Сталь х характеристики применение

Обновлено: 01.05.2024

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%.

Химический состав, % (ГОСТ 4543-71)

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

Химический состав, % (ГОСТ 4543-2016)

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

Технологические свойства

• Температура ковки, °С: начала 1250, конца 800. Сечения до 350 мм охлаждаются на воздухе.
• Обрабатываемость резанием — K_{v тв.спл} = 1,2 и K_{v б.ст} = 0,95 в горячекатаном состоянии при HB 163-168 и σ_в = 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 σ_т, Н/мм 2 (кгс/мм 2 ), не менее — 785(80);
Временное сопротивление σ_в, 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);

Ударная вязкость KCU

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

Механические свойства

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.

Механические свойства в зависимости от температуры отпуска

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

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

Сталь инструментальная легированная Х

На данной страничке приведены технические, механические и остальные свойства, а также характеристики стали марки Х.

Х - классификация и применение марки

Классификация материала: Сталь инструментальная легированная

Применение: для зубил, применяемых при насечке напильников- очень твердых кулачков эксцентриков и пальцев- гладких цилиндрических калибров и калиберных колец- токарных, строгальных и долбежных резцов в лекальных и ремонтных мастерских

Х - химический состав материала в процентном соотношении

Х - зарубежные аналоги

Внимание! Вся приведённая информация о Х носит ознакомительный характер. Все интересующие Вас характеристики необходимо уточнять у специалистов.

12Х1 (другое обозначение 120Х ЭП430) для измерительного инструмента (плиток, калибров, шаблонов)

05Х12Н6Д2МФСГТ (другое обозначение ДИ80) для инструмента формообразующих деталей пресс-форм формования резинотехнических и пластмассовых изделий

11Х4В2МФ3С2 (другое обозначение ДИ37) для вырубных штампов, пуасонов и матриц холодновысадочных автоматов, пуасонов и выталкивателей для холодного выдавливания, эксплуатируемых с удельными давлениями до 2000 МПа в условиях повышенного изнашивания и нагрева рабочих поверхностей до 400 град.С- шлице- и резьбонакатного инструмента

13Х для бритвенных ножей и лезвий, острого хирургического инструмента, шаберов, гравировального инструмента

11ХФ (другое обозначение 11Х ИХ) для метчиков и другого режущего инструмента диаметром до 30 мм, закаливаемого с охлаждением в горячих средах

3Х2МНФ крупные молотовые штампы- штампы-контейнеры- кольца-бандажи- крупные внутренние втулки

4ХМНФС для молотовых штампов, бандажей и матриц

4ХС для зубил, обжимок, ножниц при холодной и горячей резке металла- штампов горячей вытяжки

5ХВ2СФ ножи для холодной резки металла, резьбонакатные плашки, пуансоны и обжимные матрицы при холодной работе-деревообделочные инструменты при длительной работе

5ХНВ для молотовых штампов паровоздушных и пневматических молотов с массой падающих частей до 3 тонн

6Х3МФС (другое обозначение ЭП788) для пуассонов, работающих с повышенными динамическими нагрузками- для холодновысадочных штампов, штемпелей, клейм- чеканочных штампов и некоторых слесарно-монтажных инструментов

5ХНВС для молотовых штампов паровоздушных и пневматических молотов с массой падающих частей до 3 тонн

6Х4М2ФС (другое обозначение ДИ55) для вырубного и высадочного инструмента (штампов, пуасонов, пневматических зубил и др.), накатного инструмента

6Х6В3МФС (другое обозначение 55Х6В3СМФ ЭП569) для резьбонакатных роликов, зубонакатников,обрезных матриц и др. инструментов, приедназначенных для холодной пластической деформации металлов повышенной твердости- ножей труборазрубочных машин, ножей гильотинных ножниц для резки высокопрочных сталей и сплавов- рубильных ножей, применяемых в деревообрабатывающей промышленнности- шарошек для разрушения горных пород и других аналогичных инструментов

7ХФ для изготовления деревообрабатывающих инструментов

8Х4В2МФС2 (другое обозначение ЭП761) для матриц и пуасонов штампов холодного объемного деформирования, испытывающих в процессе эксплуатации давление до 2300 МПа, резьбонакатных роликов

8Х6НФТ (другое обозначение 85Х6НФТ) для ножей, применяемых для фрезерования древесины, строгальных пил и других деревообрабатывающих инструментов

8ХФ для штемпелей при холодной работе- ножей при холодной резке металла, обрезных матриц и пуассонов при холодной обрезке заусенцев- кернеров

9Г2Ф для режущего и штамповочного инструмента

9Х1 рабочие и опорные валки для холодной прокатки металлов. Рабочие валки рельсобалочных, крупносортных и проволочных обжимных и сортовых станов для горячей прокатки металлов, подвергающиеся интенсивному износу и работающие в условиях минимальных или умеренных ударных нагрузок. Опорные составные валки листовых станов для горячей прокатки металла. Клейма, пробойники, холодновысадочные штампы, деревообрабатывающий инструмент и другие детали.

