Сталь 40
Описание
Сталь 40
Сталь 40: 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 40.
Общие сведения стали 40
Заменитель марки |
стали: 35, 45, 40Г |
Вид поставки |
Лист 40, круг 40, сортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 1050–74, ГОСТ 2590–71, ГОСТ 2591–71, ГОСТ 2879–69, ГОСТ 8509–86, ГОСТ 8510–86, ГОСТ 8239–72, ГОСТ 8240–72, ГОСТ 10702–78. Калиброванный пруток ГОСТ 10702–78, ГОСТ 7417–75, ГОСТ 8559–75, ГОСТ 8560–78. Шлифованный пруток и серебрянка ГОСТ 10702–78, ГОСТ 14955–77. Лист толстый ГОСТ 1577–81, ГОСТ 19903–74, ГОСТ 4041–71. Лист тонкий ГОСТ 16523–70. Лента ГОСТ 10234–77, ГОСТ 2284–79, ГОСТ 1530–78. Полоса ГОСТ 103–76, ГОСТ 82–70, ГОСТ 1577–81. Проволока ГОСТ 17305–71, ГОСТ 5663–79. Поковки и кованые заготовки ГОСТ 8479–70, ГОСТ 1133–71. |
Применение |
После улучшения — коленчатые валы, шатуны, зубчатые венцы, маховики, зубчатые колеса, болты, оси и другие детали; после поверхностного упрочнения с нагревом ТВЧ — детали средних размеров, к которым предъявляются требования высокой поверхностной твердости и повышенной износостойкости при малой деформации (длинные валы, ходовые валики, зубчатые колеса). |
Химический состав стали 40
Химический элемент |
% |
Кремний (Si) |
0.17−0.37 |
Марганец (Mn) |
0.50−0.80 |
Медь (Cu), не более |
0.25 |
Мышьяк (As), не более |
0.08 |
Никель (Ni), не более |
0.25 |
Сера (S), не более |
0.04 |
Углерод (C) |
0.37−0.45 |
Фосфор (P), не более |
0.035 |
Хром (Cr), не более |
0.25 |
Механические свойства стали 40
Механические свойства при повышенных температурах
t испытания,°C |
σ0,2, МПа |
σB, МПа |
δ5, % |
ψ, % |
Образец диаметром 6 мм и длиной 30 мм, прокатанный. Скорость деформации 16 мм/мин. Скорость деформации 0,009 1/с. |
700 |
99 |
140 |
48 |
85 |
800 |
70 |
110 |
53 |
97 |
900 |
54 |
71 |
55 |
100 |
1000 |
28 |
58 |
69 |
100 |
1100 |
24 |
37 |
60 |
100 |
1200 |
16 |
26 |
87 |
100 |
1300 |
12 |
18 |
56 |
100 |
Механические свойства проката
Термообработка, состояние поставки |
Сечение, мм |
σB, МПа |
δ5, % |
δ4, % |
ψ, % |
KCU, Дж/м2 |
HB |
Сталь горячекатаная, кованая калиброванная и серебрянка 2-й категории после нормализации |
25 |
570 |
19 |
|
45 |
59 |
|
Сталь калиброванная 5-й категории после нагартовки |
|
610 |
6 |
|
35 |
|
|
Сталь калиброванная 5-й категории после отжига или высокого отпуска |
|
510 |
14 |
|
40 |
|
|
Сталь калиброванная и калиброванная со специальной отделкой после отпуска и отжига |
|
<590 |
|
|
40 |
|
197 |
Листы термообработанные 1−2-й категории |
4−14 |
510−650 |
21 |
|
|
|
167 |
Листы нормализованные и горячекатаные |
80 |
560 |
20 |
|
|
|
|
Листы отожженные или высокоотпущенные |
80 |
520 |
21 |
|
|
|
|
Полосы нормализованные или горячекатаные |
6−25 |
570 |
19 |
|
45 |
|
|
Лист горячекатаный |
<2 |
510−660 |
|
16 |
|
|
|
Лист горячекатаный |
2−3,9 |
510−660 |
|
17 |
|
|
|
Лист холоднокатаный |
<2 |
510−660 |
|
17 |
|
|
|
Лист холоднокатаный |
2−3,9 |
510−660 |
|
18 |
|
|
|
Лента холоднокатаная отожженная |
0,1−4 |
450−700 |
|
14 |
|
|
|
Лента холоднокатаная нагартованная класс прочности Н2 |
0,1−4 |
850−1050 |
|
|
|
|
|
Лента отожженная плющенная |
0,1−4 |
<700 |
10 |
|
|
|
|
Механические свойства поковок
Термообработка, состояние поставки |
