Калиброванный круг 40Х: конструкционная легированная сталь для прецизионных валов и осей
Калиброванный круг 40Х — это горячекатаный или холоднотянутый пруток круглого сечения из конструкционной легированной хромистой стали марки 40Х, прошедший операцию калибровки (волочения) с последующей правкой и, при необходимости, термообработкой. Калибровка обеспечивает точные размеры по диаметру, повышенную чистоту поверхности и кривизну, не превышающую нормируемых значений, что позволяет использовать прокат без предварительной механической обработки в автоматных и токарных производствах.
Марка 40Х содержит 0,36–0,44 % углерода и 0,8–1,1 % хрома. Такое сочетание даёт после улучшения (закалка + высокий отпуск) предел прочности 980–1180 МПа при твёрдости 230–280 HB, сохраняя достаточную вязкость для восприятия знакопеременных и ударных нагрузок. Калиброванный круг 40Х поставляется в термически обработанном (улучшенном) или нагартованном состоянии, что определяет его прочностные и технологические характеристики.
Сортамент и технические параметры
Калиброванный прокат из стали 40Х выпускается диаметром от 5 до 80 мм в зависимости от способа производства. Холоднотянутый круг обеспечивает более жёсткие допуски и меньшую шероховатость, горячекатаный калиброванный — больший диапазон диаметров. Кривизна прутков нормируется на 1 м длины и не превышает 0,5–1,5 мм в зависимости от класса точности.
| Диаметр, мм | Способ производства | Допуск по диаметру | Твёрдость, HB | Предел прочности, МПа |
|---|---|---|---|---|
| 10 | холоднотянутый | h9 | 241–285 | 980 |
| 20 | холоднотянутый | h10 | 230–280 | 980–1180 |
| 40 | горячекатаный калиброванный | h11 | 217–255 | 880 |
| 60 | горячекатаный калиброванный | h11 | 207–248 | 830 |
Химический состав и механические свойства
Сталь 40Х регламентируется ГОСТ 4543. Хром повышает прокаливаемость, что позволяет получать мартенситную структуру по всему сечению при закалке в масле для диаметров до 25–30 мм. После улучшения механические свойства калиброванного круга 40Х составляют:
- предел текучести — не менее 785 МПа;
- относительное удлинение — не менее 9 %;
- ударная вязкость KCU — не менее 49 Дж/см;
- твёрдость после улучшения — 230–280 HB;
- твёрдость после закалки ТВЧ — 48–54 HRC (поверхностный слой).
Технологические особенности калиброванного проката
Калибровка формирует упрочнённый поверхностный слой с наклёпом, что повышает предел выносливости при циклическом нагружении. Малые припуски и стабильный диаметр позволяют применять автоматы продольного точения, токарные станки с ЧПУ и обрабатывающие центры без чернового обдира. Калиброванный круг 40Х хорошо обрабатывается резанием в улучшенном состоянии, удовлетворительно сваривается (с предварительным и сопутствующим подогревом 200–300 C), подвергается цементации, азотированию и индукционной закалке.
Области применения
Калиброванный круг 40Х применяется для изготовления деталей, работающих при умеренных динамических нагрузках и требующих повышенной прочности:
- валы, оси, шпиндели металлорежущих станков;
- штоки гидро- и пневмоцилиндров, направляющие колонны пресс-форм;
- зубчатые колёса, червяки, шлицевые валы редукторов;
- крепёжные изделия повышенной прочности — шпильки, болты, штифты;
- детали сельхозтехники, насосного и компрессорного оборудования;
- заготовки для последующей токарной обработки на автоматах продольного точения.
Вопросы и ответы
Чем калиброванный круг 40Х отличается от горячекатаного?
Калиброванный прокат проходит волочение и правку, обеспечивая допуск h9–h11, шероховатость Ra 2,5 мкм и кривизну до 1,5 мм на 1 м. Горячекатаный круг имеет допуск по ГОСТ 2590 и требует обдирки перед точной обработкой.
В каком состоянии поставляется калиброванный круг 40Х?
Прутки поставляются в улучшенном (закалка + высокий отпуск), нагартованном или отожжённом состоянии. Состояние указывается в заказе и определяет твёрдость и обрабатываемость.
До какого диаметра сталь 40Х прокаливается насквозь?
При закалке в масле сквозная прокаливаемость достигается для диаметров до 25–30 мм. Для больших сечений применяют закалку в воде или полимерной среде.
Можно ли сваривать калиброванный круг 40Х?
Сварка возможна с предварительным подогревом 200–300 C и последующей термообработкой. Без подогрева в зоне термического влияния образуются закалочные структуры, склонные к трещинам.
