Сталь 40ХН
Описание
Сталь 40ХН
Сталь 40ХН: марочник сталей и сплавов. Ниже представлена систематизированная информация о назначении, химическом составе, видах поставок, заменителях, температуре критических точек, физических, механических, технологических и литейных свойствах для марки — Сталь 40ХН.
Общие сведения стали 40ХН
Заменитель марки |
Стали: 45ХН, 50ХН, 38ХГН, 40Х, 35ХГФ, 40ХНР, 40ХНМ, 30ХГВТ. |
Вид поставки |
Круг 40хн, труба 40хн, сортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 4543–71, ГОСТ 259071, ГОСТ 2591–71, ГОСТ 2879–69, ГОСТ 10702–78. Калиброванный пруток ГОСТ 7417–75, ГОСТ 8560–78, ГОСТ 10702–78, ГОСТ 4543–71. Шлифованный пруток и серебрянка ГОСТ 4543–71, ГОСТ 14955–77. Лист толстый ТУ 14−1-1930−77. Полоса ГОСТ 103–76. Поковки и кованые заготовки ГОСТ 1133–71, ГОСТ 8479–70, ГОСТ 4543–71. Валки ОСТ 24.013.21−85. Трубы ОСТ 14−21−77. |
Применение |
Круг 40хн, oси, валы, шатуны, зубчатые колеса, валы экскаваторов, муфты, валы-шестерни, шпиндели, болты, рычаги, штоки, цилиндры и другие ответственные нагруженные детали, подвергающиеся вибрационным и динамическим нагрузкам, к которым предъявляются требования повышенной прочности и вязкости. Валки рельсобалочных и крупносортных станов для горячей прокатки металла. |
Химический состав стали 40ХН
Химический элемент |
% |
Кремний (Si) |
0.17−0.37 |
Марганец (Mn) |
0.50−0.80 |
Медь (Cu), не более |
0.30 |
Никель (Ni) |
1.00−1.40 |
Сера (S), не более |
0.035 |
Углерод (C) |
0.36−0.44 |
Фосфор (P), не более |
0.035 |
Хром (Cr) |
0.45−0.75 |
Механические свойства стали 40ХН
Механические свойства
Термообработка, состояние поставки |
Сечение, мм |
σ0,2, МПа |
σB, МПа |
δ5, % |
ψ, % |
KCU, Дж/м2 |
HB |
Пруток. Закалка 820 °C, вода или масло. Отпуск 500 °C, вода или масло. |
|
25 |
785 |
980 |
11 |
45 |
69 |
|
Поковки. Нормализация |
КП 315 |
100−300 |
315 |
570 |
14 |
35 |
34 |
167−207 |
КП 315 |
300−500 |
315 |
570 |
12 |
30 |
29 |
167−207 |
КП 315 |
500−800 |
315 |
570 |
11 |
30 |
29 |
167−207 |
Поковки. Закалка. Отпуск. |
КП 345 |
300−500 |
345 |
590 |
14 |
38 |
49 |
174−217 |
КП 395 |
<100 |
395 |
615 |
17 |
45 |
59 |
187−229 |
КП 395 |
100−300 |
395 |
615 |
15 |
40 |
54 |
187−229 |
КП 395 |
300−500 |
395 |
615 |
13 |
35 |
49 |
187−229 |
КП 395 |
500−800 |
395 |
615 |
11 |
30 |
39 |
187−229 |
КП 440 |
<100 |
440 |
635 |
16 |
45 |
59 |
197−235 |
КП 440 |
100−300 |
440 |
635 |
14 |
40 |
54 |
197−235 |
КП 440 |
300−500 |
440 |
635 |
13 |
35 |
49 |
197−235 |
КП 440 |
500−800 |
440 |
635 |
11 |
30 |
39 |
197−235 |
КП 490 |
<100 |
490 |
655 |
16 |
45 |
59 |
212−248 |
КП 490 |
100−300 |
490 |
655 |
13 |
40 |
54 |
212−248 |
КП 540 |
<100 |
540 |
685 |
15 |
45 |
59 |
223−262 |
КП 540 |
100−300 |
540 |
685 |
13 |
40 |
49 |
223−262 |
КП 590 |
<100 |
590 |
735 |
14 |
45 |
59 |
235−277 |
КП 590 |
100−300 |
590 |
735 |
13 |
40 |
49 |
235−277 |
Механические свойства при повышенных температурах
t испытания,°C |
σB, МПа |
δ5, % |
ψ, % |
Нормализация 850 °C. |
20 |