9Х5ВФ для ножей, применяемых для фрезерования древесины, строгальных пил и других деревообрабатывающих инструментов

9ХВГ резьбовые калибры, лекала сложной формы, сложные весьма точные штампы для холодных работ, которые при закалке не должны подвергаться значительным объемным изменениям и короблению.

9ХС сверла, развертки, метчики, плашки, гребенки, фрезы, машинные штампели, клейма для холодных работ. Ответственные детали, материал которых должен обладать повышенной износостойкостью, усталостной прочностью при изгибе, кручении, контактном нагружении, а также упругими свойствами.

9ХФ для рамных, ленточных, круглых строгальных пил- штемпелей при холодной работе- ножей при холодной резке металла, обрезных матриц и пуасонов при холодной обрезке заусенцев- кернеров

9ХФМ дисковые и рамные деревообрабатывающие пилы

В2Ф для ленточных пил по металлу и ножовочных полотен

ХВ4 для прошивных пуассонов,инструментов для чистового резания твердых материалов с небольшой скоростью и граверных работ

ХВ4Ф резцы и фрезы при обработке с небольшой скоростью резания твердых металлов (валки с закаленной поверхностью), гравировальные резцы при очень напряженной работе, прошивные пуансоны и т. д.

ХВСГ для изготовления инструментов, предназначенных для ручной работы- холодновысадочных матриц и пуассонов- технологической оснастки- деревообрабатывающих инструментов- ножей для бумажной промышленности

ХВСГФ для круглых плашек, разверток и другого режущего инструмента

ХГС для валков холодной прокатки, холодновысадочных матриц и пуасонов, вырубных штампов небольших размеров (диаметром или толщиной до 70 мм)

ХВГ измерительный и режущий инструмент, для которого повышенное коробление при закалке недопустимо, резьбовые калибры, протяжки, длинные метчики, длинные развертки и другой вид специального инструмента, холодновысадочные матрицы и пуансоны, технологическая оснастка.

Сталь марки 40Х

Расшифровка марки стали 40Х: эта марка означает, что в стали содержится 0,40% углерода и менее 1,5% хрома.

Преимущества термообработки изделий из стали 40Х в кипящем слое по сравнению с традиционными способами: был исследован нагрев под закалку высокопрочных болтов из сталей 40Х и 38ХС. Из опытов следует, что при горизонтальном положении болта М24 в кипящем слое частиц корунда диаметром 0,32 мм, отапливаемом природным газом, медленнее всего температура повышается на оси болта в месте стыка его тела и головки. Скорость нагрева в этой точке почти вдвое меньше, чем на поверхности в середине болта, так что во избежание перегрева температура кипящего слоя не должна заметно превышать конечную температуру нагрева. В слое с температурой 900° С болт прогревается до 860° С примерно за 3 мин (термопара зачеканена на оси под головкой), в то время как в применяемых в настоящее время электропечах К-160 нагрев до 860° С длится, по нашим экспериментальным данным, 40 мин. За это время в электропечах образуется значительный слой отслаивающейся окалины, в то время как при нагреве в кипящем слое с двухступенчатым сжиганием поверхность получается чистой. Эксперименты показали, что для аустенизации достаточна выдержка болтов из обеих сталей при температуре слоя 860-870° С в течение 10-15 мин. Поскольку скорость охлаждения этих изделий в кипящем слое оказалась недостаточной, закалку осуществляли в масле. Отпущенные после закалки (410° С, 80 мин) болты отличались высокими показателями прочности при достаточной пластичности:

Сталь 40Х: σ_в=147-150 кгс/мм 2 , а_н=3,84-3,27 кгс_*м/см 2 , HB 345-360

(ударную вязкость а_н определяли на образцах, предел прочности σ_в на целых болтах).

