Стальной блюм 40Х: характеристики, сортамент и применение в металлургии
Блюм из конструкционной легированной стали марки 40Х — полупродукт непрерывной разливки или прокатки квадратного сечения, предназначенный для дальнейшего передела в сортовой прокат, поковки и трубную заготовку. Марка 40Х регламентируется ГОСТ 4543-2016 и содержит 0,36–0,44 % углерода, 0,80–1,10 % хрома, 0,17–0,37 % кремния и 0,50–0,80 % марганца. Такое сочетание обеспечивает сквозную прокаливаемость до 25–30 мм и предел прочности после улучшения 980–1080 МПа.
Блюм 40Х выпускают сечением от 125 125 до 450 450 мм, длиной 4–12 м. Получают методом непрерывной разливки на МНЛЗ криволинейного типа либо прокаткой из слитков на блюмингах. После разливки заготовку подвергают гомогенизирующему отжигу при 840–860 C для устранения дендритной ликвации хрома и углерода.
Сортамент и технические параметры
| Сечение, мм | Длина, м | Масса, т | Кривизна, мм/м | Способ производства |
|---|---|---|---|---|
| 150 150 | 6–12 | 1,0–2,1 | 5 | НЛЗ |
| 200 200 | 6–12 | 1,9–3,8 | 5 | НЛЗ |
| 250 250 | 4–12 | 2,9–5,9 | 6 | НЛЗ / прокатка |
| 300 300 | 4–12 | 4,2–8,5 | 8 | прокатка |
| 350 350 | 4–10 | 5,8–9,6 | 10 | прокатка |
Химический состав и механические свойства
Сталь 40Х относится к группе улучшаемых конструкционных сталей. После закалки в масле от 850–870 C и высокого отпуска при 500–600 C достигаются следующие показатели:
- предел текучести т — не менее 785 МПа;
- временное сопротивление в — 980–1080 МПа;
- относительное удлинение 5 — 10–12 %;
- ударная вязкость KCU — 49–59 Дж/см;
- твёрдость после улучшения — 240–280 HB;
- критическая температура хрупкости — –40…–60 C.
Блюм 40Х поставляется в состоянии горячей прокатки или после термической обработки. Содержание серы и фосфора не превышает 0,025 % и 0,030 % соответственно. Для ответственных поковок применяют электрошлаковый переплав (ЭШП), снижающий содержание неметаллических включений и повышающий изотропию свойств.
Области применения
Блюм 40Х служит заготовкой для производства:
- валов, осей, шпинделей и торсионных валов прокатного оборудования;
- зубчатых колёс, червяков и валов редукторов тяжёлого машиностроения;
- буровых штанг и замков нефтегазового сортамента;
- крепежа повышенной прочности — шпилек, болтов, гаек для энергетического машиностроения;
- трубной заготовки для горячекатаных бесшовных труб нефтяного сортамента;
- поковок для штамповой оснастки и деталей горно-обогатительного оборудования.
В автомобилестроении из блюма 40Х получают полуоси, поворотные кулаки и валы коробок передач. В станкостроении — шпиндели и ходовые винты. В металлургии — ролики МНЛЗ и детали рольгангов.
Контроль качества и дефектоскопия
Блюм 40Х проходит ультразвуковой контроль сплошности по ГОСТ 21105 или ASTM A388. Допускаются дефекты эквивалентной площадью не более 3–5 мм в зависимости от категории ответственности. Поверхностные трещины и закаты удаляются огневой зачисткой или абразивной шлифовкой на глубину до 2 % от стороны сечения. Контроль макроструктуры проводят на темплетах травлением по Бауману.
Вопросы и ответы
Чем блюм 40Х отличается от заготовки из стали 45?
Сталь 40Х легирована хромом (0,80–1,10 %), что обеспечивает более высокую прокаливаемость и прочность после улучшения — до 1080 МПа против 600–750 МПа у стали 45. Блюм 40Х применяют для нагруженных деталей, где требуется сквозная закалка сечения.
Какое сечение блюма 40Х доступно для поставки?
Стандартный сортамент — от 125 125 до 450 450 мм. Наиболее востребованы сечения 150 150, 200 200 и 250 250 мм длиной 6–12 м.
Требуется ли термообработка блюма перед переделом?
Для снижения твёрдости и устранения ликвации рекомендуется гомогенизирующий отжиг при 840–860 C с последующим медленным охлаждением. Это улучшает обрабатываемость и стабильность свойств готового проката.
Какие виды неразрушающего контроля применяют для блюма 40Х?
Ультразвуковой контроль сплошности по ГОСТ 21105 или ASTM A388, а также визуально-измерительный контроль геометрии и поверхностных дефектов. Для ответственных партий — контроль макроструктуры травлением темплетов.
