Поковки 40Х в Минске


Поковки из стали 40Х: характеристики, термообработка и применение

Поковки из конструкционной легированной стали 40Х (аналог 40Cr по DIN, AISI 5140) получают методом горячей объёмной штамповки или свободной ковки с последующей термической обработкой. Марка относится к улучшаемым хромсодержащим сталям перлитного класса, содержание углерода — 0,36–0,44 %, хрома — 0,80–1,10 %. Такое сочетание обеспечивает сквозную прокаливаемость в сечениях до 50 мм при закалке в масле и позволяет достигать твёрдости 45–52 HRC после закалки с отпуском.

Технические параметры и режимы обработки

Кованые заготовки поставляются по ГОСТ 8479-70, ГОСТ 1133-71 или ГОСТ 4543-2016 с нормированием механических свойств по группам прочности. Типовая последовательность: нагрев до 1180–1220 C, деформация с окончанием при 800–850 C, замедленное охлаждение для предотвращения флокенов. Улучшение (закалка 850–870 C в масле + высокий отпуск 520–600 C) даёт предел текучести 785–980 МПа при ударной вязкости KCU 49–78 Дж/см.

ПараметрЗначениеУсловиеЕдиницаСтандарт
Предел текучести т785улучшение, 25 ммМПаГОСТ 8479-70
Временное сопротивление в980закалка + отпуск 560 CМПаГОСТ 4543-2016
Твёрдость241–285после улучшенияHBГОСТ 8479-70
Ударная вязкость KCU 59+20 CДж/смГОСТ 9454-78
Прокаливаемостьдо 50критический диаметр, масломмГОСТ 5657-69

Номенклатура и сортамент

  • Поковки круглого сечения 60–400 мм под механическую обработку валов, осей, шпинделей.
  • Кованые плиты и бруски прямоугольного профиля для корпусных деталей и штамповых блоков.
  • Заготовки под зубчатые колёса, червячные пары, шлицевые валы редукторов.
  • Поковки для крепёжных элементов повышенной прочности: шпильки, болты, штифты.
  • Кольцевые и дисковые заготовки под фланцы, муфты, полумуфты приводов.

Области применения

Сталь 40Х востребована в узлах, работающих при знакопеременных и ударных нагрузках с нагревом до 400–450 C. Из поковок изготавливают:

  • валы и роторы насосных агрегатов, компрессоров, дымососов;
  • зубчатые колёса и валы коробок передач металлорежущих станков;
  • детали бурового оборудования, шпиндели и переводники;
  • элементы грузоподъёмных механизмов — крюки, траверсы, оси блоков;
  • крепёж для нефтегазовой арматуры и энергетических установок.

Технологические особенности

Материал склонен к образованию флокенов при охлаждении крупных сечений, поэтому поковки свыше 150 мм подвергают изотермическому отжигу или противофлокеновой обработке. Обрабатываемость резанием в улучшенном состоянии — удовлетворительная, в отожжённом — хорошая. Свариваемость ограниченная: требуется подогрев до 200–250 C и последующая термообработка. Для повышения поверхностной твёрдости применяют ТВЧ-закалку на глубину 2–4 мм или азотирование.

Вопросы и ответы

Какая твёрдость достигается у поковок 40Х после улучшения?

После закалки в масле и высокого отпуска твёрдость составляет 241–285 HB, что соответствует пределу текучести 785–980 МПа в зависимости от сечения.

Применяется ли сталь 40Х для сварных конструкций?

Свариваемость ограниченная. Сварка допускается с предварительным подогревом 200–250 C и обязательной последующей термообработкой для снятия напряжений.

До какой температуры сохраняются механические свойства поковок?

Эксплуатационный диапазон — до 400–450 C. Выше этой температуры начинается интенсивное разупрочнение и снижение жаропрочности.

Чем отличается 40Х от 40ХН при изготовлении поковок?

Сталь 40ХН содержит никель, что повышает прокаливаемость и ударную вязкость при отрицательных температурах. 40Х экономичнее и применяется при менее жёстких требованиях к хладостойкости.