Сталь 40Х характеристики, твердость, применение

Среди всех различных материалов, используемых в машиностроительной и остальных областях, самое большое распространение обрела сталь. Она выпускается в разных вариантах выполнения, рабочие качества в большинстве случаев зависят от химического состава. Процесс легирования дает возможность придать материалу конкретные рабочие качества. Например, большая концентрация хрома приводит к повышению устойчивости к коррозии. Довольно обширное распространение обрела сталь 40Х. Она предоставлена легированной структурой, которая может держать несущественное влияние влаги и отдельных веществ на основе химии. Сталь 40Х, характеристики которой могут быть улучшены при проведении термообработки, имеет ряд особенных характеристик, о которых дальше побеседуем детальнее.

Расшифровка стали 40Х

На территории СНГ применяется стандарт ГОСТ 4543-2016, который дает возможность определить не только состав, но и разные рабочие качества материала.

Сталь 40Х ГОСТ определяет следующие вещества в составе:

1. Первая цифра 40 используется для определения важного элемента в составе, которым считается углерод. В основном, подавляющая часть состава приходится на железо, а углерод, концентрация которого составляет 0,44%, определяет главные характеристики эксплуатации.
2. Следующая буква Х указывает на то, что в составе есть легирующий компонент, предоставленный хромом. Отсутствие цифры после буквы указывает на то, что концентрация элемента составляет 1,1%. Как раньше было отмечено, хром увеличивает устойчивость к коррозии структуры. Впрочем, рассматриваемая марка стали 40Х не отличается высокими антикоррозионными качествами.
3. Анализируя 40Х ГОСТ напомним, что в состав входит очень большое количество никеля, кремния и марганца. Они формируют некоторые характеристики эксплуатации металла, однако они не отмечаются в маркировке.

Расшифровка дает возможность определить состав и главные рабочие качества материала. Необходимо учесть, что заграничные изготовители используют другие нормы при маркировке материалов, но состав у заменителей приблизительно похожий.

Состав стали

Как раньше было отмечено, состав стали 40Х устанавливается маркировкой. Впрочем, она не отображает весь состав. Сталь марки 40Х отличается следующими характерностями:

1. Критерий концентрации углерода в составе находится в границе от 0,36% до 0,44%. Напомним, что более точный критерий выдерживать изготовители не могут из-за причины трудности процесса получения металла.
2. Хром считается главным легирующим элементом, его в металле содержится 0,8-1,1%.
3. Процесс изготовления сплава определяет то, что в металл включается никель, кремний и марганец. Их концентрация не более 1%, однако даже небольшое кол-во приводит к изменению рабочих свойств.
4. В составе есть вредные детали, например, фосфор и сера. Их концентрация строго урегулирована.
5. Также в состав включается медь, но ее около 0,035%. Собственно поэтому концентрация данного компонента не изменяет главные характеристики эксплуатации.

Состав стали 40х по ГОСТ

Рафинирование структуры разными легирующими элементами проходит при использовании сильных раскислителей, после этого вводится шлак, обрабатываемый кремнием и углеродом.

Физические и механичные свойства

Анализируя механичные свойства стали 40Х необходимо учесть, что она обладает большой твердостью и прочностью, структура может держать значительную нагрузку и в результате эксплуатации не подвергаться разрушению. Сталь 40Х отличается следующими немаловажными достоинствами:

1. Очень высокая устойчивость к коррозии, которая достигается при включении в состав хрома.
2. Большие показатели прочности. Твердость меряется в самых разнообразных показателях, практически всегда используется HRC и HB. Критерий твердости отвечает значению 217 МПа.
3. При подборе более оптимального материала уделяют внимание и удельному весу. Плотность стали 40Х составляет 7820 кг/м 3 .

Свойства Ст 40х

Модуль упругости и предел текучести могут меняться в довольно обширном диапазоне, что зависит от температуры. Например, при существенном повышении температуры модуль упругости падает. Предел текучести определяет то, насколько используем сплав во время получения заготовок методом литья.

Есть и несколько серьёзных недостатков у сплава:

1. Отпускная хрупкость. После закалки структура становится очень чувствительной к ударной нагрузке. Уменьшить вероятность увеличения хрупкости можно при воплощении технологии термообработки.
2. Большая степень подверженности к появлению флокенов. Она свойственна неограниченному количеству самых разных сплавов.
3. Плохая свариваемость затрудняет производственный процесс всевозможных изделий. При вашем желании используют очень разные технологии сварки. Процесс значительно упрощается за счёт предварительного нагрева структуры. По мимо этого, структура трудна в резке при использовании оборудования для сварочных работ.
4. Флокеночувствительность – свойство, которое определяет большую вероятность возникновения внутренних трещин после отливки всевозможных изделий. Аналогичные изъяны часто появляются при горячей деформации легированной стали. Аналогичные изъяны становятся основой большой концентрации водорода во время термообработки. Уменьшить вероятность возникновения недостатков можно за счёт строгого выполнения режима температур.