Краткие обозначения:
σв	- временное сопротивление разрыву (предел прочности при растяжении), МПа	ε	- относительная осадка при появлении первой трещины, %
σ0,05	- предел упругости, МПа	Jк	- предел прочности при кручении, максимальное касательное напряжение, МПа
σ0,2	- предел текучести условный, МПа	σизг	- предел прочности при изгибе, МПа
δ5,δ4,δ10	- относительное удлинение после разрыва, %	σ-1	- предел выносливости при испытании на изгиб с симметричным циклом нагружения, МПа
σсж0,05 и σсж	- предел текучести при сжатии, МПа	J-1	- предел выносливости при испытание на кручение с симметричным циклом нагружения, МПа
ν	- относительный сдвиг, %	n	- количество циклов нагружения
s в	- предел кратковременной прочности, МПа	R и ρ	- удельное электросопротивление, Ом·м
ψ	- относительное сужение, %	E	- модуль упругости нормальный, ГПа
KCU и KCV	- ударная вязкость, определенная на образце с концентраторами соответственно вида U и V, Дж/см 2	T	- температура, при которой получены свойства, Град
s T	- предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), МПа	l и λ	- коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала), Вт/(м·°С)
HB	- твердость по Бринеллю	C	- удельная теплоемкость материала (диапазон 20 o - T ), [Дж/(кг·град)]
HV	- твердость по Виккерсу	pn и r	- плотность кг/м 3
HRCэ	- твердость по Роквеллу, шкала С	а	- коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20 o - T ), 1/°С
HRB	- твердость по Роквеллу, шкала В	σ t Т	- предел длительной прочности, МПа
HSD	- твердость по Шору	G	- модуль упругости при сдвиге кручением, ГПа

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Сталь 40Х

Среди всех различных материалов, которые применяются в машиностроительной и других областях, наибольшее распространение получила сталь. Она выпускается в самых различных вариантах исполнения, эксплуатационные качества во многом зависят от химического состава. Процесс легирования позволяет придать материалу определенные эксплуатационные качества. К примеру, высокая концентрация хрома приводит к повышению коррозионной стойкости. Довольно большое распространение получила сталь 40Х. Она представлена легированной структурой, которая может выдерживать несущественное воздействие влаги и некоторых химических веществ. Сталь 40Х, характеристики которой могут быть улучшены при проведении термической обработки, имеет ряд особенностей, о которых далее поговорим подробнее.

Расшифровка стали 40Х

На территории СНГ применяется стандарт ГОСТ 4543-2016, который позволяет определить не только химический состав, но и различные эксплуатационные качества материала.

Сталь 40Х ГОСТ определяет следующие вещества в составе:

1. Первая цифра 40 применяется для обозначения основного элемента в составе, которым является углерод. Как правило, большая часть состава приходится на железо, а углерод, концентрация которого составляет 0,44%, определяет основные эксплуатационные характеристики.
2. Следующая буква Х указывает на то, что в составе есть легирующий элемент, представленный хромом. Отсутствие цифры после буквы указывает на то, что концентрация элемента составляет 1,1%. Как ранее было отмечено, хром повышает коррозионную стойкость структуры. Однако, рассматриваемая марка стали 40Х не характеризуется высокими антикоррозионными качествами.
3. Рассматривая 40Х ГОСТ отметим, что в состав входит довольно большое количество никеля, кремния и марганца. Они определяют некоторые эксплуатационные характеристики металла, но они не отмечаются в маркировке.

Расшифровка позволяет определить химический состав и основные эксплуатационные качества материала. Стоит учитывать, что зарубежные производители применяют иные стандарты при маркировке материалов, но химический состав у аналогов примерно схожий.

Химический состав стали

Как ранее было отмечено, химический состав стали 40Х определяется маркировкой. Однако, она не отображает весь состав. Сталь марки 40Х характеризуется следующими особенностями:

Химический состав стали 40х по ГОСТ

Рафинирование структуры различными легирующими элементами проводится при применении сильных раскислителей, после чего вводится шлак, обрабатываемый кремнием и углеродом.

Физические и механические свойства

Рассматривая механические свойства стали 40Х следует учитывать, что она обладает высокой твердостью и прочностью, структура может выдерживать существенную нагрузку и во время эксплуатации не подвергаться разрушению. Сталь 40Х характеризуется следующими положительными качествами:

1. Достаточно высокая коррозионная стойкость, которая достигается при включении в состав хрома.
2. Высокие прочностные показатели. Твердость измеряется в различных показателях, часто применяется HRC и HB. Показатель твердости соответствует значению 217 МПа.
3. При выборе более подходящего материала уделяется внимание и удельному весу. Плотность стали 40Х составляет 7820 кг/м 3 .

Свойства Ст 40х

Модуль упругости и предел текучести могут варьироваться в достаточно большом диапазоне, что зависит от температуры. К примеру, при существенном повышении температуры модуль упругости падает. Предел текучести определяет то, насколько применим сплав при получении заготовок методом литья.

