Металлические заготовки 40ХН в Минске

Металлические заготовки 40ХН: конструкционная легированная сталь для тяжелонагруженных деталей

Металлические заготовки 40ХН — это полуфабрикаты из конструкционной легированной стали хромоникелевого класса, поставляемые в виде круга, квадрата, полосы или поковки. Сталь 40ХН содержит 0,36–0,44 % углерода, 0,45–0,75 % хрома и 1,0–1,4 % никеля, что обеспечивает сквозную прокаливаемость в сечениях до 60–80 мм и высокий комплекс механических свойств после улучшения. Заготовки применяют для изготовления валов, шестерён, шпинделей, шатунов, крепёжных деталей ответственного назначения, работающих при знакопеременных и ударных нагрузках.

Сортамент и способы производства

Металлопрокат 40ХН выпускают по ГОСТ 4543-2016 (калиброванный и горячекатаный сортовой прокат) и ГОСТ 8479-70 (поковки). Основные позиции сортамента:

• круг горячекатаный диаметром 20–250 мм, предельные отклонения по ГОСТ 2590;
• круг калиброванный 10–100 мм с полем допуска h11–h12;
• квадрат со стороной 20–150 мм по ГОСТ 2591;
• полоса горячекатаная толщиной 12–60 мм;
• поковки свободной ковки массой до 3000 кг;
• трубы горячедеформированные под механическую обработку.

Металл выплавляют в мартеновских или электродуговых печах, раскисляют, подвергают внепечной обработке и вакуумированию для снижения содержания водорода и неметаллических включений. Заготовки поставляют в термически обработанном состоянии — нормализация, нормализация с высоким отпуском или улучшение (закалка + высокий отпуск). Твёрдость после улучшения — 217–269 HB, временное сопротивление — не менее 980 МПа, предел текучести — от 785 МПа, относительное удлинение — 11–12 %, ударная вязкость KCU — 59–78 Дж/см.

Технологические и эксплуатационные характеристики

Сталь 40ХН относится к улучшаемым: после закалки в масле с 820–860 C и высокого отпуска при 500–600 C формируется структура сорбита, обеспечивающая сочетание прочности и вязкости. Прокаливаемость — критический диаметр в масле 50–70 мм, что позволяет получать однородные свойства по сечению валов и осей. Материал склонен к образованию флокенов, поэтому обязательна противофлокенная обработка — замедленное охлаждение или изотермический отжиг крупных поковок.

Обрабатываемость резанием в состоянии поставки — удовлетворительная; после улучшения твёрдость 229–269 HB требует применения твердосплавного инструмента. Свариваемость ограниченная: сварка возможна с предварительным и сопутствующим подогревом 200–300 C и последующей термообработкой. Заготовки 40ХН применяют в тяжёлом машиностроении, станкостроении, нефтегазовом оборудовании, автомобилестроении — для коленчатых валов, зубчатых колёс редукторов, шпинделей металлорежущих станков, штоков гидроцилиндров, деталей буровых установок.

Применение в узлах и системах

Из заготовок 40ХН изготавливают детали, работающие при циклическом нагружении и контактных напряжениях:

• валы и оси редукторов прокатных станов, экструдеров, дробилок;
• зубчатые колёса и венцы тяжёлых приводов;
• шпиндели и оправки металлорежущих станков;
• штоки и гильзы гидравлических прессов;
• крепёж класса прочности 10.9–12.9 для металлоконструкций;
• детали бурового инструмента и насосного оборудования.

Вопросы и ответы