Особенности стали 40ХН
Марка 40ХН — хромоникелевая сталь для несвариваемых конструкций. Вид поставки: поковки и сортовой прокат: трубы, прутки, вальцы, листы и полосы.
Отечественные заменители: 40ХНР, 50ХН, 35ХГФ, 40ХНМ, 30ХГВТ, 45ХН, 38ХГН, 40Х. Сплавы с похожими свойствами зарубежного производства: G31400 (США), 36NiCr6 (Германия), 40CrNi (Китай),
Марка входит в группу конструкционных легированных сталей.
Стандарты качества проката: № 10702-78, № 2879-2006, № 2591-2006, № 2590-2006, № 4543-71.
Рецептура стали 40ХН
Маркировка указывает на присутствие в составе углерода: 0,40%, хрома и никеля. Количество легирующих добавок — менее 2%. Доля железа — ~96%.
| C | P | Cr | Cu | Ni | S | Mn | Si |
| 0,36 - 0,44 | 0,035 | 0,45 - 0,75 | 0,3 | 1 - 1,4 | 0,035 | 0,5 - 0,8 | 0,17 - 0,37 |
Прочность материала: 7820 кг/м3.
Механические и физические характеристики стали 40ХН
Сплав ценят за способность противостоять ударным нагрузкам. Вязкость поковки после закалки и отпуска:
- T = 20 0С — 112 Дж/см2;
- T = -40 0С — 93 Дж/см2;
- T = -60 0С— 80 Дж/см2.
Механические свойства
В таблице представлены результаты испытаний прутка d = 25 мм: закаленного (T = 820 0С), прошедшего отпуск (T = 500 0С) и охлажденного в воде.
| σв, МПа | σ0,2, МПа | δ, % | ψ, % |
| 980 | 785 | 11 | 45 |
Кратковременный предел прочности на отрыв: 690 МПа.
Сплав хорошо режется: Кυ тв.спл=1,0 и Кυ б.ст=0,9.
Закаленный металл склонен к образованию внутренних трещин.
При нагреве тщательно контролируют процесс: материал подвержен отпускной хрупкости.
Технологические особенности марки 40ХН
Прочность и механические свойства сплава зависят от схемы термообработки. Первый вариант: материал проводят по операциям: предварительного, стандартного, диффузионного (смягчающего) и закалочного отжига. Для упрочнения стали 40ХН используют режимы:
- нормализации при T = 840-860 0С;
- отжига: T = 800-830 0С;
- охлаждения — на воздухе.
Твердость образца HB*10-1 после операций:
- нормализации — не более 255;
- отжига — 187-241.
Второй режим обработки. Рекомендуемые показатели при нагревании и нормализации: T = 800-840 0С. Охлаждение — в масляной жидкости. После отпуска получают характеристики:
| Температура, 0С | HRC | HB | σв, МПа | δ, % |
| 180-200 | 45-50 | - | 150 | 8 |
| 550-600 | - | 255-286 | 85-95 | 14-16 |
Сплав относят к группе трудносвариваемых металлов.
Использование стали 40ХН
Металл применяют для изготовления ответственных изделий, работающих в условиях вибрационных и динамических нагрузок, требовательных к показателям прочности и вязкости.
Примеры использования в промышленных целях: крепежные элементы, валы экскаваторов, зубчатые колеса, штоки, цилиндры, вальцы крупносортных и рельсобалочных станов.
