 4543
Поковки ГОСТ
8479.
Сортовой прокат
ГОСТ 4543
От -40 до 450 Для несварных узлов арматуры с
обязательным проведением
термообработки (закалка и высокий
отпуск) при температуре рабочей
среды (стенки) ниже минус 30°С до
минус 40°С

Применение стали 40Х для крепежных деталей арматуры (ГОСТ 33260-2015)

Допускается применять крепежные изделия из сталей марки 40Х при температурах ниже минус 40°С до минус 60°С, если при испытании на ударный изгиб образцов типа 11 по ГОСТ 9454 при рабочих отрицательных температурах ударная вязкость не будет ниже 300 кДж/м (3 кгс·м/см ) ни на одном из испытуемых образцов.

Применение стали для изготовления шпинделей и штоков (ГОСТ 33260-2015)

Марка стали НД на
поставку
Температура
рабочей
среды, °С
Дополнительные
указания по
применению
40Х
ГОСТ 4543
Сортовой
прокат ГОСТ
4543, ГОСТ 1051
От -40 до 450 Применяются после
улучшающей
термообработки (закалка
и высокий отпуск)

Применению стали 40Х для деталей арматуры и пневмоприводов, не работающих под давлением и не подлежащих сварке, предназначенных для эксплуатации в условиях низких температур

Марка стали Закалка + отпуск при
температуре, °С
Примерный уровень
прочности, Н/мм
(кгс/мм 2 )
Температура
применения не ниже,
°С
Использование в
толщине не более, мм
40Х 500 1000(100) -60 30

Стойкость стали 40Х против щелевой эрозии

Группа
стойкости
Балл Эрозионная
стойкость по
отношению к
стали 12X18H10T
Пониженной
стойкости
4 0,15-0,25

Применение стали 40Х для изготовления основных деталей арматуры атомных станций

Марка стали Вид полуфабриката
или изделия
Максимально
допустимая
температура
применения, °С
40Х
ГОСТ 4543
Поковки. Крепеж 500
  • Температура ковки, °С: начала 1250, конца 800. Сечения до 350 мм охлаждаются на воздухе.
  • Обрабатываемость резанием — Kv тв.спл = 1,2 и Kv б.ст = 0,95 в горячекатаном состоянии при HB 163-168 и σв = 610 МПа.
  • Флокеночувствительность — чувствительна.
  • Склонность к отпускной хрупкости — склонна.

Механические свойства стали 40Х по ГОСТ 4543-2516

Механические свойства металлопродукции, определяемые при температуре 20°С (-10/+15°С) на продольных термически обработанных образцах или образцах, изготовленных из термически обработанных заготовок, должны соответствовать нормам, указанным в таблице

Режим термической обработки Закалка Температура, °С 860
Среда охлаждения Масло
Отпуск Температура, °С 500
Среда охлаждения Вода или масло
Механические свойства, не менее Предел текучести σт, Н/мм 2 785
Временное сопротивление σв, Н/мм 2 980
Относительное удлинение δ5, % 10
Относительное сужение Ψ, % 45
Ударная вязкость KCU, Дж/см 2 59
Размер сечения заготовок для термической обработки (диаметр круга или сторона квадрата), мм 25

Механические свойства по ГОСТ 4543-71 при нормальной температуре

Предел текучести σт, Н/мм 2 (кгс/мм 2 ), не менее — 785(80);
Временное сопротивление σв, Н/мм 2 (кгс/мм 2 ), не менее — 980(100);
Относительное удлинение δ5, %, не менее — 10;
Относительное сужение Ψ, %, не менее- 45;
Ударная вязкость KCU, Дж/см 2 (кгс*м/см 2 ), не менее — 59(6);

