Поковки 40ХГНМ в Минске


Поковки из стали 40ХГНМ: характеристики, термообработка и применение

Поковки 40ХГНМ — кованые заготовки из легированной конструкционной стали хромоникельмолибденового класса, получаемые горячей объёмной штамповкой или свободной ковкой с последующей термической обработкой. Сталь 40ХГНМ содержит 0,37–0,44 % углерода, 0,8–1,1 % хрома, 0,8–1,1 % никеля и 0,15–0,25 % молибдена, что обеспечивает сквозную прокаливаемость в сечениях до 100 мм и устойчивость к хрупкому разрушению при отрицательных температурах. Молибден подавляет отпускную хрупкость второго рода, никель повышает ударную вязкость KCU до 60–80 Дж/см после улучшения.

Технические параметры и режимы обработки

Поковки 40ХГНМ поставляются по ГОСТ 8479-70 и ГОСТ 1133-71 с нормированием механических свойств по группам поковок. Типовая термическая обработка — закалка от 850–870 C в масле или полимерной среде с последующим высоким отпуском при 580–620 C. Твёрдость после улучшения составляет 235–280 HB, предел текучести — не менее 785 МПа, временное сопротивление — 980–1180 МПа. Для крупногабаритных поковок применяют нормализацию с отпуском, обеспечивающую 187–229 HB при сохранении обрабатываемости резанием.

ПараметрЗначениеРежимСечение, ммПримечание
Предел текучести т 785 МПаЗакалка + высокий отпускдо 100ГОСТ 8479-70, группа IV
Ударная вязкость KCU 59 Дж/смУлучшениедо 60при +20 C
Твёрдость235–280 HBЗакалка 860 C, отпуск 600 Cдо 80масляная среда
Прокаливаемостьдо 100 ммСквознаякритический диаметрторцевая закалка
ХладостойкостьKCU 39 Дж/смУлучшениедо 60при –40 C

Технологические особенности ковки

Температурный интервал ковки стали 40ХГНМ составляет 1200–850 C. Нагрев под ковку ведут ступенчато для предотвращения перегрева и образования флокенов. После ковки обязательна противофлокенная обработка: замедленное охлаждение в термостатах или изотермический отжиг при 640–680 C. Обрабатываемость резанием в состоянии поставки — удовлетворительная при твёрдости 170–210 HB; после улучшения назначают твёрдосплавный инструмент с износостойкими покрытиями.

Области применения

  • Валы, оси и шестерни редукторов прокатных станов, работающие при знакопеременных нагрузках.
  • Шпиндели и веретёна металлорежущих станков с повышенными требованиями к жёсткости.
  • Детали бурового оборудования: переводники, муфты, элементы КНБК.
  • Крепёж горячей высадки для энергетического машиностроения — шпильки, болты фланцевых соединений паропроводов.
  • Коленчатые и кулачковые валы двигателей внутреннего сгорания повышенной мощности.
  • Зубчатые колёса тяжёлых крановых механизмов и горно-шахтного оборудования.

Контроль качества

Поковки 40ХГНМ подвергают ультразвуковому контролю по ГОСТ 24507-80 для выявления внутренних дефектов, а также контролю макро- и микроструктуры. Недопустимы флокены, расслоения, крупнозернистая структура с баллом выше 5 по ГОСТ 5639-82. Для ответственных деталей проводят испытания на растяжение при рабочей температуре и определение критической температуры хрупкости T50.

Вопросы и ответы

Какая термообработка обеспечивает максимальную прочность поковок 40ХГНМ?

Закалка от 850–870 C в масле с высоким отпуском при 580–620 C даёт сочетание т 785 МПа и KCU 59 Дж/см. Для сечений свыше 80 мм применяют полимерную закалочную среду с регулируемой скоростью охлаждения.

Допускается ли сварка поковок из стали 40ХГНМ?

Сварка ограниченно применима из-за склонности к образованию холодных трещин. Требуется предварительный подогрев до 200–250 C, сварочные материалы с низким содержанием водорода и немедленный отпуск после сварки при 600–650 C.

Какой критический диаметр прокаливаемости у стали 40ХГНМ?

При закалке в масле критический диаметр составляет 50–70 мм, в воде — до 100 мм. Это позволяет получать сквозную прокаливаемость в крупных поковках ответственного назначения.

Чем отличается 40ХГНМ от 40ХН2МА?

Сталь 40ХГНМ содержит меньше никеля (0,8–1,1 % против 1,4–1,8 %), что снижает стоимость, но уменьшает хладостойкость. 40ХН2МА применяют при температурах до –60 C, тогда как 40ХГНМ гарантирует KCU 39 Дж/см при –40 C.