Горячекатаный стальной лист 40Х: конструкционная легированная сталь для нагруженных деталей
Горячекатаный лист из стали марки 40Х — это продукция металлопроката, изготовленная из конструкционной легированной стали, содержащей около 0,40 % углерода и до 1 % хрома. Такое сочетание обеспечивает сквозную прокаливаемость в сечениях до 25–30 мм и позволяет получать после термической обработки твёрдость 45–55 HRC при сохранении достаточной вязкости сердцевины. Лист поставляется в горячекатаном состоянии без термической обработки либо в нормализованном виде, что определяет его дальнейший передел — закалку, отпуск, улучшение или поверхностную закалку ТВЧ.
Сортамент и технические параметры
Прокат выпускается по ГОСТ 19903 (размеры) и ГОСТ 4543 (химический состав и свойства). Толщина горячекатаного листа 40Х обычно составляет 4–60 мм, ширина — 1500–2500 мм, длина — 6000–12000 мм. Поставка возможна в виде мерных, немерных и кратных полос. Кромки — обрезные или необрезные. Для толстолистового проката свыше 20 мм нормируется ударная вязкость KCU при температуре –40 C и +20 C.
| Параметр | Значение | Условие | Единица | Стандарт |
|---|---|---|---|---|
| Предел текучести | 785 | закалка + отпуск 200 C | МПа | ГОСТ 4543 |
| Предел прочности | 980 | закалка + отпуск 200 C | МПа | ГОСТ 4543 |
| Относительное удлинение | 10 | закалка + отпуск 200 C | % | ГОСТ 4543 |
| Ударная вязкость KCU | 59 | +20 C | Дж/см | ГОСТ 4543 |
| Твёрдость горячекатаного состояния | 217 | без термообработки | HB | ГОСТ 4543 |
Химический состав и структура
Марка 40Х относится к группе улучшаемых легированных сталей перлитного класса. Хром в количестве 0,80–1,10 % повышает прокаливаемость и устойчивость переохлаждённого аустенита, что критично при закалке массивных деталей. Кремний и марганец в пределах 0,17–0,37 % и 0,50–0,80 % соответственно обеспечивают раскисление и дополнительное упрочнение. Сера и фосфор ограничены до 0,035 % каждого. Микроструктура горячекатаного листа — перлит и феррит; после закалки — мартенсит, после высокого отпуска — сорбит.
Технологические операции
- Резка на гильотинных ножницах и плазменная резка с последующей механической обработкой кромок.
- Гибка на листогибочных прессах с усилием от 100 тс при радиусе не менее 2,5 толщины листа.
- Закалка в масле с температурой нагрева 850–870 C, отпуск 200–600 C в зависимости от требуемой твёрдости.
- Поверхностная закалка ТВЧ на глубину 2–6 мм для деталей, работающих на износ.
- Сварка с предварительным подогревом 200–300 C и последующей термообработкой для снятия напряжений.
Области применения
Лист 40Х востребован в тяжёлом машиностроении, станкостроении и нефтегазовом оборудовании. Из него изготавливают:
- зубчатые колёса, валы и шпиндели металлорежущих станков;
- штоки и гильзы гидроцилиндров экскаваторов и прессового оборудования;
- фланцы, крепёж и шпильки фланцевых соединений трубопроводов высокого давления;
- детали бурового инструмента и устьевого оборудования;
- направляющие и упоры прокатных станов;
- корпуса редукторов и элементы грузоподъёмных механизмов.
Вопросы и ответы
Какая твёрдость достигается после закалки листа 40Х?
После закалки в масле от 850–870 C твёрдость составляет 50–55 HRC. Последующий отпуск при 200 C сохраняет 45–50 HRC, при 600 C снижает до 25–30 HRC с повышением ударной вязкости.
Применяется ли лист 40Х для сварных конструкций?
Сварка возможна с предварительным подогревом 200–300 C и последующим отпуском при 600–650 C. Без термообработки в зоне термического влияния образуются закалочные структуры, склонные к трещинообразованию.
Чем отличается лист 40Х от 45?
Сталь 40Х содержит 0,80–1,10 % хрома, что увеличивает прокаливаемость до 25–30 мм против 8–10 мм у стали 45. Это позволяет получать равномерную твёрдость по сечению массивных деталей.
Поставляется ли лист 40Х в термообработанном состоянии?
По согласованию возможна поставка в нормализованном или улучшенном состоянии с нормированными механическими свойствами и твёрдостью. Стандартная поставка — горячекатаный прокат без термообработки.
