Характеристика, расшифровка, свойства и применение

• Сталь 40х — характеристики
• Скачать ГОСТ 4543-2016
• Сталь 40х — расшифровка
• Роль элементов в составе стали 40Х
• Зачем нужна термическая обработка стали 40Х?
• Свариваемость стали
• Применение

Сталь 40х — характеристики

Сталь 40Х относится к группе конструкционных легированных хромистых сталей. Из этой стали делают детали машин, механизмов, которые работают в условиях высоких статических и динамических нагрузок. Прочный, твердый, износостойкий материал. По сравнению с углеродистыми сталями этого же класса обладает улучшенной прокаливаемостью.

Механические свойства стали 40Х зависят от размера изделия, способа изготовления и состояния поставки. Для горячекатаной и кованой металлопродукции в нормализованном, отожженном или улучшенном состоянии показатели могут различаться. Чтобы рассмотреть механические свойства тали 40Х, возьмем за ориентир изделие после закалки и высокого отпуска:

• временное сопротивление разрыву — около 880–1080 МПа;
• предел текучести — до 785 МПа;
• относительное удлинение — порядка 10–14%;
• относительное сужение — около 45%;
• ударную вязкость — до 49–59 Дж/см²;
• твердость — ориентировочно 22–32 HRC (зависит от режима обработки).

Напомним, что эти значения не универсальны для всех видов проката. Точные нормативы нужно смотреть в табличке ГОСТ 4543-2016, который вы можете скачать ниже.

Скачать ГОСТ 4543-2016

Сталь 40х — расшифровка

Состав стали, а также требования к изготавливаемой из нее продукции, регламентирует ГОСТ 4543-2016 «Металлопродукция из конструкционной легированной стали. Общие технические условия». Этот стандарт применим к горячекатаному, кованому прокату и калибровке.

Обозначение марки читается так:

• 40 — среднее содержание углерода около 0,40%;
• Х — наличие хрома в качестве основного легирующего элемента;
• отсутствие цифры после буквы «Х» означает, что содержание хрома составляет примерно 1%.

Выходит, что 40Х — это среднеуглеродистая конструкционная легированная хромистая сталь. Полный химический состав стали выглядит следующим образом:

Роль элементов в составе стали 40Х

Углерод повышает прочность и твердость стали, однако при его увеличении снижаются пластичность и свариваемость. Хром повышает прокаливаемость, износостойкость и устойчивость материала к отпуску. Марганец улучшает прочность и способствует более равномерному упрочнению сечения. Кремний повышает упругие свойства и прочность.

Отметим, что сталь 40Х хоть и содержит хром как основной легирующих элемент, не является нержавейкой. Здесь недостаточно хрома для формирования коррозионностойкого пассивного слоя. Поэтому сталь требует дополнительной защиты от коррозии.

Сера и фосфор могут охрупчивать сталь, поэтому здесь мы видим ограничение до 0,035%. Никель и медь присутствуют преимущественно как остаточные элементы, если иное не предусмотрено требованиями к конкретной металлопродукции.

Зачем нужна термическая обработка стали 40Х?

Основной способ получения требуемых характеристик — закалка с последующим отпуском. Закалка повышает твердость и прочность за счет формирования мартенситной структуры, а отпуск снижает внутренние напряжения и повышает вязкость

Для изготовления ответственных деталей чаще применяют улучшение — закалку и высокий отпуск. Такой режим позволяет получить сбалансированное сочетание прочности, сопротивления удару и пластичности.

Температуру нагрева, выдержку и охлаждающую среду выбирают с учетом размера детали и требуемых свойств. Неправильно назначенная термообработка может привести к короблению, появлению трещин или недостаточной прокаливаемости.

Свариваемость стали

Сталь 40Х относится к группе ограниченно свариваемых сталей. Так как в стали достаточно много хрома и углерода, то есть риск образования закалочных структур и холодных трещин в области нагрева. Чтобы избежать дефектов при сварке обычно проводят:

• предварительный и сопутствующий подогрев;
• использование низководородных сварочных материалов;
• контролируемое охлаждение;
• последующий отпуск или другую термическую обработку;
• механическую обработку и контроль сварного соединения.

Режим сварки определяют под конкретную толщину изделия и требования к конструкции.

Применение

Сталь 40Х служит материалом для изготовления нагружаемых деталей и элементов конструкций. Как правило, это изделия, работающие на износ. К ним можно отнести оси, валы, шестерни, зубчатые колеса, шпиндели, втулки, ответственный крепеж, рычаги, кулачки, детали сельхоз машин. Один из самых ходовых продуктов из данного материала — круг сталь 40Х.