Есть и несколько существенных недостатков у сплава:

1. Отпускная хрупкость. После закалки структура становится весьма восприимчивой к ударной нагрузке. Снизить вероятность повышения хрупкости можно при соблюдении технологии термической обработки.
2. Высокая степень склонности к образованию флокенов. Она свойственна довольно большому количеству различных сплавов.
3. Плохая свариваемость усложняет процесс изготовления различных изделий. При желании могут применяться самые различные технологии сварки. Процесс существенно упрощается за счет предварительного нагрева структуры. Кроме этого, структура сложна в резке при применении сварочного оборудования.
4. Флокеночувствительность – свойство, которое определяет высокую вероятность появления внутренних трещин после отливки различных изделий. Подобные дефекты часто возникают при горячей деформации легированной стали. Подобные дефекты становятся причиной высокой концентрации водорода во время термической обработки. Снизить вероятность появления дефектов можно за счет строгого соблюдения температурного режима.

В последнее время достаточно часто применяется метод вакуумизации сплава, за счет чего снижается концентрация водорода. Именно поэтому качество полученной структуры существенно увеличивается.

Область применения

По степени свариваемости структуры она относится к 4 группе. Сварочный шов может стать причиной образования различных трещин. Именно поэтому материал 40Х перед выполнением сварочных работ предварительно разогревается, что позволяет избежать просто огромного количества проблем с эксплуатацией полученного изделия.

Кроме этого, требуется проводить предварительную подготовку кромок к выполнению дуговой сварки. При применении контактно-точечной технологии требуется термическая обработка.

Другие свойства рассматриваемого материала определяют его широкое применение. На производственные площадки поставляются заготовки следующего типа:

1. Листы. Листвой металл получил широкое распространение, к примеру, при холодной или горячей штамповке. Кроме этого, листы металл используются при обшивке каркасных конструкций.
2. Поковки используются в качестве основы при создании различных изделий.
3. Трубы сегодня весьма распространены, к примеру, при создании отопительной системы или для транспортировки различной жидкости.
4. Металлопрокат применяется в машиностроительной области в качестве заготовки для различных деталей.

Круг ф 160 ст 40Х с обточкой

После проведения термической обработки Сталь 40 может применяться для получения насадок, разверток и корпусов метчиков. Аналог стали 40Х может использоваться для получения различных ответственных конструкций, к примеру, осей, валов, зубчатых колес, болтов или плунжеров. Аналоги зарубежные могут использоваться для изготовления деталей, которые будут эксплуатироваться на открытом воздухе при низкой температуре. Примером назовем элементы мостов и железнодорожных конструкций.

Для существенного увеличения эксплуатационных характеристик получаемых изделий проводится различная термическая обработка.

Закалка приводит к существенному повышению твердости поверхности, однако хрупкость снизить можно только при отпуске. Достигнуть требуемых показателей можно только при соблюдении особенностей технологии.

Термическая обработка

Во многих случаях термическая обработка позволяет существенно повысить эксплуатационные качества металла. Термическая обработка стали 40Х проводится с учетом особенностей структуры. Рекомендации по выполнению подобной процедуры следующие:

1. Закалка стали 40Х проводится в масляной среде. Это позволяет существенно повысить качество поверхностного слоя структуры.
2. Проводимая закалка 40Х проводится с последующим охлаждением заготовки. Для этого может применяться обычная воздушная или масляная среда. Масло позволяет существенно повысить качество получаемого изделия, в то время как на воздухе охлаждение происходит при больших размерах. Применение водной среды может привести к появлению окалины и других дефектов.
3. Обязательно проводится отпуск, который позволяет снизить внутренние напряжения. Отпуск проводится в масле или на воздухе.

Термообработка стали 40Х проводится в зависимости от нагрузок, на которые рассчитаны изделий. Расчет проводится в зависимости от трех критических точек. Закалка проводится при температуре 860 градусов Цельсия. Показатель часового интервала составляет 4 часа. Отпуск на воздухе может проводиться при температуре 200 градусов Цельсия, при применении масляной ванны показатель повышается до 500 градусов Цельсия. В некоторых случаях проводится нормализация стали 40Х.

При правильном проведении термической обработки твердость после закалки составляет около 217 HB. При этом внутренние напряжения существенно снижаются, за счет чего существенно продлевается срок эксплуатации получаемого изделия.

Свойства Ст 40х при повышенных температурах

В заключение отметим, что рассматриваемая сталь довольно сложна в изготовлении, за счет чего существенно повышается себестоимость. Именно поэтому легированный сплав применяется при изготовлении ответственных изделий, которые должны обладать исключительной прочностью. Поверхность характеризуется достаточно высокой устойчивостью к воздействию влаги, но при этом показатель не соответствует нержавейке. Это связано с тем, что нержавейка имеет в составе хром с концентрацией около 18%. Включение других химических элементов позволяет расширить область применения сплавов.

