Металлические заготовки 40Х в Минске


Металлические заготовки 40Х: конструкционная легированная сталь для нагруженных деталей

Металлические заготовки 40Х — это полуфабрикаты из конструкционной легированной стали марки 40Х (хромистая группа, ~0,4 % углерода, 0,8–1,1 % хрома), поставляемые в виде круга, квадрата, полосы, поковок и трубной заготовки. Материал регламентируется ГОСТ 4543-2016 и применяется для деталей, работающих при умеренных и повышенных нагрузках после термической обработки. Заготовки 40Х сохраняют прочностной потенциал до 200 C и обеспечивают сквозную прокаливаемость в сечениях до 25–30 мм при закалке в масле.

Сортамент и способы поставки

Металлопрокат 40Х выпускается в горячекатаном, кованом и калиброванном исполнении. Для станков с ЧПУ и автоматов продольного точения востребована калиброванная заготовка с полями допусков h9–h11 и шероховатостью Ra 1,25–2,5 мкм. Крупные поковки 40Х применяются для валов, зубчатых колёс и шпинделей тяжёлого машиностроения.

  • круг горячекатаный 20–250 мм по ГОСТ 2590;
  • квадрат 40 40 — 150 150 мм по ГОСТ 2591;
  • полоса и шина для поковок по ГОСТ 1133;
  • трубная заготовка и гильзы для механической обработки;
  • калиброванный прокат h9–h11 для токарных автоматов;
  • поковки по ГОСТ 8479 с припуском под механическую обработку.

Химический состав и механические свойства

Сталь 40Х содержит 0,36–0,44 % C, 0,8–1,1 % Cr, 0,17–0,37 % Si, 0,5–0,8 % Mn, не более 0,035 % S и 0,035 % P. Хром повышает прокаливаемость и износостойкость, а умеренное содержание углерода обеспечивает баланс прочности и вязкости. После улучшения (закалка 860 C в масле + высокий отпуск 500–600 C) достигаются: предел прочности — 980–1080 МПа, предел текучести — 785–880 МПа, относительное удлинение — 9–10 %, ударная вязкость KCU — 40–60 Дж/см, твёрдость — 235–280 HB.

Термообработкав, МПат, МПа, %Твёрдость, HB
Нормализация640–780380–45014–18170–207
Улучшение980–1080785–8809–10235–280
Закалка ТВЧ1500–17001300–14506–848–54
Цементация + закалка1100–1250900–10008–956–62 (поверхность)

Технологические свойства

Заготовки 40Х обладают удовлетворительной обрабатываемостью резанием (Kv 0,9–1,0 по отношению к стали 45), хорошо свариваются контактной сваркой и деформируются в горячем состоянии при 850–1150 C. Прокаливаемость — критический диаметр 25–30 мм в масле и до 40 мм в воде. Склонность к отпускной хрупкости второго рода требует ускоренного охлаждения после высокого отпуска. Обезуглероживание при нагреве под закалку устраняется защитной атмосферой или обмазкой.

Области применения

Металлические заготовки 40Х идут на изготовление ответственных деталей общего машиностроения, работающих с ударными и знакопеременными нагрузками.

  • валы, шпиндели, оси и торсионные валы металлорежущих станков;
  • зубчатые колёса, червяки и шестерни редукторов подъёмно-транспортного оборудования;
  • крейцкопфы, шатуны и пальцы поршневых компрессоров;
  • болты, шпильки и гайки повышенной прочности для нефтегазовой арматуры;
  • полуоси, поворотные кулаки и детали трансмиссии спецтехники;
  • корпуса и втулки насосного оборудования, работающего при 150–200 C.

Вопросы и ответы

Чем заготовки 40Х отличаются от стали 45?

Легирование хромом (0,8–1,1 %) повышает прокаливаемость 40Х до 25–30 мм против 8–12 мм у стали 45, что даёт более равномерные механические свойства по сечению после закалки.

Какая термообработка обеспечивает максимальную твёрдость заготовок 40Х?

Поверхностная закалка ТВЧ с последующим низким отпуском 180–200 C даёт твёрдость 48–54 HRC при вязкой сердцевине, что оптимально для зубчатых колёс и валов.

Применяются ли заготовки 40Х для сварных конструкций?

Дуговая сварка ограничена из-за склонности к образованию закалочных трещин; требуется предварительный подогрев 200–300 C и последующая термообработка. Контактная сварка применяется без ограничений.

Какой сортамент заготовок 40Х доступен для станков с ЧПУ?

Калиброванный круг h9–h11 диаметром 10–80 мм и шестигранник с шероховатостью Ra 1,25–2,5 мкм, поставляемые мерными прутками длиной 3–6 м.