Термообработка KCU, Дж/см 2 , при температуре, °С
+20 -20 -40 -70
Закалка с 850 °С в масле; отпуск при 650 °С 160 148 107 85
Закалка с 850 °С в масле; отпуск при 580 °С 91 82 54
ГОСТ Состояние поставки Сечение, мм КП σ0,2, МПа σв, МПа δ5, % Ψ, % KCU, Дж/см 2 Твердость HB, не более
не менее
ГОСТ 4543-71 Пруток. Закалка с 860 °С в масле, отпуск при 500 °С, охл. в воде или в масле 25 780 980 10 45 59
ГОСТ 8479-70 Поковка:
нормализация 500-800 245 245 470 15 30 34 143-179
300-500 275 275 530 15 32 29 156-197
закалка+отпуск 500-800 275 275 530 13 30 29 156-197
нормализация До 100 315 315 570 17 38 39 167-207
100-300 14 35 34
закалка+отпуск 300-500 315 315 570 12 30 29 167-207
500-800 11 30 29
нормализация До 100 345 345 590 18 45 59 174-217
100-300 345 17 40 54
закалка+отпуск 300-500 14 38 49
До 100 395 395 615 17 45 59 187-229
100-300 15 40 54
300-500 13 35 49
До 100 440 440 635 16 45 59 197-235
100-300 14 40 54
До 100 490 490 655 16 45 59 212-248
100-300 13 40 54

Механические свойства в зависимости от сечения

Сечение, мм σ0,2, МПа σв, МПа δ5, % Ψ, % KCU, Дж/см 2 Твердость НВ
101-200 490 655 15 45 59 212-248
201-300 440 635 14 40 54 197-235
301-500 345 590 14 38 49 174-217

Примечание: Закалка с 840-860 °С в масле; отпуск при 580-650 °С, охл. на воздухе.

tотп. °С σ0,2, МПа σв, МПа δ5, % Ψ, % KCU, Дж/см 2 Твердость HB
200 1560 1760 8 35 29 552
300 1390 1610 8 35 20 498
400 1180 1320 9 40 49 417
500 910 1150 11 49 69 326
600 720 860 14 60 147 265

Примечание: Закалка с 850 °С в воде.

Механические свойств при повышенных температурах

tисп. °С σ0,2, МПа σв, МПа δ5, % Ψ, % KCU, Дж/см 2
Закалка с 830 °С в масле; отпуск при 550 °С
200 700 880 15 42 118
300 680 870 17 58
400 610 690 18 68 98
500 430 490 21 80 78
Образец диаметром 10 мм, длиной 50 мм, кованый и отожженный; скорость деформирования 5 мм/мин; скорость деформации 0,002 1/с
700 140 175 33 78
800 54 98 59 98
900 41 69 65 100
1000 24 43 68 100
1100 11 26 68 100
1200 11 24 70 100

Термообработка ГОСТ 4543-71

Термообработка ГОСТ 4543-71 легированной стали 40Х


Примечание: Размер сечения заготовки для термической обработки
(диаметр круга или сторона квадрата), мм, не менее — 25.

Сталь 40ХН2МА конструкционная легированная

  • Цифра 40 перед буквенным обозначением указывает среднюю массовую долю углерода (С) в стали в сотых долях процента, т.е. среднее содержание углерода в стали 0,40%.
  • Буква Х указывает, что сталь легирована хромом, отсутствие цифры после буквы указывает, что содержание хрома в стали до 1,5%.
  • Буква Н указывает, что сталь легирована никелем, цифра 2 после буквы указывает, что содержание никеля в стали до 2%.
  • Буква М указывает, что сталь легирована молибденом, отсутствие цифры после буквы указывает, что содержание молибдена в стали до 1,5%.
  • Буква А в конце маркировки указывает, что сталь является высококачественной, т.е. сталь с повышенными требованиями к химическому составу и макроструктуре металлопродукции из нее по сравнению с качественной сталью.
  • сортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 4543-71, ГОСТ 2590-88, ГОСТ 2591-88, ГОСТ 2879-88, ГОСТ 10702-78.
  • Калиброванный пруток ГОСТ 7417-75, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78, ГОСТ 1051-73, ГОСТ 10702-78.
  • Шлифованный пруток и серебрянка ГОСТ 14955-77.
  • Поковка и кованая заготовка ГОСТ 1133-71, ГОСТ 8479-70.
  • Валки ОСТ 24.013.04-83, ОСТ 24.013.20-85.
  • Полоса ГОСТ 103-76.

