Проволока из стали 40: конструкционная среднеуглеродистая проволока для нагруженных деталей
Проволока из стали 40 — это холоднотянутый или горячекатаный сортовой металлопрокат из конструкционной качественной среднеуглеродистой стали марки 40 (тип 40 по ГОСТ 1050). Содержание углерода — 0,37–0,45 %, что обеспечивает сочетание прочности и пластичности после термической обработки. Проволока выпускается по ГОСТ 17305, ГОСТ 5663, ГОСТ 9389 (для пружинной) и по ТУ производителей. Ключевое отличие от низкоуглеродистой проволоки (Ст1, Ст2, 08кп) — способность воспринимать закалку и отпуск с получением твёрдости 28–45 HRC.
Сортамент и технические параметры
Диаметр проволоки из стали 40 — от 0,8 до 12 мм. Поставка — в мотках массой 80–1500 кг или на катушках. Точность изготовления: обычная, повышенная, высокая. Состояние поставки:
- без термической обработки (горячекатаная, травленая);
- отожжённая (мягкая, для последующей холодной высадки);
- нормализованная;
- закалённая + отпущенная (для пружин и крепежа);
- холоднотянутая повышенной прочности.
Механические свойства горячекатаной проволоки: временное сопротивление — 590–740 МПа, относительное удлинение — не менее 14 %. После закалки (840–860 C, вода или масло) и отпуска 400–500 C предел прочности достигает 1100–1400 МПа, твёрдость — 35–45 HRC. Свариваемость ограниченная: требуется подогрев 150–200 C и последующая термообработка.
| Диаметр, мм | Состояние | в, МПа | , % | Твёрдость |
|---|---|---|---|---|
| 1,2 | закалка + отпуск | 1300–1500 | 6–8 | 42–48 HRC |
| 2,0 | холоднотянутая | 900–1100 | 8–10 | 28–34 HRC |
| 4,0 | нормализованная | 620–740 | 14–18 | 180–210 HB |
| 6,0 | отожжённая | 520–620 | 18–22 | 160–190 HB |
| 8,0 | горячекатаная | 590–690 | 14–17 | 170–200 HB |
Химический состав стали 40
Марка 40 по ГОСТ 1050: C — 0,37–0,45 %; Si — 0,17–0,37 %; Mn — 0,50–0,80 %; P — 0,030 %; S — 0,035 %; Cr — 0,25 %; Ni — 0,30 %; Cu — 0,30 %; As — 0,08 %. Такое содержание углерода обеспечивает прокаливаемость в пределах 8–12 мм при закалке в воде, что ограничивает применение проволоки больших диаметров для сквозной закалки.
Области применения
Проволока из стали 40 применяется там, где требуется повышенная прочность и износостойкость при умеренной пластичности:
- пружины и упругие элементы механизмов, тормозных систем, сельхозтехники;
- крепёж: болты, шпильки, штифты, шплинты, работающие при знакопеременных нагрузках;
- армирование резинотехнических изделий, рукавов высокого давления, конвейерных лент;
- сварочные электроды и присадочная проволока для наплавки;
- изготовление метизов холодной высадкой после отжига;
- струны, тросы, канаты общего назначения.
В машиностроении проволока используется для изготовления пружин клапанных механизмов, стопорных колец, фиксаторов, а также в качестве заготовки для токарных автоматов при производстве осей, валиков, толкателей. В строительстве — для изготовления анкеров, стяжек, монтажных петель.
Технологические особенности
Обработка резанием — удовлетворительная в отожжённом состоянии (твёрдость 160–190 HB). После закалки обрабатывается только шлифованием. Гибка возможна при радиусе не менее 2–3 диаметров в отожжённом состоянии. Для холодной высадки крепежа применяется сфероидизирующий отжиг при 680–700 C. Сварка плавлением затруднена из-за склонности к закалке в зоне термического влияния — требуется подогрев и последующий отпуск.
Вопросы и ответы
Чем проволока из стали 40 отличается от проволоки из стали 45?
Сталь 40 содержит 0,37–0,45 % углерода, сталь 45 — 0,42–0,50 %. Проволока из стали 45 имеет более высокую прочность после закалки, но меньшую пластичность. Сталь 40 предпочтительна для деталей, работающих при знакопеременных нагрузках, где важна вязкость.
Можно ли сваривать проволоку из стали 40?
Сварка возможна, но требует подогрева 150–200 C и последующего отпуска для предотвращения образования закалочных трещин. Без термообработки сварной шов имеет низкую пластичность и склонен к хрупкому разрушению.
Какая твёрдость достигается после закалки проволоки из стали 40?
После закалки от 840–860 C в воде или масле и отпуска при 400–500 C твёрдость составляет 35–45 HRC. Максимальная прокаливаемость — до 10–12 мм в диаметре.
Поставляется ли проволока из стали 40 в отожжённом состоянии?
Да, отожжённая проволока (мягкая) поставляется для последующей холодной высадки, гибки и обработки резанием. Твёрдость — 160–190 HB, временное сопротивление — 520–620 МПа.
