Сталь 40Х
Описание
Сталь 40Х
Сталь 40Х: 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 40Х.
Общие сведения стали 40Х
Заменитель марки |
стали: 45Х, 38ХА, 40ХН, 40ХС, 40ХФ, 40ХР. |
Вид поставки |
Круг 40х, сортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 4543–71, ГОСТ 2590–71, ГОСТ 2591–71, ГОСТ 2879–69, ГОСТ 10702–78. Калиброванный пруток ГОСТ 7414–75, ГОСТ 8559–75, ГОСТ 8560–78, ГОСТ 1051–73. Шлифованный пруток и серебрянка ГОСТ 14955–77. Лист толстый ГОСТ 1577–81, ГОСТ 19903–74. Полоса ГОСТ 82–70, ГОСТ 103–76, ГОСТ 1577–81. Поковки и кованые заготовки ГОСТ 8479–70. Трубы ГОСТ 8731–87, ГОСТ 8733–87, ГОСТ 13663–68. |
Применение |
оси, валы, вал-шестерни, плунжеры, штоки, коленчатые и кулачковые валы, кольца, шпиндели, оправки, рейки, зубчатые венцы, болты, полуоси, втулки и другие улучшаемые детали повышенной прочности. |
Химический состав стали 40Х
Химический элемент |
% |
Кремний (Si) |
0.17−0.37 |
Марганец (Mn) |
0.50−0.80 |
Медь (Cu), не более |
0.30 |
Никель (Ni), не более |
0.30 |
Сера (S), не более |
0.035 |
Углерод (C) |
0.36−0.44 |
Фосфор (P), не более |
0.035 |
Хром (Cr) |
0.80−1.10 |
Механические свойства стали 40Х
Механические свойства
Термообработка, состояние поставки |
Сечение, мм |
σ0,2, МПа |
σB, МПа |
δ5, % |
ψ, % |
KCU, Дж/м2 |
HB |
Пруток. Закалка 860 °C, масло. Отпуск 500 °C, вода или масло |
25 |
780 |
980 |
10 |
45 |
59 |
|
Поковки. Нормализация. КП 245 |
500−800 |
245 |
470 |
15 |
30 |
34 |
143−179 |
Поковки. Нормализация. КП 275 |
300−500 |
275 |
530 |
15 |
32 |
29 |
156−197 |
Поковки. Закалка, отпуск. КП 275 |
500−800 |
275 |
530 |
13 |
30 |
29 |
156−197 |
Поковки. Нормализация. КП 315 |
<100 |
315 |
570 |
17 |
38 |
39 |
167−207 |
Поковки. Нормализация. КП 315 |
100−300 |
315 |
570 |
14 |
35 |
34 |
167−207 |
Поковки. Закалка, отпуск. КП 315 |
300−500 |
315 |
570 |
12 |
30 |
29 |
167−207 |
Поковки. Закалка, отпуск. КП 315 |
500−800 |
315 |
570 |
11 |
30 |
29 |
167−207 |
Поковки. Нормализация. КП 345 |
<100 |
345 |
590 |
18 |
45 |
59 |
174−217 |
Поковки. Нормализация. КП 345 |
100−300 |
345 |
590 |
17 |
40 |
54 |
174−217 |
Поковки. Закалка, отпуск. КП 345 |
300−500 |
345 |
590 |
14 |
38 |
49 |
174−217 |
Поковки. Закалка, отпуск. КП 395 |
<100 |
395 |
615 |
17 |
45 |
59 |
187−229 |
Поковки. Закалка, отпуск. КП 395 |
100−300 |
395 |
615 |
15 |
40 |
54 |
187−229 |
Поковки. Закалка, отпуск. КП 395 |
300−500 |
395 |
615 |
13 |
35 |
49 |
187−229 |
Поковки. Закалка, отпуск. КП 440 |
<100 |
440 |
635 |
16 |
45 |
59 |
197−235 |
Поковки. Закалка, отпуск. КП 440 |
100−300 |
440 |
635 |
14 |
40 |
54 |
197−235 |
Поковки. Закалка, отпуск. КП 490 |
<100 |
490 |
655 |
16 |
45 |
59 |
212−248 |
Поковки. Закалка, отпуск. КП 490 |
100−300 |
490 |
655 |
13 |
40 |
54 |
212−248 |
Механические свойства при повышенных температурах
t испытания,°C |
σ0,2, МПа |
σB, МПа |
δ5, % |
ψ, % |
KCU, Дж/м2 |
Закалка 830 °C, масло. Отпуск 550 °C, |
200 |
700 |
880 |
15 |
42 |
118 |
300 |
680 |
870 |
17 |
58 |
|
400 |
610 |
690 |
18 |
68 |
98 |
500 |
430 |
490 |
21 |
80 |
78 |
Образец диаметром 10 мм, длиной 50 мм кованый и отожженный. Скорость деформирования 5 мм/мин, скорость деформации 0,002 1/с. |
700 |
140 |