Характеристики и применение

Сталь 40ХН2МА (старое обозначение 40ХНМА) является хромо-никель-молибденовой конструкционной легированной сталью. Сталь выплавляется в открытых электропечах и методом электрошлакового переплава. Обладает малой чувствительностью к отпускной хрупкости.

Сталь хорошо деформируется в горячем состоянии. Температурный интервал деформации 1180-800°C.

Данную сталь применяют для изготовления следующих деталей:

  • коленчатые валы,
  • клапаны,
  • шатуны,
  • крышки шатунов,
  • ответственные болты,
  • шестерни,
  • кулачковые муфты,
  • диски и другие тяжелонагруженные детали.
  • Валки для холодной прокатки металлов.

В нефтяной, нефтехимической и газовой промышленности сталь 40ХН2МА применяется для изготовления следующих деталей:

  • замков и переводников для бурильных труб и электробуров
  • осей блоков и кронблоков
  • стволов и траверс пластинчатых крюков
  • переводников вертлюг
  • шайб шарошечных коронок колонковых долот
  • шатунных болтов и т.д.
C Mn Si Cr Ni Мо P S Cu
не более
0,37-0,44 0,50-0,80 0,17-0,37 0,60-0,90 1,25-1,65 0,15-0,25 0,025 0,025 0,30
Массовая доля элементов, %
C Si Mn Cr Ni Mo Al Ti V В
0,37-0,44 0,17-0,37 0,50-0,80 0,60-0,90 1,25-1,65 0,15-0,25
  • Суммарная массовая доля молибдена и вольфрама, пересчитанного на молибден, из расчета: три весовые части вольфрама заменяют одну весовую часть молибдена, должна соответствовать указанному в настоящей таблице.
  • Знак «-» означает, что массовую долю данного элемента не нормируют и не контролируют, если иное не указано в 7.1.2.3 (ГОСТ 4543-2016).

Применение стали 40ХН2МА для корпусов, крышек, фланцев, мембран и узла затвора, изготовленных из проката, поковок (штамповок) (ГОСТ 33260-2015)

Марка
стали
НД на
поставку
Температура
рабочей
среды (стенки), °С
Дополнительные
указания по
применению
40ХН2МА
ГОСТ 4543
Сортовой прокат
ГОСТ 4543.
Поковки
ГОСТ 8479
От -50 до 450 Для несварных узлов арматуры
высокого давления. Предел
применения по отрицательной
температуре может быть расширен
до минус 60°С при обеспечении
ударной вязкости при рабочей
температуре:
KCU-60≥300 кДж/м 2
(3,0 кгс*м/см 2 ) или
KCU-60≥250 кДж/м 2
(2,5 кгс*м/см 2 )
Марка стали НД на
поставку
Температура
рабочей
среды, °С
Дополнительные
указания по
применению
40ХН2МА
ГОСТ 4543
Сортовой
прокат ГОСТ
4543, ГОСТ 1051
От -40 до 450 Применяется для
высоконагруженных
деталей после
улучшающей
термообработки (закалка
и высокий отпуск).
Предел применения
может быть расширен до
минус 60°C при
обеспечении ударной
вязкости при рабочей
температуре:
KCU≥300 кДж/м 2
(3,0 кгс*м/см 2 ) или
KCV≥250 кДж/м 2
(2,5 кгс*м/см 2 )
Марка
стали
Закалка + отпуск при
температуре, °С
Примерный
уровень
прочности, Н/мм
(кгс/мм 2 )
Температура
применения
не ниже,
°С
Использование в
толщине
не более, мм
40ХН2МА 580-600 1100(110) -80 70

Режимы термической обработки изделий из стали 40ХН2МА [1]

Предварительная термическая обработка: нормализация при 900±20°C и высокий отпуск при 670±15°C (HB dотп≥3,7 мм).

Окончательная термическая обработка: закалка с 850±10°C в масле, отпуск при 600-650°C, охлаждение в масле или воде (HB dотп = 3,65-3,35 мм) или отпуск при 500-600°C, охлаждение в масле или воде (HB dотп = 3,45-3,2 мм)

Прокаливаемость d до 50 мм.

