Стальной круг 40Х10С2М в Минске

Стальной круг 40Х10С2М — жаропрочный прокат для клапанных систем ДВС

Стальной круг 40Х10С2М — это сортовой горячекатаный прокат круглого сечения из легированной жаропрочной стали мартенситно-ферритного класса. Материал предназначен для изготовления деталей, работающих в условиях высоких температур (до 750 C) и знакопеременных механических нагрузок. Основное применение — выпускные клапаны форсированных дизельных и бензиновых двигателей внутреннего сгорания, а также другие узлы газораспределительного механизма, испытывающие воздействие агрессивных продуктов сгорания топлива.

Химический состав стали 40Х10С2М регламентирован ГОСТ 5632 и включает хром (9,0–10,5 %), кремний (1,9–2,6 %) и молибден (0,7–0,9 %). Такое сочетание легирующих элементов обеспечивает высокую окалиностойкость при нагреве до 850 C и сопротивление газовой коррозии в среде выхлопных газов. Углерод (0,35–0,45 %) придаёт материалу способность к упрочнению термической обработкой — закалке с последующим высоким отпуском.

Механические свойства и термическая обработка

Круг 40Х10С2М поставляется в термически обработанном состоянии — после отжига или высокого отпуска. Твёрдость проката в состоянии поставки не превышает 255 HB, что обеспечивает удовлетворительную обрабатываемость резанием при изготовлении клапанов методом токарной обработки и последующего шлифования. После окончательной закалки от 1030–1050 C в масле и отпуска при 720–780 C материал приобретает рабочие свойства:

• предел прочности при растяжении — 880–1080 МПа;
• предел текучести — не менее 700 МПа;
• относительное удлинение — не менее 10 %;
• ударная вязкость KCU — не менее 30 Дж/см;
• твёрдость после полной термообработки — 28–35 HRC.

Жаростойкость стали 40Х10С2М обусловлена образованием плотной оксидной плёнки на поверхности при рабочих температурах. Скорость окалинообразования при 800 C не превышает 0,5 г/(мч), что позволяет применять материал в циклах с длительными выдержками при высоких температурах без существенной потери сечения детали.

Сортамент и геометрические параметры

Горячекатаный круг 40Х10С2М изготавливается диаметром от 10 до 120 мм. Допуски на размеры соответствуют классу точности Б по ГОСТ 2590. Прокат поставляется в прутках мерной, кратной или немерной длины — от 2 до 6 метров. Кривизна прутка не превышает 0,5 % от длины, что обеспечивает корректную подачу материала в автоматические линии продольного раскроя и токарные станки с ЧПУ.

Применение в промышленности

Основной сегмент потребления круга 40Х10С2М — производство выпускных клапанов для двигателей внутреннего сгорания грузового транспорта, сельскохозяйственной техники, тепловозов и судовых силовых установок. Кроме клапанов, из материала изготавливают:

• сёдла выпускных клапанов и направляющие втулки;
• крепёжные элементы выхлопных трактов — шпильки и гайки фланцев;
• детали топливной аппаратуры, работающие при повышенных температурах;
• элементы газотурбинных установок малой мощности;
• заготовки для последующей штамповки и механической обработки.

Технология изготовления клапанов из круга 40Х10С2М включает индукционный нагрев заготовки, горячую высадку тарелки, механическую обработку стержня и фаски, а также упрочняющую термическую обработку. Для повышения износостойкости фаски клапана применяется наплавка стеллитом или лазерная закалка поверхности. Материал хорошо сваривается точечной сваркой при приварке стержня из хромистой стали к тарелке из 40Х10С2М.

Особенности эксплуатации

Работоспособность деталей из стали 40Х10С2М сохраняется при температуре до 750 C при условии отсутствия длительных пиковых перегрузок. Материал чувствителен к ударным нагрузкам при температурах ниже –20 C, поэтому для узлов, эксплуатируемых в условиях холодного климата, требуется учёт хладноломкости при проектировании. Допустимые рабочие напряжения при температуре 600 C составляют порядка 120 МПа, при 700 C — снижаются до 50 МПа.

При заказе круга 40Х10С2М необходимо указывать диаметр, класс точности, состояние поставки и объём партии. Для серийного производства клапанов рекомендуется согласовывать с поставщиком химический состав в узких пределах, а также требования к макроструктуре и отсутствию поверхностных дефектов — закатов, плен и волосовин, недопустимых на ответственных деталях газораспределительного механизма.

Вопросы и ответы