Горячекатаный круг 40ХН4А в Минске


Горячекатаный круг 40ХН4А: конструкционная легированная сталь для тяжелонагруженных деталей

Горячекатаный круг 40ХН4А — сортовой прокат из конструкционной легированной стали, поставляемый по ГОСТ 4543-2016 в термообработанном или без термообработки состоянии. Марка 40ХН4А относится к хромоникелевым сталям с повышенным содержанием никеля (3,5–4,5 %) и регламентированным углеродом 0,36–0,44 %. Такое сочетание обеспечивает глубокую прокаливаемость — критический диаметр при закалке в масле достигает 80–100 мм, что позволяет получать мартенситную структуру по всему сечению крупных деталей.

Круг горячекатаный 40ХН4А выпускается диаметром 20–200 мм с предельным отклонением по ГОСТ 2590-2006. Точность прокатки — обычная (В), повышенная (Б) или высокая (А). Кривизна прутков не превышает 0,5 % длины для класса А. Поверхность — без трещин, закатов и плен, допускаются отдельные зачистки глубиной не более половины предельного отклонения.

Химический состав и механические свойства

Сталь 40ХН4А содержит кремний 0,17–0,37 %, марганец 0,50–0,80 %, хром 0,70–1,00 %, никель 3,50–4,50 %. Сера и фосфор — не более 0,025 % каждого. После улучшения (закалка 850 C в масле, отпуск 550–600 C) достигаются следующие характеристики:

  • предел прочности в — 980–1080 МПа;
  • предел текучести т — не менее 835 МПа;
  • относительное удлинение 5 — 12–14 %;
  • ударная вязкость KCU — 60–80 Дж/см;
  • твёрдость после улучшения — 269–321 HB.

Прокаливаемость стали 40ХН4А обеспечивает сквозную закалку деталей диаметром до 100 мм при охлаждении в масле. После цементации и закалки поверхностный слой достигает 58–62 HRC при вязкой сердцевине 30–40 HRC.

Технологические параметры обработки

Диаметр круга, ммТемпература ковки, CТемпература закалки, CСреда охлажденияТвёрдость после отпуска, HRC
20–401150–850840–860масло45–50
50–801180–850850–870масло40–48
90–1201180–800860–880масло / полимер35–45
130–2001200–800860–880полимер / вода30–40

Обрабатываемость резанием в состоянии поставки — удовлетворительная. После улучшения скорость резания твердосплавным инструментом составляет 80–120 м/мин при подаче 0,2–0,4 мм/об. Свариваемость ограниченная — требуется подогрев до 200–300 C и последующая термообработка.

Области применения

Круг 40ХН4А применяется для изготовления ответственных деталей, работающих при знакопеременных и ударных нагрузках:

  • валы и оси редукторов прокатных станов, шпиндели;
  • зубчатые колёса и шестерни тяжёлых приводов горно-обогатительного оборудования;
  • шатуны, крестовины, шлицевые валы буровых установок;
  • крепежные детали повышенной прочности для металлургических агрегатов;
  • детали турбо- и компрессоростроения, работающие до 400 C.

В нефтегазовой отрасли из круга 40ХН4А изготавливают переводники, элементы бурильных колонн, корпусные детали арматуры высокого давления. В станкостроении — шпиндели, ходовые винты, тяжёлые зубчатые передачи.

Вопросы и ответы

Чем отличается сталь 40ХН4А от 40ХН2МА?

Сталь 40ХН4А содержит 3,5–4,5 % никеля против 1,5–2,0 % у 40ХН2МА, что обеспечивает более глубокую прокаливаемость — до 100 мм против 60 мм. Однако 40ХН2МА дополнительно легирована молибденом, что повышает теплостойкость до 450 C.

Какой диаметр круга 40ХН4А обеспечивает сквозную прокаливаемость?

При закалке в масле сквозная прокаливаемость достигается для диаметров до 80–100 мм. Для сечений свыше 120 мм рекомендуется применять полимерную среду или воду с интенсивным перемешиванием.

Поставляется ли круг 40ХН4А в термообработанном состоянии?

Да, ГОСТ 4543-2016 предусматривает поставку как без термообработки, так и после улучшения. Твёрдость термообработанного проката — 269–321 HB, что соответствует временному сопротивлению 980–1080 МПа.

Какие виды неразрушающего контроля применяются для круга 40ХН4А?

Для ответственных деталей проводится ультразвуковая дефектоскопия по ГОСТ Р 55724 и магнитопорошковый контроль поверхностных дефектов. Допускаются дефекты эквивалентной площади не более 3 мм.