Режимы азотирования стали 40Х2Н2МА [1]

Способ
азотирования
Режим
предварительной
термической
обработки
НВ
(dотп)
мм
Режим
азотирования
Глубина
слоя, мм
HV
азотированной
поверхности
кгc/мм 2
температура
°С
время,
час
степень
диссоциации
аммиака, %
Газовое Закалка с 850±10°С в масле,
отпуск при 570-670°С,
охлаждение в воде или масле
3,55-3,30 520 50-60 20-40 0,5-0,6 ≥500
510
+
550
25

Зависимость твердости закаленной стали 40Х2Н2МА от температуры отпуска [2]

Температура
отпуска, °C
Твердость НВ,
не более
Примечание
200 525 Закалка
с 850°C
в масле
300 475
400 420
500 350
600 275

Твердость HB (ГОСТ 4543-2016)

Механические свойства металлопродукции (ГОСТ 4543-2016)

Режим
термической
обработки
Механические
свойства,
не менее
Размер
сечения
заготовок
для термической
обработки
(диаметр круга
или сторона
квадрата), мм
Закалка Отпуск Предел
текучести
σт, Н/мм 2
Временное
сопротивление
σв, Н/мм 2
Относительное Ударная
вязкость
KCU, Дж/см 2
Температура, °С Среда
охлаждения
Температура, °С Среда
охлаждения
удлинение
δт,%
сужение
ψ, %
1-й закалки
или нормализации
2-й закалки
850 Масло 620 Вода или
масло
1)930 1080 12 50 78 25
2)835 980 12 55 98 25

ПРИМЕЧАНИЕ. Механические свойства металлопродукции, определяемые при температуре 20°С(-10/+15) на продольных термически обработанных образцах или образцах, изготовленных из термически обработанных заготовок.

toтп, °C σ0,2, МПа σв, МПа δ5, % ψ, % КСU, Дж/см2 Твердость НВ
200 1600 1750 10 50 59 525
300 1470 1600 10 50 49 475
400 1240 1370 12 52 59 420
500 1080 1180 15 59 88 350
600 860 960 20 62 147 275

ПРИМЕЧАНИЕ. Закалка с 850 °С в масле.

tисп, °C σ0,2, МПа σв, МПа δ5, % ψ, % КСU, Дж/см2
Закалка с 850 «С в масле; отпуск при 580 ’С
20 950 1070 16 58 78
250 830 1010 13 47 109
400 770 950 17 63 84
500 680 700 18 80 54
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
Сечение, мм Термообработка σ-1, МПа τ0,2, МПа
100 Закалка с 850 °С в масле; отпуск при 580 °С; σв = 880 МПа 447 274
400 Закалка с 850 °С в масле; отпуск при 610 °С;
σв = 790 МПа; σ0,2 = 880 МПа,
σв = 1080 МПа
392 235
519 (n = 10 6 )
Термообработка КСU, Дж/см2, при температуре, °С
+20 -40 -60
Закалка с 860 °С в масле; отпуск при 580 °С 103 93 59
Сечение, мм Место
вырезки
образца
σ0,2, МПа σв, МПа δ5, % ψ, % КСU, Дж/см2 Твердость НRCэ
Пруток. Закалка с 850 °С в масле; отпуск при 620 °С
40 Ц 880 1030 14 57 118 33
60 Ц 830 980 16 60 127 32
80 1/2R 730 880 17 61 127 29
100 1/2R 670 850 19 61 127 26
120 1/3R 630 830 20 62 127 25
Пруток. Закалка с 850 °С в масле; отпуск при 540-660 °С
До 16 Ц 1000 1200-1400 9 90
16-40 Ц 900 1100-1300 10 50
40-100 Ц 800 1000-1200 11 60
100-160 Ц 700 900-1100 12 60
160-250 Ц 650 850-1000 12 60

Критический диаметр d

Количество
мартенсита, %
Критическая
твердость, HRCэ
d, мм,
при закалке
в воде в масле
50 44-47 153 114
90 49-53 137-150 100-114

Коррозионная стойкость

ПРИМЕЧАНИЕ, σ 455 1/10000 = 686 МПа; σ 455 1/1000 = 137 МПа; σ 590 1/10000 = 13 МПа; σ 590 1/1000 = 29 МПа.

Читайте также: