Главная » Справочник » Сплав высокого качества — марка стали 40. Основные характеристики
Справочник

Сплав высокого качества — марка стали 40. Основные характеристики

Сталь — это сплав железа и углерода. В нормальных случаях доля углерода колеблется от 0,1 до 2,14 %. Но в связи с тем, что в состав легированных сталей может входить множество других компонентов, сегодня сталь означает сплав, в котором доля железа составляет не менее 45 %. Сталь 40 — это конструкционная углеродистая сталь высокого качества, она сваривается только в ограниченном объеме.

Характеристики материала

Существует множество марок, которые имеют различия в структуре, химическом составе, механических и физических свойствах. Комплекс различных характеристик определяет широкое применение этих сплавов.

Твердость

  • По Роквеллу. Показатель HRC относится к шкале твердости Роквелла. Шкала Роквелла широко используется металлургами для определения твердости куска стали: чем больше число, тем тверже сталь. HRC — 217 МПА.
  • По Бринеллю. Твердость по Бринеллю (HB), метод основан на том, что в плоскую поверхность под нагрузкой внедряют стальной шарик. Число твердости HB определяется отношением нагрузки к сферической поверхности отпечатка. HB 10 -1 — 187 ОПа.
  • В состоянии плавки. Твердость в течение периода плавления колеблется в пределах 18 МПа.
к содержанию ↑

Плотность

Плотность ρn, кг/м3 — 7850 кг/м³.

Марка

Марка: 40.

Содержание углерода и иных добавок в составе сплава

Сталь представляет собой сплав железа с концентрацией углерода не более 2,14 %. 40x относится к высококачественным углеродистым конструкционным сталям.

Помимо углерода, сплав также содержит легирующие добавки и вредные примеси.

Fe, % C, % Si, % Mn, % Ni, % S, % P, % Cr, % Cu, %
Около 97 0,36 – 0,44 0,17 – 0,37 0,50 – 0,80 Не более 0,30 Не более 0,035 Не более 0,035 0,80 – 1,10 Не более 0,30
к содержанию ↑

Предел прочности

Прочность — это устойчивость металла к внешним нагрузкам. Сталь обладает высокой прочностью — 271 МПа.

Предел текучести

Предел текучести стали 40х составляет 785 Н/мм2.

Ударная вязкость

Ударная вязкость стали демонстрирует степень ее надежности и способности противостоять разрушению, которое вызвано повышенным растягивающим напряжением между атомами металла. Значения ударной вязкости зависят от стальной конструкции и температуры, при которой проводится испытание. Ударная вязкость составляет 400–850 кДж/кв. м.

к содержанию ↑

Температура эксплуатации

Средняя рабочая температура стали составляет 40х — минус 40 градусов.

Максимально допустимая температура составляет плюс 425 градусов.

Механические свойства

  • Жаростойкость — не окисляется при высоких температурах, не образовывается накипь.
  • Жаропрочность — способность сохранять прочность при высоких температурах.
  • Окисляемость — способность соединяться с кислородом.
  • Коррозионная стойкость — не окисляется.

Отпускная хрупкость

Существует два вида праздничной хрупкости. Хрупкость праздника первого рода, или необратимость, проявляется при празднике около 300 °C, а хрупкость праздника второго рода, или обратимость, обнаруживается после праздника выше 500 °C.

Свариваемость

Трудносвариваемая.

  • РДС, ЭШС. Требуется нагрев и последующая термическая обработка.
  • КТС — требуется последующая термическая обработка.

Группа

Сталь делится на три группы:

  • А — для производства продуктов, которые не подвергаются горячей обработке.
  • Б — для производства изделий и конструкций горячей обработки.
  • Б — для изготовления сварных изделий и конструкций.

ГОСТ

ГОСТ 1050-2013 — Металлопродукция из нелегированных конструкционных качественных и специальных сталей.

Сколько стоит?

Материал оценивается традиционно: по степени обработки, типу продукта, карте, настроению рынка. Мировая цена определяется Лондонской биржей металлов. В начале июня 2021 года она составляла 506 долларов за тонну обычной стали.

Стоимость стали 40х — от 36 рублей за 1 кг до 55 рублей за 1 кг.

Расшифровка

При расшифровке можно определить количество углерода и хрома. Цифра 40 указывает на содержание углерода, диапазон колеблется в пределах 0,36–0,40 %. Буква «X» указывает на наличие хрома, который повышает коррозионную стойкость материала.

Сфера применения

Сталь 40x в основном используется для производства деталей, которые подвергаются высоким нагрузкам и требуют улучшенных показателей прочности. Детали чаще всего бывают целыми, потому что эту марку трудно сварить. По большей части из нее изготавливают вращающиеся части механизмов.

Сталь используется в машиностроении, при изготовлении крепежных деталей для автомобильных и железнодорожных мостов, работающих при низких температурах. В режущих инструментах из нее изготавливают части конструкции, которые не соприкасаются с режущим материалом. Кроме того, из этой хромированной стали изготавливаются толстостенные трубы со сварным швом.

После упрочнения нагревом ТВЧ сталь марки 40 используется для изготовления деталей среднего размера, требующих высокой поверхностной твердости и повышенной износостойкости при низкой деформации, например, длинных валов, ходовых валиков, зубчатых колес.

к содержанию ↑

Свойства

При заказе материала необходимо учитывать, какими свойствами должна обладать сталь, чтобы она подходила для конкретного применения. Без понимания свойств существует риск покупки сырья, которое не соответствует прочности, уровню защиты от коррозии, качеству свариваемости и другим характеристикам.

Технологические

Показывает поведение стали при разных вариантах обработки.

Свариваемость: ограниченно свариваемая.
Флокеночувствительность: не чувствительна.
Склонность к отпускной хрупкости: не склонна.

Физические

  • Теплопроводность, то есть способность передавать тепло из областей с высокой температурой в области с более низкой температурой. k = 11,2-48,3 Вт/мК.
  • Высокая электропроводность — способность передавать электрический ток.
  • Высокая плотность — это масса вещества, заключенного в одном объеме.
  • Теплоемкость.
  • Модуль упругости. Е = 190-210 ГПа.
    Понятие модуля упругости стали (Е) представляет собой отношение упругой деформации твердого тела к упругой деформации под действием силы. Эта характеристика напрямую зависит от напряжения, а точнее, является производной от отношения напряжения к упругой деформации.
  • Модуль сдвига (эластичность при сдвиге) (G) — это величина, измеряемая в паскалях (ПА), которая определяет упругие свойства тела или материала и его способность выдерживать деформации сдвига. Используется для расчета сдвига, сдвига, скручивания.
к содержанию ↑

Аналоги

Сталь 40х может быть заменена отечественными аналогами:

  • 45X;
  • 38ХА;
  • 40ХН;
  • 40ХС;
  • 40XF;
  • 40ХР.

Зарубежные аналоги

Аналоги производятся и в других странах. Зарубежные аналоги имеют другую маркировку, однако составы этих сплавов приблизительно совпадают:

  • США — 5135, 5140, 5140H, 5140RH, G51350, G51400, H51350, H51400.
  • Япония — SCr435, SCr435H, SCr440, SCr440H.
  • Евросоюз — 37Cr4, 37Cr4KD, 41Cr4, 41Cr4KD, 41CrS4.
  • Чехия — 14140.
  • Китай — 35Cr, 38CrA, 40Cr, 40CrA, 40CrH, 45Cr, 45CrH, ML38CrA, ML40Cr.
  • Польша — 38HA, 40H.
456

Комментарии