В наши дни достаточно практически всегда используется метод вакуумизации сплава, благодаря чему уменьшается концентрация водорода. Собственно поэтому качество получившейся структуры намного увеличивается.

Область использования

По степени свариваемости структуры она относится к 4 группе. Шов сварки будет причиной образования самых разных трещин. Собственно поэтому материал 40Х перед выполнением работ по сварке заранее разогревается, что дает возможность избежать просто большого количества трудностей с эксплуатацией полученного изделия.

По мимо этого, требуется проводить подготовительную подготовку кромок к выполнению дуговой сварки. При использовании контактно-точечной технологии требуется термообработка.

Прочие свойства рассматриваемого материала формируют его большое применение. На площадки производственного типа поставляются заготовки следующего типа:

1. Листы. Листвой металл обрел большое распространение, например, при холодной или горячей штамповке. По мимо этого, листы металл применяются при обшивке каркасных систем.
2. Поковки применяются в качестве основы при разработке всевозможных изделий.
3. Трубы сегодня очень популярны, например, при разработке системы для отопления или для перевозки разной жидкости.
4. Металлургический прокат используется в машиностроительной области в качестве заготовки для разных деталей.

Круг ф 160 ст 40Х с обточкой

В результате проведения термообработки Сталь 40 может использоваться для получения насадок, разверток и корпусов метчиков. Аналог стали 40Х может применяться для получения самых разных ответственных конструкций, например, осей, валов, зубчатых колес, болтов или плунжеров. Аналоги заграничные могут применяться для изготовления деталей, которые будут использоваться на чистом воздухе при отрицательной температуре. Примером назовем детали мостов и ЖД конструкций.

Для важного увеличения рабочих свойств приобретаемых изделий проходит различная термообработка.

Закалка приводит к значительному повышению твердости поверхности, впрочем хрупкость уменьшить возможно лишь при отпуске. Достичь требуемых критериев возможно лишь при соблюдении свойств технологии.

Термообработка

В большинстве случаев термообработка дает возможность значительно повысить рабочие качества металла. Термообработка стали 40Х проходит учитывая специфики структуры. Советы по выполнению аналогичной процедуры такие:

1. Закалка стали 40Х проходит в масляной обстановке. Это дает возможность значительно повысить качество слоя поверхности структуры.
2. Проводимая закалка 40Х проходит с дальнейшим охлаждением заготовки. Для этого может использоваться обыкновенная воздушная или масляная среда. Масло дает возможность значительно повысить качество получаемого изделия, тогда как на воздухе охлаждение происходит при больших размерах. Использование среды воды может привести к возникновению окалины и прочих недостатков.
3. Непременно проводится отпуск, который дает возможность уменьшить внутренние напряжения. Отпуск проходит в масле или на воздухе.

Термическая обработка стали 40Х проходит в зависимости от нагрузок, на которые рассчитаны изделий. Расчет проходит в зависимости от трех критических точек. Закалка проходит при температуре 860 градусов по Цельсию. Критерий часового интервала составляет 4 часа. Отпуск на воздухе может проводиться при температуре 200 градусов по Цельсию, при использовании масляной ванны критерий увеличивается до 500 градусов по Цельсию. В большинстве случаев проходит нормализация стали 40Х.

При правильном проведении термообработки твердость после закалки будет примерно 217 HB. При этом внутренние напряжения значительно уменьшаются, благодаря чему значительно продлевается эксплуатационный срок получаемого изделия.

Свойства Ст 40х при очень высоких температурах

Напоследок напомним, что рассматриваемая сталь довольно трудна в изготовлении, благодаря чему значительно увеличивается отпускная цена. Собственно поэтому легированный сплав применяется во время изготовления ответственных изделий, которые должны владеть исключительной прочностью. Поверхность отличается достаточно большой стойкостью к действию влаги, однако при этом критерий не отвечает нержавейке. Связывают это с тем, что нержавеющая сталь имеет в составе хром с концентрацией около 18%. Включение иных элементов химии дает возможность сделать шире область использования сплавов.

Если вы нашли погрешность, пожалуйста, выдилите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.