Горячекатаный круглый пруток из стали 40: конструкционный прокат для нагруженных деталей машин
Горячекатаный круглый пруток из стали 40 — это сортовой прокат конструкционного назначения, получаемый прокаткой нагретой до 1200–1250 C заготовки на непрерывных мелкосортных станах. Сталь 40 — углеродистая качественная конструкционная сталь по ГОСТ 1050, содержащая 0,37–0,45 % углерода, до 0,37 % кремния, до 0,80 % марганца. Прокат поставляется в термически необработанном состоянии с феррито-перлитной структурой и нормируемыми механическими свойствами.
Сортамент и геометрические параметры
Пруток выпускается диаметром 5–270 мм в зависимости от стана. Для диаметров до 140 мм предельные отклонения соответствуют квалитетам h11–h12, кривизна не превышает 0,5 % длины. Мерная длина — 2–6 м, немерная — 1,5–10 м. Овальность не превышает 70 % допуска на диаметр. По требованию заказчика прокат проходит правку на роликовых правильных машинах и ультразвуковой контроль внутренних дефектов.
| Диаметр, мм | Предел текучести т, МПа | Предел прочности в, МПа | Относительное удлинение 5, % | Твёрдость HB |
|---|---|---|---|---|
| 20 | 335 | 570 | 19 | 170–207 |
| 40 | 315 | 550 | 17 | 170–217 |
| 80 | 295 | 530 | 15 | 180–225 |
| 120 | 275 | 510 | 14 | 185–235 |
Технологические свойства и термообработка
Сталь 40 обладает ограниченной свариваемостью из-за склонности к закалке в зоне термического влияния; сварные соединения требуют подогрева до 150–200 C и последующей нормализации. Прокат хорошо обрабатывается резанием в нормализованном состоянии (Kv = 1,0 при HB 170–200) и удовлетворительно — после улучшения. Обрабатываемость давлением в горячем состоянии высокая; температура ковки — 1200–850 C с охлаждением в штабеле или печи для крупных сечений.
Типовые режимы термической обработки:
- Нормализация — нагрев до 850–870 C, охлаждение на воздухе.
- Закалка — 840–860 C в воде или масле (для сечения до 25 мм — вода).
- Отпуск высокий — 550–600 C, охлаждение на воздухе или в воде.
- Улучшение — закалка + высокий отпуск, твёрдость 235–280 HB.
- Отжиг изотермический — 840–860 C с выдержкой и охлаждением до 680 C.
Области применения
Пруток из стали 40 применяется для изготовления деталей, работающих при умеренных нагрузках и скоростях:
- Валы, оси, шпиндели металлорежущих станков и редукторов.
- Зубчатые колёса, червяки, шлицевые валы после улучшения.
- Крепёжные изделия повышенной прочности — шпильки, болты, гайки.
- Штоки гидроцилиндров, пальцы, втулки, рычаги.
- Детали сельхозтехники, компрессоров, насосного оборудования.
- Заготовки для последующей механической обработки и ТВЧ-закалки.
Вопросы и ответы
Какая твёрдость у горячекатаного прутка из стали 40 без термообработки?
В состоянии поставки твёрдость составляет 170–217 HB в зависимости от диаметра и режима охлаждения после прокатки. Для крупных сечений допускается повышение до 225 HB.
До какой твёрдости можно закалить сталь 40?
После закалки в воде с 850 C и низкого отпуска твёрдость достигает 50–55 HRC в поверхностном слое. Прокаливаемость ограничена: критический диаметр в воде — 15–25 мм, поэтому для крупных сечений применяют поверхностную закалку ТВЧ.
Чем сталь 40 отличается от стали 45?
Сталь 40 содержит 0,37–0,45 % углерода, сталь 45 — 0,42–0,50 %. Сталь 45 имеет более высокую прочность после улучшения, но меньшую пластичность и ударную вязкость. Сталь 40 предпочтительна для деталей, работающих с динамическими нагрузками.
Поставляется ли пруток из стали 40 с сертификатом качества?
Да, прокат сопровождается сертификатом качества по ГОСТ 1050 с указанием химического состава, механических свойств, результатов испытаний на растяжение и твёрдость. По запросу предоставляются протоколы УЗК и макроструктуры.