Сечение, мм |
σ0,2, МПа |
σB, МПа |
δ5, % |
ψ, % |
KCU, Дж/м2 |
HB |
Нормализация |
КП 215 |
300−500 |
215 |
430 |
18 |
40 |
44 |
123−167 |
КП 215 |
500−800 |
215 |
430 |
16 |
35 |
39 |
123−167 |
КП 245 |
100−300 |
245 |
470 |
19 |
42 |
39 |
143−179 |
КП 245 |
300−500 |
245 |
470 |
17 |
35 |
34 |
143−179 |
КП 275 |
<100 |
275 |
530 |
20 |
40 |
44 |
156−197 |
КП 275 |
100−300 |
275 |
530 |
17 |
38 |
34 |
156−197 |
Закалка. Отпуск |
КП 275 |
300−500 |
275 |
530 |
15 |
32 |
29 |
156−197 |
КП 275 |
500−800 |
275 |
530 |
13 |
30 |
29 |
156−197 |
КП 315 |
100−300 |
315 |
570 |
14 |
35 |
34 |
167−207 |
КП 345 |
<100 |
345 |
590 |
18 |
45 |
59 |
174−217 |
Механические свойства в зависимости от температуры отпуска
t отпуска,°С |
σ0,2, МПа |
σB, МПа |
δ5, % |
ψ, % |
KCU, Дж/м2 |
HB |
200 |
750 |
930 |
7 |
45 |
29 |
267 |
300 |
710 |
860 |
8 |
51 |
69 |
247 |
400 |
640 |
790 |
10 |
57 |
88 |
225 |
500 |
550 |
730 |
12 |
62 |
127 |
208 |
600 |
450 |
660 |
16 |
66 |
167 |
188 |
700 |
380 |
620 |
17 |
71 |
206 |
170 |
Технологические свойства стали 40
Температура ковки |
Начала 1250, конца 800. Охлаждение заготовок сечением до 400 мм на воздухе. |
Свариваемость |
Ограниченно свариваемая. Способы сварки РДС, АДС под флюсом и газовой защитой, ЭШС. Рекомендуется подогрев и последующая термообработка. КТС без ограничений. |
Обрабатываемость резанием |
В горячекатаном состоянии при НВ 170 и σB = 520 Мпа, K υ б.ст. = 1,05, Kυ тв.спл. = 1,2 |
Склонность к отпускной способности |
Не склонна. |
Флокеночувствительность |
Не чувствительна. |
Температура критических точек стали 40
Критическая точка |
°С |
Ac1 |
730 |
Ac3 |
890 |
Ar3 |
780 |
Ar1 |
690 |
Mn |
340 |
Ударная вязкость стали 40
Ударная вязкость, KCU, Дж/см2
Состояние поставки, термообработка |
+20 |
-40 |
-80 |
Закалка 850 С, вода. Отпуск 400 С. |
78 |
55 |
51 |
Предел выносливости стали 40
σ-1, МПа |
σB, МПа |
σ0,2, МПа |
Термообработка, состояниестали |
231 |
520 |
275 |
Отжиг 850 С. |
393 |
710 |
600 |
Закалка 845 С, вода. Отпуск 550 С. |
230 |
630 |
415 |
Закалка 845 С, масло. Отпуск 430 С. |
Прокаливаемость стали 40
Закалка. Твердость для полос прокаливаемости, HRCэ (HRB).
Расстояние от торца, мм / HRCэ |
1.5 |
3 |
4.5 |
6 |
7.5 |
12 |
16.5 |
19.5 |
30 |
50,5−58 |
45,5−57 |
39,5−52 |
26−37,5 |
24−34 |
(94)-29 |
(91)-27 |
(88)-26 |
(84)-23 |
Термообработка |
Кол-во мартенсита, % |
Крит.диам. в воде, мм |
Крит.диам. в масле, мм |
Закалка |
50 |
15−25 |
8−15 |
Закалка |
90 |
10−15 |
5−9,5 |
Физические свойства стали 40
Температура испытания,°С |
20 |
100 |
200 |
300 |
400 |
500 |
600 |
700 |
800 |
900 |
Модуль нормальной упругости, Е, ГПа |
212 |
206 |
201 |
192 |
176 |
163 |
151 |
131 |
118 |
|
Модуль упругости при сдвиге кручением G, ГПа |
82 |
80 |
78 |
75 |
68 |
63 |
58 |
50 |
45 |
|
Плотность стали, pn, кг/м3 |
7850 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Коэффициент теплопроводности Вт/(м ·°С) |
|
51 |
48 |
46 |
42 |
38 |
34 |
30 |
25 |
26 |
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) |
11.9 |
12.8 |
13.5 |
14.1 |
14.6 |
14.9 |
15.2 |
12.5 |
13.5 |
14.5 |
Удельная теплоемкость (С, Дж/(кг ·°С)) |
486 |
497 |
512 |
529 |
550 |
574 |
628 |
674 |
657 |
653 |