Сталь Х6ВФ инструментальная штамповая

Сталь Х6ВФ является полутеплостойкой сталью и применяется для изготовления инструментов с высокой механической прочностью и износостойкостью, а также для изготовления режущего инструмента, обладающего теплостойкостью не более 400°С, например:

• резьбокатаный инструмент (ролики и плашки),
• штампы вырубные, отрезные, дыропробивные
• ручные ножовочные полотна,
• бритвы,
• матрицы,
• пуансоны,
• зубонакатники и другие инструменты,
• предназначенные для холодной деформации,
• для дереворежущего фрезерного инструмента.

Температура критических точек, °C [2]

Химический состав (ГОСТ 5950-2000)

Марка стали	Массовая дата элемента. %
	углерода	кремния	марганца	хрома	вольфрама	ванадия	молибдена	никеля
Группа I
Х6ВФ	1,05-1,15	0,10-0,40	0,15-0,45	5,50-6,50	1,10-1,50	0,50-0,80	—	—

ПРИМЕЧАНИЕ:
Группа I — означает, что металлопродукция предназначена для изготовления инструмента, используемого в основном для обработки металлов и других материалов в холодном состоянии;

Предварительная термическая обработка [3]

Отжиг с непрерывным охлаждением рекомендуется производить в шахтных и камерных печах. Продолжительность выдержки после прогрева всей садки до температуры отжига 2-3 ч.

Изотермический отжиг целесообразен для печен непрерывного действия (конвейерных, толкательных). В этом случае время нагрева до заданной температуры рассчитывают в зависимости от толщины нагреваемого слоя заготовок и допустимого удельного времени нагрева — 2 мин/мм. Продолжительность выдержки при темйературе отжига 1-2 ч (после прогрева всей садки до заданной температуры). Изотермическая выдержка при охлаждении 4-6 ч.

Рекомендуемые режимы закалки [3]

Вариант	Температура нагрева, °С			Способ закалки
	I подогрев	II подогрев	Окончательный нагрев
I	300-400	800-850	990-1010	С непрерывным охлаждением
II				Ступенчатая
Вариант	Охлаждение			Охлаждение до 20°С	HRC
	Среда	Температура, °С	Выдержка
I	Масло	20-60	До температуры масла	—	62-64
II	Расплав селитры, щелочи	400-450	Выдержка в расплаве равна выдержке при нагреве под закалку	На воздухе	62-64

ПРИМЕЧАНИЕ. Продолжительность выдержки при нагреве под закалку рекомендуется рассчитывать по методике ВНИИ [9]

Рекомендуемые режимы отпуска [3]

ПРИМЕЧАНИЕ. По I и II вариантам отпуск однократный

Твердость стали после термообработки (ГОСТ 5950-73) [1, 2]

Твердость в состоянии поставки металлопродукции из стали Х6ВФ, предназначенной для холодной механической обработки (ГОСТ 5950-2000)

Твердость HB, не более	Диаметр отпечатка, мм, не менее
241	3,9

Твердость после закалки (ГОСТ 5950-2000)

Марка стали	Температура, °C, и среда закалки образцов	Твердость HRCэ (HRC), не менее
Х6ВФ	980-1000, масло	62 (61)

Твердость [3]

Без отжига		После отжига		После закалки
dотп,мм	НВ	dотп,мм	НВ	Температура закалки, °C, и охлаждающая среда	HRC
2,60- 2,55	555-578	4,3-3,9	189-229	1000, масло	≥61

Фазовый состав, % по массе [3]

Ударная вязкость и твердость в зависимости от температуры отпуска

Твердость стали в зависимости от температуры испытания [5]

tисп, °C	Твердость HRCэ
100	64
200	64
300	61
400	59
500	56

ПРИМЕЧАНИЕ. Закалка с 1000 °C, отпуск при 180 °C.

Теплостойкость [1]

Температура, °C	Время, ч	Твердость HRCэ
150-170	1	63
480-500	1	59

ПРИМЕЧАНИЕ. Шлифуемость — удовлетворительная при HRC_э 57-59; пониженная — при HRC_э 59-61; низкая — при HRC_э 63-65 [6].

Читайте также:

  
• Сгоны стальные с муфтой и контргайкой
  
• Вес стального диска r13
  
• Материал лезвия углеродистая сталь
  
• Образование трещин при термической обработке стальных изделий
  
• Сталь а 12 описание