Особенности стали 40Х13

Марка 40Х13 — нержавеющая сталь для производства инструмента, конструкций промышленного и бытового назначения. Металл плавят в индукционных или дуговых печах. Прокат поставляют в виде труб, прутков, поковок, лент, полос, серебрянки, проволоки.

Российский сплав-заменитель — 30Х13. Идентичным составом и свойствами обладает американская марка AISI 420. За рубежом производят похожие металлы: 4C13 (Китай), 4H13 (Польша), 420S45 (Англия), SUS420J2 (Япония), 2304 (Швеция).

В реестре марка 40Х13 причислена к классам: жаропрочных, коррозионно-стойких, мартенситных сталей. Предельная температура эксплуатации: 400-450 ⁰C.

Требования к сортовому прокату перечислены в регламентах: № 19442-74, № 18968-73, № 2590-2006, № 5949-75, № 2591-2006, № 2879-2006.

Вхождение химических элементов в состав стали 40Х13

Плотность структуры 7650 кг/м³.

Основные характеристики сплава 40Х13

Материал ценят за прочность, способность работать при высоких температурах, коррозионную стойкость.

Твердость проката: HB 10^-1 = 143-229 МПа.

Численные значения механических свойств зависят от режима термической обработки:

• при T = 200 ⁰C: σ_в = 1840 МПа; σ_0,2 = 1620 МПа; ψ = 2%; δ₅ = 1%; KCU = 19 Дж/см²; HRC = 52 единиц;
• при T = 350 ⁰C: σ_в = 1710 МПа; σ_0,2 = 1450 МПа; ψ = 22%; δ₅ = 11%; KCU = 25 Дж/см²; HRC = 50 единиц;
• при T = 700 ⁰C: σ_в = 780 МПа; σ_0,2 = 500 МПа; ψ = 59%; δ₅ = 35%; KCU = 71 Дж/см²; HRC 10^-1 = 217 МПа.

Изменение ударной вязкости марки 40Х13:

• при T = 20 ⁰C — KCU = 54,0 Дж/см²;
• при T = -78 ⁰C — KCU = 7,0 Дж/см².

Коррозионная стойкость сплава в растворе H₂SO₄

• концентрированной кислоты — 0,01 мм/год при T = 20 ⁰C и длительности испытаний 720 часов;
• разбавленной жидкости (63,4%) — 0,01 мм/год при T = 40 ⁰C и длительности испытаний 24 часа.

Способы обработки стали 40Х13

Закаленный и отпущенный материал σ_в = 730 МПа режут ручным способом и на станках. Коэффициент для твердого сплава К_υ = 0,6; быстрорежущей стали К_υ = 0,4.

Рекомендуемый режим нагрева для повышения пластичности и снятия напряжений:

• Отжиг: T = 740 - 780 ⁰C.
• Закаливание металла: T = 1030 - 1100 ⁰C. Масло или воздух. Отпуск T = 550 - 650 ⁰C.
• Начинают ковку стали с T = 1200 ⁰C, заканчивают формообразование — при T= 850 ⁰C. Профили сечением до 200 мм обрабатывают при низких температурах нагрева.

Прокат не используют для соединения конструкций сваркой.

Применения стали 40Х13

Основное назначение сплава — производственный и измерительный инструмент. Из материала изготавливают продукции, которая работает при повышенной температуре: пластины для компрессоров, карбюраторные иглы, пружины разного назначения.