Стальная полоса 40ХС: конструкционная легированная полоса из хромокремнистой стали
Стальная полоса 40ХС — горячекатаный или кованый сортовой прокат прямоугольного сечения из конструкционной легированной стали марки 40ХС (хромокремнистая группа). Марка нормируется по ГОСТ 4543 и содержит 0,36–0,44 % углерода, 0,8–1,1 % хрома и 0,9–1,2 % кремния. Кремний как основной легирующий элемент повышает предел упругости и сопротивление малым пластическим деформациям, поэтому полоса 40ХС применяется преимущественно для упругих и рессорно-пружинных элементов, работающих при знакопеременных и циклических нагрузках.
По сравнению с полосой из стали 45 или 40Х, прокат марки 40ХС обеспечивает более высокий предел выносливости после закалки с отпуском и лучшую релаксационную стойкость при повышенных температурах эксплуатации. Полоса поставляется в термически обработанном (отожжённом), нормализованном или без термообработки состоянии, с обрезной или необрезной кромкой.
Сортамент и технические параметры
- Толщина — 4–60 мм; ширина — 12–200 мм.
- Длина — 2–6 м (мерная), немерная и кратная мерной.
- Предельные отклонения по толщине — по ГОСТ 2590 / ГОСТ 4405.
- Кривизна — не более 0,5 % длины на 1 м.
- Состояние поставки — горячекатаная, кованая, термообработанная.
- Кромка — обрезная (строганая) или необрезная.
Химический состав и механические свойства
Сталь 40ХС относится к ограниченно свариваемым: сварные соединения требуют подогрева и последующей термообработки. Обрабатываемость резанием в отожжённом состоянии — удовлетворительная. Прокаливаемость выше, чем у 40Х, за счёт совместного влияния хрома и кремния.
| Показатель | Значение | Показатель | Значение | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Углерод C | 0,36–0,44 % | Кремний Si | 0,9–1,2 % | основной легирующий элемент |
| Хром Cr | 0,8–1,1 % | Марганец Mn | 0,3–0,6 % | по ГОСТ 4543 |
| Предел текучести т | 835 МПа | Предел прочности в | 1030 МПа | закалка + отпуск |
| Относительное удлинение | 9 % | Твёрдость HRC | 42–48 | после закалки |
| Ударная вязкость KCU | 39 Дж/см | Температура закалки | 860–880 C | масло / вода |
Области применения
- Рессоры и пружины подвески грузового подвижного состава и спецтехники.
- Упругие элементы тормозных систем и натяжных устройств.
- Шпиндели, шлицевые валы и рычаги металлорежущих станков.
- Детали бурового и нефтегазового оборудования, работающие при циклических нагрузках.
- Клинья, сухари и направляющие узлов прокатных станов.
- Заготовки для последующей механической обработки и штамповки.
Термообработка и режимы обработки
Полоса 40ХС подвергается закалке с 860–880 C в масле или воде и высокому отпуску 460–520 C для получения требуемого сочетания прочности и упругости. Для снятия внутренних напряжений после механической обработки применяется низкий отпуск 180–220 C. При нагреве под горячую обработку давлением рекомендуется ступенчатый нагрев во избежание обезуглероживания и трещин.
Вопросы и ответы
Чем сталь 40ХС отличается от 40Х?
Марка 40ХС содержит кремний 0,9–1,2 %, что повышает предел упругости и релаксационную стойкость по сравнению с 40Х, где кремний не является легирующим элементом.
Сваривается ли полоса 40ХС?
Свариваемость ограниченная. Требуется предварительный подогрев 200–300 C, применение низководородных электродов и последующая термообработка сварного соединения.
Какая твёрдость достигается после закалки?
После закалки с 860–880 C твёрдость составляет 42–48 HRC; после высокого отпуска — 28–35 HRC в зависимости от температуры.
По какому стандарту поставляется прокат?
Химический состав — по ГОСТ 4543, сортамент полосы — по ГОСТ 4405 и ГОСТ 2590, технические требования — по ГОСТ 1050 и ГОСТ 4543.
