Сталь 40ХН хромоникелевая конструкционная легированная

Сталь – сплав железа с примесью самых разных компонентов, посреди которых ключевым считается углерод, содержание которого меняется в диапазоне от 0,1 до 2,14%. Что очень важно сплав железа, который содержит в составе более 0,6% углерода, относится к классу высокоуглеродистых, что благоприятно отражается на их прочности, со своей стороны снижая эластичность. Сталь, в состав какой входят легирующие детали, и содержащая не менее 45% железа, считается легированной, и конкретно к таким типам сплава сталь 40ХН и относится.

Описание и история сплава

Наименование сплава расшифровывается как хромоникелевая конструкционная легированная сталь. За качество стали 40ХН отвечает ГОСТ 4543-71, который относит его к классу очень прочных сталей для использования в конструкционных целях (хромоникелевый стальной сплав с легирующими элементами). Другими словами для получения изделий, используемых при автомобилестроении и строительстве. Внедрение никеля в состав сплава — делает лучше критерий химической стойкости.

Этот факт первый раз был представлен общественности во Франции химиком Жозефом Луи Прустом в девятнадцатом веке. Он выдвинул теорию про то, что металлические метеориты почти что не поддаются процессу коррозии из-за входящего в их состав никеля.

Механичные свойства стали 40ХН

Через два десяти лет именно тогда, Майкл Фарадей первый раз изготовил сплав с соединениями железа и никеля, он выделялся большой стойкостью к процессу коррозии. Но получить сплав с усовершенствованными свойствами по упругости, противокорозийными качествами и прочностью к механическому действию получилось только после химического вывода ковкого никеля. По свойствам 40ХН имеет высокую стойкость к коррозийному процессу за счёт добавки в состав хрома, который также увеличивает свойства прочности стали.

Состав 40ХН

40 ХН – сталь, имеющая в составе эти элементы как углерод – в процентном соответствии от 0,36% до 0,44% (один из довольно значительных элементов), марганец от 0,5% и аж до 0,8%, вставки никеля по соотношению от 1% до 1,4%, порошок кремния от 0,17% до 0,37%, детали серы и фосфора – любой из них не превышает 0,035%, также соединения хрома от 0,45 до 0,75% и добавление 0,3% меди. Сталь 40ХН относится к очень качественным легированным сталям первым делом из-за содержания фосфора и серы менее 0,36% в процентном соответствии.

Состав стали 40ХН

Использование

Ключевой сферой использования стали 40ХН считается производство деталей для механизмов, используемых в условиях регулярной нагрузки, когда механизмы работают при высоких скоростях скольжения и высокой вибрации. Например, например: соединительные трубки и муфты для механизмов в нефтедобывающей промышленности, поршневые шатуны, оси, и валы. Зубчатые колеса, гидроцилиндровые штоки и тому аналогичные детали также делают из стали 40ХН, так как она обеспечивает большое качество конечного продукта.

И даже такие серьезные детали, как арматура для трубопроводов, роторные, коленчатые и редукторные валы, применяющиеся при авиастроении, детали двигателей охлаждения воздуха и исполинских деталей, работающих при температуре более 500 градусов по шкале Цельсия, делаются из данного материала.

Если по простому, то характерности стали 40ХН делают ее подходящей для изделий, одними из параметров которых обязаны быть крепость и вязкость материала.

Толщина у стенок изделия, состоящего из данного материала, не должна быть больше порог в 120 миллиметров.

Сварочный процесс

Сварочная деятельность с легированными сталями довольно трудна, в связи со спецификами, способными вызвать образования хрупких компонентов в околошовной зоне из-за закалки (другими словами сварка должна осуществляться по конкретной технологии). Как максимум проводить работы со сваркой лучше перед отпуском изделия при прогреве или перед отжигом, но только после сварки. Влияние температуры на сплав 40ХН состоит в закаливание сплава, сопровождающееся будущим отпуском изделия. После подобных действий свойства стали приобретают удвоенную выносливость к появлению трещин если сравнивать с состоянием до работ по сварке. Предел выносливости стали же увеличивается в 6 раз.

Для сварки компонентов, сделанных из этой стали, требуется сначала достичь твердости Н=2860-3020 МПа. В этом помогает термическая обработка стали 40ХН, с дальнейшим отпуском в температурах от 550 до 860 градусов по Цельсию. Дальше изделие подвергается повторному нагреву в электропечи при температуре от 350 до 400 градусов по Цельсию.

Стальной лист 40ХН

После выполняется сам процесс сварки в 2 слоя с обязательной зачисткой от шлака швов в режиме силы тока для сварка от 160 до 200 А. Очень важно чтобы ток был постоянным с обратной полярностью. Для сварки в большинстве случаев используются высокого качества электроды с маркировкой УОНИ 13/55 типа Э50А с диаметром в 4 миллиметра и катетом шва в 8 миллиметров.

Обработка и закалка

После работ по сварке готовая деталь охлаждается за счёт уменьшения температуры при отключении печи, при этом Находясь под чутким контролем. В результате подобных действий получившийся на изделии шов при рентгеновском облучении покажет отсутствие недостатков. Наличие поверхностных трещин исследуется зачисткой и шлифовкой швов с дальнейшим нанесением слоя кислоты.

Также качество сварочного соединения исследуется современными макрошлифами.

Сделанные с использованием аналогичной технологии изделия удачно проходят макроисследования при котором выявляются плотность сооружения наплавленного металла в зоне сварочного шва и ближайших к нему зон. Микроструктура здесь меняется от ферритно-перлитной до сербитообразной перлитной. Также образцы деталей из стали 40ХН проходят тестирование на твердость, смысл которой в том, чтобы доказать неизменность структуры стали в зоне шва после сварки.

Закалка изделий из этого материала происходит в процессе погружения в масло, впрочем детали больших габаритов порой закаливают в водной массе после этого, как можно быстрее, перемещаются в масло или подвержены действию невысокий отпуска. Не редкостью считается и процесс закаливания высокочастотными токами, после нагрева которыми выполняется отпуск. По завершению, такие действия увеличивают твердость поверхности изделия.

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