Сталь 40Х

Ударная вязкость стали 40Х

Ударная вязкость, KCU, Дж/см²

Состояние поставки, термообработка	+20В	-25В	-40В	-70В
Закалка 850В С,В масло. Отпуск 650В С.	160	148	107	85
Закалка 850В С,В масло. Отпуск 580В С.	91	82	&nbsp	54

Термообработка

Проводимая термообработка стали 40ХН2МА существенно расширяет ее область применения.

Чаще всего заготовки или конечные изделия подвергают:

1. Закалке – процесс перестроения кристаллический решетки и насыщения поверхностного слоя углеродом, увеличения плотности структуры металла под воздействием высокой температуры и быстром охлаждении. В большинстве случаев металл закаливается для повышения твердости поверхностного слоя. Ответственные изделия охлаждаются в масле, которое обеспечивает равномерное снижение температуры. При использовании воды может образоваться окалина и придется выполнять финишную обработку.
2. Отпуск – процесс, который способен снизить внутренние напряжения, возникающие после закалки. Как правило, закалка приводит к повышению хрупкости. Температуры отпуска значительно ниже, нагревается изделие постепенно, охлаждение может проходить в различных средах. Валы и другие ответственные детали после закалки всегда подвергаются отпуску, так как возникающая нагрузка может привести к появлению структурных трещин и снижению прочности.
3. Может проводится для уплотнения структуры ковка. При сечении менее 80 мм заготовку дополнительно подвергают отжигу и двум переохлаждениям, а также отпуску. За счет этого получается поверхность с большим показателем износостойкости.

Для обработки рассматриваемого сплава требуется специальное оборудование. Зачастую применяются электродуговые печи, которые характеризуются компактными размерами и высоким КПД. Подобная сталь 40ХН2МА и 40ХНМА не склонна к отпускной хрупкости, поэтому получаемые детали могут прослужить в течение длительного периода даже в тяжелых эксплуатационных условиях.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Твердость для полос прокаливаемости , HRC

Количество мартенсита, %

Критическая твердость, HRC _э

Критический диаметр в воде

Критический диаметр в масле

σ 455 _1/10000=686 МПа, σ 455 _1/1000=137 МПа, σ 590 _1/10000=13 МПа, σ 590 _1/1000=29 МПа.

Физические свойства стали 40ХН2МА

T (Град)

E 10 – 5 (МПа)

a 10 6 (1/Град)

l (Вт/(м·град))

r ( кг /м 3 )

C (Дж/(кг·град))

R 10 9 (Ом·м)

20

100

200

300

400

500

600

700

800

Краткие обозначения:

– временное сопротивление разрыву (предел прочности при растяжении), МПа

å

– относительная осадка при появлении первой трещины, %

– предел упругости, МПа

– предел прочности при кручении, максимальное касательное напряжение, МПа

– предел текучести условный, МПа

– предел прочности при изгибе, МПа

δ₅,δ₄,δ₁₀

– относительное удлинение после разрыва, %

σ_-1

– предел выносливости при испытании на изгиб с симметричным циклом нагружения , МПа

Читать также:  Сеялка для свеклы на мотоблок

σ_{сж 0 ,05} и σ_сж

– предел текучести при сжатии, МПа

– предел выносливости при испытание на кручение с симметричным циклом нагружения , МПа

ν

n

– количество циклов нагружения

– предел кратковременной прочности, МПа

R и ρ

– удельное электросопротивление , Ом· м

ψ

E

– модуль упругости нормальный, ГПа

KCU и KCV

– ударная вязкость, определенная на образце с концентраторами соответственно вида U и V, Дж/см 2

T

– температура, при которой получены свойства, Град

– предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), МПа

l и ë

– коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала), Вт/(м·°С)

HB

– твердость по Бринеллю

C

– удельная теплоемкость материала (диапазон 20 o – T ) , [Дж/(кг·град)]

HV

– твердость по Виккерсу

p_n и r

– плотность кг /м 3

HRC _э

– твердость по Роквеллу , шкала С

а

– коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20 o – T ), 1 /°С

HRB

– твердость по Роквеллу , шкала В

σ t _Т

– предел длительной прочности, МПа

HSD

– твердость по Шору

G

– модуль упругости при сдвиге кручением, ГПа

Сталь 40ХН2МА – среднеуглеродистая легированная доэвтектоидная сталь.

Нагрев закаленных сталей до температур, не превышающих А1, называют отпуском. Комплексную термическую обработку состоящую из полной закалки( сталь нагревают до температуры выше А3) и высокого отпуска

(500-680 °С) конструкционных сталей называют улучшением. Улучшение этой стали в отличие от нормализации обеспечивает повышенный предел текучести в сочетании с хорошей пластичностью и вязкостью, высоким сопротивлением развитию трещин. Кроме того, снижается порог хладноломкости.

Для данной стали оптимальным режимом термической обработки является закалка при 850С. Закаливание производят в воду, с последующим отпуском при 620С в масле.

Ас₃ (820 о С)

Ас₁ (730 о С)

вода

620 о С

М_н

Ф+П М Сотп

Рис. 1. Режим термообработки стали 40ХН2МА

Применение в производстве

Сталь 40ХНМА и Ст 40ХН2МА в большинстве случае используются для получения цельнокатаных колец, клапанов или коленчатых валов, болтов и других крепежных материалов. Получаемые изделия могут эксплуатироваться при температуре до 500 градусов Цельсия. На производство может поступать в виде следующих заготовок:

1. Калиброванного прутка.
2. Сортового проката.
3. Поковок.
4. Валка.

Как правило, применяется сталь 40ХН2МА и 40ХНМА для получения деталей, которые эксплуатируются в тяжелых условиях. Примером назовем элементы ДВС, на которые оказывается воздействие повышенной температуры, давление и постоянная или переменная нагрузка. Закалка и отпуск существенно повышают устойчивость поверхности к истиранию и деформации. Сплав применяется также при изготовлении основных элементов различных других ответственных механизмов, к примеру, редуктора.

Читать также:  Предел прочности стали формула

Температура критических точек стали 40Х

Критическая точка	В°С
Ac1В	743
Ac3В	815
Ar3В	730
Ar1В	693
Mn	325