Квадрат из конструкционной стали 40ХН2СВА в Минске


Квадрат из конструкционной стали 40ХН2СВА: сортовой прокат для высоконагруженных узлов

Квадрат из конструкционной стали 40ХН2СВА — горячекатаный сортовой прокат сплошного квадратного сечения, изготовленный из легированной хромоникелькремнистой стали, выплавляемой методом вакуумно-дугового переплава (ВДП). Марка 40ХН2СВА относится к улучшаемым конструкционным сталям повышенной прокаливаемости и применяется для деталей, работающих при знакопеременных и ударных нагрузках в условиях повышенных требований к надёжности. Прокат поставляется в термически обработанном или горячекатаном состоянии с нормированием механических свойств после закалки и высокого отпуска.

Химический состав и структура

Сталь 40ХН2СВА содержит углерод в пределах 0,36–0,44 %, хром 0,45–0,75 %, никель 1,60–2,00 %, кремний 0,60–0,90 %, марганец 0,50–0,80 %. Вакуумно-дуговой переплав обеспечивает низкое содержание газов и неметаллических включений, что повышает изотропность свойств по сечению квадрата. После закалки в масле и отпуска при 200–600 C формируется структура сорбита или троостита отпуска с равномерным распределением карбидной фазы.

Механические свойства

ПоказательЗначениеСечение, ммТермообработкаУсловие испытания
Предел прочности в 1080 МПадо 60закалка + отпуск 200 Cрастяжение
Предел текучести 0,2 930 МПадо 60закалка + отпуск 200 Cрастяжение
Относительное удлинение 5 10 %до 60закалка + отпуск 200 Cрастяжение
Ударная вязкость KCU 59 Дж/смдо 60закалка + отпуск 200 Cударный изгиб
Твёрдость после отпуска34–41 HRCдо 60закалка + отпуск 200 Cпо Роквеллу

Сортамент и предельные отклонения

Квадрат выпускается со стороной от 12 до 200 мм. Для горячекатаного проката предельные отклонения по стороне составляют +0,3/0,7 мм при размере до 50 мм и 1,5 % при размере свыше 50 мм. Кривизна прутка не превышает 0,5 % длины. Прокат поставляется в прутках длиной 2–6 м или в мотках при диаметре вписанной окружности до 20 мм. Косина реза не превышает 5 мм.

Технологические особенности

  • Прокаливаемость: сквозная закалка в масле обеспечивается в сечении до 60–80 мм благодаря никелю и хрому.
  • Обрабатываемость резанием: удовлетворительная в улучшенном состоянии, твёрдость 200–240 HB перед механической обработкой.
  • Свариваемость: ограниченная, требуется подогрев до 200–300 C и последующая термообработка.
  • Склонность к отпускной хрупкости: повышена, рекомендуется изотермический отпуск.
  • Деформируемость: горячая обработка давлением при 1150–850 C.

Область применения

Квадрат из 40ХН2СВА применяется для изготовления ответственных деталей авиационной техники, энергетического оборудования и тяжёлого машиностроения. Конкретные узлы:

  • Шпиндели и валы металлорежущих станков с ЧПУ.
  • Штоки гидроцилиндров горно-шахтного оборудования.
  • Крепёжные элементы роторов турбокомпрессоров.
  • Зубчатые колёса и валы редукторов прокатных станов.
  • Детали буровых долот и забойных двигателей.
  • Силовые элементы шасси и стоек авиационных конструкций.

Нормативная база

Прокат изготавливается по ГОСТ 4543-2016 (конструкционная легированная сталь) и ГОСТ 2591-2006 (горячекатаный квадрат). Для авиационного применения — по ОСТ 1 92001 и ТУ с нормированием ВДП. Контроль макро- и микроструктуры проводится по ГОСТ 10243 и ГОСТ 5639.

Вопросы и ответы

Чем обусловлено применение вакуумно-дугового переплава для стали 40ХН2СВА?

ВДП снижает содержание кислорода и водорода, уменьшает количество неметаллических включений, что повышает ударную вязкость и усталостную прочность в поперечном направлении квадрата.

Какая максимальная сторона квадрата обеспечивает сквозную прокаливаемость?

При закалке в масле сквозная прокаливаемость достигается в сечении до 60–80 мм в зависимости от температуры нагрева и интенсивности охлаждения.

Допускается ли сварка квадрата из 40ХН2СВА?

Сварка возможна с предварительным подогревом 200–300 C, применением аустенитных электродов и обязательной последующей закалкой с отпуском.

Какие виды термообработки применяются для восстановления свойств?

Полная термообработка: закалка в масле от 860–880 C, высокий отпуск 200–600 C в зависимости от требуемого уровня прочности и вязкости.