Стальной круг 40ХГНМ в Минске


Стальной круг 40ХГНМ: конструкционная легированная сталь для высоконагруженных деталей

Стальной круг 40ХГНМ — горячекатаный или кованый сортовой прокат из конструкционной легированной стали марки 40ХГНМ (хром-марганец-никель-молибденовая система легирования). Данная марка относится к улучшаемым сталям и применяется для изготовления деталей, работающих при знакопеременных и ударных нагрузках в условиях повышенного износа. Круг поставляется в термически обработанном (улучшенном) или горячекатаном состоянии, что определяет его механические характеристики и область применения.

Химический состав и легирующие элементы

Система легирования Cr–Mn–Ni–Mo обеспечивает прокаливаемость до 60–80 мм в диаметре при закалке в масле. Никель повышает вязкость и сопротивление хрупкому разрушению, молибден снижает склонность к отпускной хрупкости второго рода, марганец увеличивает прокаливаемость и прочность. Хром обеспечивает коррозионную стойкость в атмосферных условиях и повышает теплостойкость.

  • Углерод (C) — 0,36–0,44 %
  • Хром (Cr) — 0,80–1,10 %
  • Марганец (Mn) — 0,90–1,20 %
  • Никель (Ni) — 0,80–1,20 %
  • Молибден (Mo) — 0,20–0,30 %
  • Кремний (Si) — 0,17–0,37 %

Механические свойства после улучшения

После закалки (850–870 C, масло) и высокого отпуска (560–620 C) сталь 40ХГНМ обеспечивает сочетание прочности и ударной вязкости, необходимое для тяжелонагруженных валов, шестерён, шпинделей и крепёжных элементов. Предел текучести достигает 835–980 МПа при твёрдости 269–321 HB.

Диаметр круга, ммв, МПат, МПа5, %KCU, Дж/см
20–40 980 835 12 59
41–60 930 785 13 59
61–100 880 735 14 49

Технологические особенности обработки

Круг 40ХГНМ подвергается обработке резанием в улучшенном состоянии. Рекомендуемые режимы: скорость резания твердосплавным инструментом — 80–120 м/мин, подача — 0,2–0,4 мм/об. Свариваемость ограниченная — требуется предварительный и сопутствующий подогрев до 200–300 C с последующей термообработкой. Обрабатываемость давлением в горячем состоянии удовлетворительная в интервале 1150–850 C.

Области применения

  • Валы и оси редукторов прокатных станов, шпиндели металлорежущих станков
  • Зубчатые колёса, шестерни и венцы тяжёлых приводов горно-обогатительного оборудования
  • Штоки и гильзы гидроцилиндров экскаваторов, буровых установок
  • Крепёж ответственного назначения: шпильки, болты, штифты для энергетического машиностроения
  • Детали турбокомпрессоров, насосов высокого давления, арматуры нефтегазового сортамента

Нормативная база и сортамент

Прокат из стали 40ХГНМ регламентируется ГОСТ 4543-2016 (конструкционная легированная сталь) и ГОСТ 2590-2006 (сортамент горячекатаного круглого проката). Диаметр круга — от 20 до 200 мм, длина — мерная или немерная. Поставка осуществляется в прутках или мотках. Твёрдость в состоянии поставки — не более 269 HB без термообработки.

Вопросы и ответы

Чем сталь 40ХГНМ отличается от 40ХН2МА?

40ХГНМ содержит марганец вместо части никеля, что снижает стоимость при сохранении прокаливаемости. 40ХН2МА имеет больше никеля (1,5–1,8 %) и применяется для более массивных деталей с повышенными требованиями к вязкости.

Какой диаметр круга обеспечивает сквозную прокаливаемость?

При закатке в масле сквозная прокаливаемость достигается для диаметров до 60–80 мм. Для больших сечений рекомендуется закалка в воде или водополимерной среде с контролем скорости охлаждения.

Возможна ли сварка круга 40ХГНМ без последующей термообработки?

Нет. Сварные соединения без отпуска склонны к образованию холодных трещин. Требуется подогрев 200–300 C, сварочные материалы с низким содержанием водорода и немедленный отпуск при 600–650 C.

Какая твёрдость достигается после закалки и низкого отпуска?

После закалки от 860 C и отпуска при 200 C твёрдость составляет 48–52 HRC. Такое состояние применяется для деталей, работающих на износ без ударных нагрузок.