175 |
33 |
78 |
|
800 |
54 |
98 |
59 |
98 |
|
900 |
41 |
69 |
65 |
100 |
|
1000 |
24 |
43 |
68 |
100 |
|
1100 |
11 |
26 |
68 |
100 |
|
1200 |
11 |
24 |
70 |
100 |
|
Механические свойства в зависимости от температуры отпуска
t отпуска,°С |
σ0,2, МПа |
σB, МПа |
δ5, % |
ψ, % |
KCU, Дж/м2 |
HB |
Закалка 850 °C, вода |
200 |
1560 |
1760 |
8 |
35 |
29 |
552 |
300 |
1390 |
1610 |
8 |
35 |
20 |
498 |
400 |
1180 |
1320 |
9 |
40 |
49 |
417 |
500 |
910 |
1150 |
11 |
49 |
69 |
326 |
600 |
720 |
860 |
14 |
60 |
147 |
265 |
Механические свойства в зависимости от сечения
Сечение, мм |
σ0,2, МПа |
σB, МПа |
δ5, % |
ψ, % |
KCU, Дж/м2 |
HB |
Закалка 840−860°С, вода, масло. Отпуск 580−650°С, вода, воздух. |
101−200 |
490 |
655 |
15 |
45 |
59 |
212−248 |
201−300 |
440 |
635 |
14 |
40 |
54 |
197−235 |
301−500 |
345 |
590 |
14 |
38 |
49 |
174−217 |
Технологические свойства стали 40Х
Температура ковки |
Начала 1250, конца 800. Сечения до 350 мм охлаждаются на воздухе. |
Свариваемость |
трудносвариваемая. Способы сварки: РДС, ЭШС. Необходимы подогрев и последующая термообработка. КТС — необходима последующая термообработка. |
Обрабатываемость резанием |
В горячекатаном состоянии при НВ 163−168, σB = 610 МПа Kυ тв.спл. = 0.20, K υ б.ст. = 0.95. |
Склонность к отпускной способности |
склонна |
Флокеночувствительность |
чувствительна |
Температура критических точек стали 40Х
Критическая точка |
°С |
Ac1 |
743 |
Ac3 |
815 |
Ar3 |
730 |
Ar1 |
693 |
Mn |
325 |
Ударная вязкость стали 40Х
Ударная вязкость, KCU, Дж/см2
Состояние поставки, термообработка |
+20 |
-25 |
-40 |
-70 |
Закалка 850 С, масло. Отпуск 650 С. |
160 |
148 |
107 |
85 |
Закалка 850 С, масло. Отпуск 580 С. |
91 |
82 |
|
54 |
Предел выносливости стали 40Х
σ-1, МПа |
τ-1, МПа |
n |
σB, МПа |
σ0,2, МПа |
Термообработка, состояниестали |
363 |
|
1Е+6 |
690 |
|
|
470 |
|
1Е+6 |
940 |
|
|
509 |
|
|
960 |
870 |
|
333 |
240 |
5Е+6 |
690 |
|
|
372 |
|
|
|
|
Закалка 860 С, масло, отпуск 550 С. |
Прокаливаемость стали 40Х
Закалка 850 С. Твердость для полос прокаливаемости HRCэ.
Расстояние от торца, мм / HRCэ |
1.5 |
4.5 |
6 |
7.5 |
10.5 |
13.5 |
16.5 |
19.5 |
24 |
30 |
50.5−60.5 |
48−59 |
45−57.5 |
39−5-57 |
35−53.5 |
31.5−50.5 |
28.5−46 |
27−42.5 |
24.5−39.5 |
22−37.5 |
Термообработка |
Кол-во мартенсита, % |
Крит.диам. в воде, мм |
Крит.диам. в масле, мм |
Крит. твердость, HRCэ |
Закалка |
50 |
38−76 |
16−48 |
43−46 |
|
90 |
23−58 |
6−35 |
49−53 |
Физические свойства стали 40Х
Температура испытания,°С |
20 |
100 |
200 |
300 |
400 |
500 |
600 |
700 |
800 |
900 |
Модуль нормальной упругости, Е, ГПа |
214 |
211 |
206 |
203 |
185 |
176 |
164 |
143 |
132 |
|
Модуль упругости при сдвиге кручением G, ГПа |
85 |
83 |
81 |
78 |
71 |
68 |
63 |
55 |
50 |
|
Плотность стали, pn, кг/м3 |
7850 |
|
7800 |
|
|
7650 |
|
|
|
|
Коэффициент теплопроводности Вт/(м ·°С) |
41 |
40 |
38 |
36 |
34 |
33 |
31 |
30 |
27 |
|
Уд. электросопротивление (p, НОм · м) |
278 |
324 |
405 |
555 |
717 |
880 |
1100 |
1330 |
|
|
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 |
12.2 |
13.2 |
13.7 |
14.1 |
14.6 |
14.8 |
12.0 |
|
|
Удельная теплоемкость (С, Дж/(кг ·°С)) |
466 |
508 |
529 |
563 |
592 |
622 |
634 |
664 |
|
|