Сталь марки 40ХН
| Марка: 40ХН (заменители: 45ХН, 50ХН, 38ХГН, 40Х, 35ХГФ, 40ХНР, 40ХНМ, 30ХГВТ) Класс: Сталь конструкционная легированная Вид поставки: сортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 4543-71, ГОСТ 2590-2006, ГОСТ 2591-2006, ГОСТ 2879-2006, 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 103-2006. Поковки и кованные заготовки: ГОСТ 4543-71, ГОСТ 1133-71, ГОСТ 8479-70. Валки ОСТ 24 013.21-85. Трубы ОСТ 14-21-77. Использование в промышленности: оси, валы, шатуны, зубчатые колеса, валы экскаваторов, муфты, валы-шестерни, шпиндели, болты, рычаги, штоки, цилиндры и другие ответственные нагруженные детали, подвергающиеся вибрационным и динами ческим нагрузкам, к которым предъявляются требования повышенной прочности и вязкости. Валки рельсобалочных и крупносортных станов для горячей прокатки металла. |
| Химический состав в % стали 40ХН | ||
| C | 0,36 - 0,44 | |
| Si | 0,17 - 0,37 | |
| Mn | 0,5 - 0,8 | |
| Ni | 1 - 1,4 | |
| S | до 0,035 | |
| P | до 0,035 | |
| Cr | 0,45 - 0,75 | |
| Cu | до 0,3 | |
| Fe | ~96 | |
| Зарубежные аналоги марки стали 40ХН | |
| США | 3135, 3140H, G31400 |
| Германия | 1.5710, 1.5711, 36NiCr6, 40NiCr6 |
| Япония | SNC236 |
| Франция | 35NC6 |
| Англия | 640M40 |
| Китай | 40CrNi |
| Швеция | 2530 |
| Болгария | 40ChN |
| Румыния | 40CrNi12, 40CrNi12q |
| Чехия | 16240 |
| Австралия | 3140, 3140H |
| Дополнительная информация и свойства |
| Удельный вес: 7820 кг/м3 Термообработка: Закалка и отпуск Температура ковки, °С: начала 1250, конца 830. Сечения до 50 мм охлаждаются на воздухе, от 51-200 мм охлаждение в мульде, с 201-300 мм с печью. Твердость материала: HB 10 -1 = 207 МПа Температура критических точек: Ac1 = 735 , Ac3(Acm) = 768 , Ar3(Arcm) = 700 , Ar1 = 660 , Mn = 305 Обрабатываемость резанием: в горячекатанном состоянии при HB 166-170 и σв=690 МПа, К υ тв. спл=1,0 и Кυ б.ст=0,9 Свариваемость материала: трудносвариваемая. РДС, АДС под флюсом, ЭШС. Необходимы подогрев и последующая термообработка. Флокеночувствительность: повышенно чувствительна. Склонность к отпускной хрупкости: склонна. |
| Механические свойства стали 40ХН | |||||||||
| ГОСТ | Состояние поставки, режим термообработки | Сечение, мм | КП | σ0,2 (МПа) | σв(МПа) | δ5 (%) | ψ % | KCU (кДж / м2) | НВ, не более |
| ГОСТ 4543-71 | Пруток. Закалка 820 °С, вода или масло. Отпуск 500 °С, вода или масло. | 25 | - | 785 | 980 | 11 | 45 | 69 | - |
| ГОСТ 8479-70 | Поковки. Нормализация | 100-300 300-500 500-800 | 315 | 315 | 570 | 14 12 11 | 35 30 30 | 34 29 29 | 167-207 167-207 167-207 |
| Поковки. Закалка. Отпуск. | 300-500 | 345 | 345 | 590 | 14 | 38 | 49 | 174-217 | |
| До 100 100-300 300-500 500-800 | 395 | 395 | 615 | 17 15 13 11 | 45 40 35 30 | 59 54 49 39 | 187-229 | ||
| До 100 100-300 300-500 500-800 | 440 | 440 | 635 | 16 14 13 11 | 45 40 35 30 | 59 54 49 39 | 197-235 | ||
| До 100 100-300 | 490 | 490 | 655 | 16 13 | 45 40 | 59 49 | 212-248 | ||
| До 100 100-300 | 540 | 540 | 685 | 15 13 | 45 40 | 59 49 | 223-262 | ||
