Горячекатаный шестигранник Сталь 40 в Минске

Горячекатаный шестигранник из стали 40: конструкционные характеристики и применение

Горячекатаный шестигранник из стали 40 — это сортовой прокат с шестигранным поперечным сечением, изготавливаемый методом горячей прокатки из среднеуглеродистой конструкционной стали марки 40. Материал относится к группе улучшаемых сталей, что определяет его механические свойства после термической обработки. Шестигранный профиль обеспечивает удобство захвата ключом и повышенную жесткость при кручении по сравнению с прутком круглого сечения той же площади.

Химический состав стали 40 регламентируется ГОСТ 1050 и характеризуется содержанием углерода в пределах 0,37–0,45%. Такая концентрация углерода обеспечивает достижение высокой прочности после закалки и отпуска. В качестве легирующих элементов присутствуют марганец (0,50–0,80%), кремний (0,17–0,37%), хром и никель — в остаточных количествах. Ограниченное содержание вредных примесей — серы и фосфора — не превышает 0,035% и 0,030% соответственно, что гарантирует стабильность свойств при последующей обработке давлением и резанием.

Механические свойства и термическая обработка

В состоянии поставки (горячекатаном или нормализованном) шестигранник из стали 40 имеет твердость 187–217 HB. После закалки от температуры 830–860 C в воде или масле и последующего высокого отпуска при 580–600 C материал приобретает сорбитную структуру, обеспечивающую оптимальное сочетание прочности и вязкости. Предел текучести после улучшения достигает 340 МПа, временное сопротивление разрыву — 580 МПа, относительное удлинение — не менее 19%.

Для деталей, работающих при повышенных контактных нагрузках, применяется поверхностная закалка токами высокой частоты (ТВЧ) с нагревом до 840–880 C. Глубина закаленного слоя составляет 1,5–3,0 мм в зависимости от размера шестигранника, поверхностная твердость достигает 50–55 HRC. Такой режим обработки целесообразен для шестигранников размером от 10 до 55 мм, используемых в качестве заготовок под накатку резьбы или шлицевых соединений.

Геометрические параметры и допуски

Горячекатаный шестигранник стали 40 выпускается с размером под ключ от 8 до 100 мм. Точность прокатки соответствует классу В по ГОСТ 2879, что предполагает отклонения по размеру в пределах 0,4–1,3 мм в зависимости от номинального диаметра вписанной окружности. Длина прутков — от 2 до 6 метров, немерная или кратная мерной. Кривизна профиля не превышает 0,5% от длины, скручивание вокруг продольной оси — не более 1 на метр.

Технологичность и обрабатываемость

Сталь 40 относится к группе материалов с удовлетворительной обрабатываемостью резанием. В нормализованном состоянии коэффициент обрабатываемости составляет 0,75–0,85 относительно стали 45. При механической обработке рекомендуется применение твердосплавных пластин марок Т15К6 или Т5К10 для черновых операций и ВК8 для чистового точения. Оптимальная скорость резания при точении — 80–120 м/мин, подача — 0,15–0,4 мм/об.

Свариваемость стали 40 ограниченная. При выполнении сварных соединений требуется предварительный подогрев до 200–300 C и последующая термическая обработка для снятия внутренних напряжений. Для ответственных конструкций, работающих под динамическими нагрузками, сварка не рекомендуется — предпочтительны резьбовые или штифтовые соединения. Горячая объемная штамповка и ковка выполняются при нагреве до 1180–1200 C с окончанием деформации при температуре не ниже 800 C.

Области применения шестигранника из стали 40

Шестигранный прокат из стали 40 востребован в производствах, где требуется сочетание повышенной прочности с возможностью последующей термообработки. Основные направления использования:

• изготовление крепежных изделий — болтов, шпилек, гаек классов прочности 8.8 и выше, работающих при знакопеременных нагрузках;
• производство валов, осей, шпинделей и других деталей металлорежущих станков, подвергаемых закалке ТВЧ;
• выпуск штоков гидроцилиндров и плунжерных пар для насосного оборудования;
• изготовление деталей ходовой части грузового транспорта — пальцев рессор, тормозных тяг, сошек рулевого управления;
• производство инструмента — торцевых головок, воротков, ключей для работы с высоким крутящим моментом;
• заготовки для горячей высадки деталей крепежа в машиностроении и сельхозмашиностроении.

При выборе шестигранника из стали 40 для конкретного узла следует учитывать, что материал предназначен для деталей, работающих при температурах от –40 до +425 C. При более высоких температурах эксплуатации происходит снижение прочностных характеристик, и требуется применение теплостойких сталей. Для работы в условиях низких температур ниже –40 C рекомендуется использовать стали с гарантированной ударной вязкостью, например, марки 20 или 09Г2С.

Вопросы и ответы