790 |
18 |
48 |
200 |
750 |
|
50 |
300 |
690 |
20 |
|
400 |
540 |
25 |
65 |
500 |
480 |
25 |
79 |
600 |
350 |
27 |
85 |
Образец диаметром 6 мм, длиной 30 мм, кованый и нормализованный. Скорость деформирования 50 мм/мин, скорость деформации 0,03 1/с. |
700 |
225 |
36 |
92 |
800 |
130 |
57 |
96 |
900 |
91 |
71 |
100 |
1000 |
62 |
75 |
100 |
1100 |
45 |
76 |
100 |
1200 |
31 |
|
100 |
Механические свойства в зависимости от температуры отпуска
t отпуска,°С |
σ0,2, МПа |
σB, МПа |
δ5, % |
ψ, % |
KCU, Дж/м2 |
HB |
Закалка 820 °C, масло. |
400 |
1220 |
1370 |
10 |
41 |
32 |
387 |
500 |
1080 |
1160 |
14 |
51 |
46 |
302 |
600 |
760 |
910 |
20 |
60 |
83 |
241 |
Механические свойства в зависимости от сечения
Сечение, мм |
σ0,2, МПа |
σB, МПа |
δ5, % |
ψ, % |
HB |
Нормализация 870−925°С, закалка 790 °C, масло. Отпуск 540 °C. |
40 |
780 |
960 |
18 |
58 |
325 |
80 |
730 |
920 |
20 |
54 |
302 |
120 |
710 |
910 |
|
50 |
300 |
Технологические свойства стали 40ХН
Температура ковки |
Начала 1250, конца 830. Сечения до 50 мм охлаждаются на воздухе, 50−200 мм — в мульде, 201−300 мм — с печью. |
Свариваемость |
трудносвариваемая. РДС, АДС под флюсом, ЭШС. Необходимы подогрев и последующая термообработка. |
Обрабатываемость резанием |
В горячекатаном состоянии при НВ 166−170 и σB = 690 МПа Kυ тв.спл. = 1.0, Kυ б.ст. = 0.9. |
Склонность к отпускной способности |
склонна |
Флокеночувствительность |
повышенно чувствительна |
Температура критических точек стали 40ХН
Критическая точка |
°С |
Ac1 |
735 |
Ac3 |
768 |
Ar3 |
700 |
Ar1 |
660 |
Mn |
305 |
Ударная вязкость стали 40ХН
Ударная вязкость, KCU, Дж/см2
Состояние поставки, термообработка |
+20 |
-20 |
-40 |
-60 |
Поковка 200Х30 мм. Закалка. Отпуск. |
116 |
116 |
93 |
80 |
Предел выносливости стали 40ХН
σ-1, МПа |
τ-1, МПа |
n |
σB, МПа |
σ0,2, МПа |
Термообработка, состояниестали |
490 |
294 |
|
980 |
780 |
НВ 300−320 |
441 |
274 |
|
880 |
690 |
НВ 270−300 |
392 |
235 |
|
780 |
570 |
НВ 200−240 |
314−392 |
|
1Е+7 |
|
790 |
Нормализация. НВ 197. |
Прокаливаемость стали 40ХН
Твердость HRCэ.
Расстояние от торца, мм / HRCэ |
1.5 |
3 |
4.5 |
6 |
9 |
12 |
15 |
21 |
27 |
33 |
52.5−58.5 |
51.5−58.0 |
49.5−57 |
48−56 |
41.5−54.5 |
35.5−49 |
32.5−43.5 |
28−37.5 |
26.5−33.5 |
26−31.5 |
Кол-во мартенсита, % |
Крит.диам. в воде, мм |
Крит.диам. в масле, мм |
Крит. твердость, HRCэ |
50 |
60−112 |
37−76 |
44−47 |
90 |
40−89 |
18−56 |
50−53 |
Физические свойства стали 40ХН
Температура испытания,°С |
20 |
100 |
200 |
300 |
400 |
500 |
600 |
700 |
800 |
900 |
Модуль нормальной упругости, Е, ГПа |
200 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Плотность стали, pn, кг/м3 |
7820 |
7800 |
7710 |
7840 |
7700 |
|
|
|
|
|
Коэффициент теплопроводности Вт/(м ·°С) |
|
44 |
43 |
41 |
39 |
37 |
|
|
|
|
Температура испытания,°С |
20−100 |
20−200 |
20−300 |
20−400 |
20−500 |
20−600 |
20−700 |
20−800 |
20−900 |
20−1000 |
Коэффициент линейного расширения (a, 10−6 1/°С) |
11.8 |
12.3 |
13.4 |
14.0 |
|
|
|
|
|
|