| До 100 100-300 | 590 | 590 | 735 | 14 13 | 45 40 | 59 49 | 235-277 | ||
| Механические свойства стали 40ХН в зависимости от сечения | |||||
| Сечение, мм | σ0,2 (МПа) | σв(МПа) | δ4 (%) | ψ % | HB |
| Нормализация 870-925 °С, закалка 790 °С, масло. Отпуск 540 °С | |||||
| 40 80 120 | 780 730 710 | 960 920 910 | 18 20 - | 58 54 50 | 325 302 300 |
| Механические свойства стали 40ХН в зависимости от температуры отпуска | ||||||
| Температура отпуска, °С | σ0,2 (МПа) | σв(МПа) | δ5 (%) | ψ % | KCU (кДж / м2) | HB |
| Закалка 820 °С, масло | ||||||
| 400 500 600 | 1220 1080 760 | 1370 1160 910 | 10 14 20 | 41 51 60 | 32 46 83 | 387 302 241 |
| Механические свойства стали 40ХН при повышенных температурах | |||
| Температура испытаний, °С | σв(МПа) | δ5 (%) | ψ % |
| Нормализация 850 °С | |||
| 20 200 300 400 500 600 | 790 750 690 540 480 350 | 18 - 20 25 25 27 | 48 50 - 65 79 85 |
| Образец диаметром 6 мм, длиной 30 мм, кованный и нормализованный. Скорость деформации 50 мм/мин, скорость деформации 0,03 1/с | |||
| 700 800 900 1000 1100 1200 | 225 130 91 62 45 31 | 36 57 71 75 76 - | 92 96 100 100 100 100 |
| Предел выносливости стали 40ХН | ||
| σ-1, МПА | J-1, МПА | Состояние стали |
| 490 441 392 314-392 (n=107) | 294 274 235 - | σ0,2=780 МПа, σв=980 МПа, НВ 300-320 σ0,2=690 МПа, σв=880 МПа, НВ 270-300 σ0,2=570 МПа, σв=780 МПа, НВ 200-240 σв=790 МПа, нормализация, НВ 197 |
| Ударная вязкость стали 40ХН KCU, (Дж/см2) | ||||
| Т= +20 °С | Т= -20 °С | Т= -40 °С | Т= -60 °С | Состояние поставки |
| 116 | 116 | 93 | 80 | Поковка 200х30 мм. Закалка. Отпуск |
σ4252,6/10000=103 МПа, σ4256/10000=138 МПа, σ4256/100000=69 МПа, σ5353,2/10000=21 МПа
| Прокаливаемость стали 40ХН | |||||||||
| Расстояние от торца, мм | |||||||||
| 1,3 | 3,0 | 4,5 | 6,0 | 9,0 | 12,0 | 15,0 | 21,0 | 27,0 | 33,0 |
| 52,5-58,5 | 51,5-58 | 49,5-57 | 48-56 | 41,5-54,5 | 35,5-49 | 32,5-43,5 | 28-37,5 | 26-33,5 | 26-31,5 |
| Количество мартенсита, % | Критическая твердость, HRCэ | Критический диаметр в воде | Критический диаметр в масле |
| 50 90 | 44-47 50-53 | 60-112 40-86 | 34-76 18-56 |
| Физические свойства стали 40ХН | ||||||
| T (Град) | E 10- 5 (МПа) | a 10 6 (1/Град) | l (Вт/(м·град)) | r (кг/м3) | C (Дж/(кг·град)) | R 10 9 (Ом·м) |
| 20 | 2 | 7820 | ||||
| 100 | 11.8 | 44 | 7800 | |||
| 200 | 12.3 | 43 | 7770 | |||
| 300 | 13.4 | 41 | 7740 | |||
| 400 | 14 | 39 | 7700 | |||
| 500 | 37 | |||||
| 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 | |
| sв | - 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/см2 | T | - температура, при которой получены свойства, Град | |
| sT | - 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 20o - T ), [Дж/(кг·град)] | |
| HV | - твердость по Виккерсу | pn и r | - плотность кг/м3 | |
| HRCэ | - твердость по Роквеллу, шкала С | а | - коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20o - T ), 1/°С | |
| HRB | - твердость по Роквеллу, шкала В | σtТ | - предел длительной прочности, МПа | |
| HSD | - твердость по Шору | G | - модуль упругости при сдвиге кручением, ГПа | |
