Стальной квадрат 40ХН2МА-Ш в Минске


Стальной квадрат 40ХН2МА-Ш: конструкционный сортамент из улучшенной хромоникельмолибденовой стали

Стальной квадрат 40ХН2МА-Ш — горячекатаный профиль квадратного сечения, изготовленный из легированной конструкционной стали марки 40ХН2МА, выплавленной методом электрошлакового переплава (индекс «Ш»). Такое сочетание обеспечивает изотропность механических свойств по сечению и снижение содержания неметаллических включений, что критично для деталей, работающих при знакопеременных и ударных нагрузках. Сортамент регламентируется ГОСТ 2591-2006 (размеры) и ГОСТ 4543-2016 (химический состав и свойства металла).

Химический состав и структурное состояние

Сталь 40ХН2МА-Ш относится к системе Cr–Ni–Mo с дополнительным микролегированием. Электрошлаковый переплав снижает содержание серы до 0,010 % и фосфора до 0,015 %, уменьшает балл загрязнённости оксидными строчками. После улучшения (закалка + высокий отпуск) формируется структура сорбита отпуска с однородным распределением карбидной фазы.

  • Углерод (C) — 0,37–0,44 %
  • Хром (Cr) — 0,60–0,90 %
  • Никель (Ni) — 1,25–1,65 %
  • Молибден (Mo) — 0,15–0,25 %
  • Марганец (Mn) — 0,50–0,80 %
  • Кремний (Si) — 0,17–0,37 %

Механические свойства после термической обработки

Показатели достигаются после закалки в масле с 850–870 C и отпуска при 620–660 C. Квадрат поставляется как в термически обработанном, так и в горячекатаном состоянии — режим указывается в заказе.

ПоказательСостояние поставкив, МПа0,2, МПаKCU, Дж/см
Улучшениезакалка + отпуск 1080 930 60
Горячекатаноебез ТО 880— 45
Твёрдостьулучшение269–321 HB——

Размерный сортамент

Квадрат выпускается со стороной от 20 до 200 мм. Для размеров свыше 100 мм нормируется кривизна не более 0,5 % длины. Предельные отклонения по стороне профиля — в пределах +0,3/0,7 мм для точности класса B по ГОСТ 2591.

  • 20 20 мм — для крепёжных деталей и валов малого сечения
  • 40 40 мм — для рычагов, тяг, шпинделей
  • 60 60 мм — для зубчатых колёс и полуосей
  • 100 100 мм — для крупных валов и траверс
  • 150 150 мм — для поковок и штамповой оснастки

Технологические и эксплуатационные характеристики

Сталь 40ХН2МА-Ш обладает ограниченной свариваемостью — требуется предварительный и сопутствующий подогрев до 200–300 C с последующей термообработкой. Обрабатываемость резанием в улучшенном состоянии удовлетворительная; в горячекатаном — пониженная из-за вязкости. Прокаливаемость обеспечивает сквозную закалку сечений до 80 мм.

Материал сохраняет работоспособность при температурах от –70 C до +450 C. Хладостойкость после улучшения — ударная вязкость при –60 C не ниже 30 Дж/см.

Области применения

  • Нефтегазовое оборудование — буровые замки, переводники, элементы КНБК
  • Тяжёлое машиностроение — валы редукторов, шпиндели прокатных станов
  • Авиационная техника — силовые детали шасси, крепёж высокой нагрузки
  • Энергетика — роторы турбомашин, крепёж паропроводов высокого давления
  • Металлургия — штампы горячей деформации, оправки прошивных станов
  • Судостроение — валопроводы, детали рулевого управления

Вопросы и ответы

Чем сталь 40ХН2МА-Ш отличается от 40ХН2МА?

Индекс «Ш» обозначает электрошлаковый переплав. Это снижает содержание серы и фосфора, уменьшает загрязнённость неметаллическими включениями и повышает изотропность ударной вязкости по сравнению с металлом обычной выплавки.

Какой режим термообработки обеспечивает максимальную прочность?

Закалка в масле с 850–870 C, высокий отпуск при 620–660 C. Такой режим даёт предел прочности не менее 1080 МПа при ударной вязкости KCU не ниже 60 Дж/см.

Допускается ли сварка квадрата 40ХН2МА-Ш?

Сварка возможна с предварительным подогревом до 200–300 C, использованием низководородных электродов и последующей термообработкой. Без подогрева образуются холодные трещины в зоне термического влияния.

Какие предельные отклонения по стороне профиля нормируются?

Для точности класса B по ГОСТ 2591-2006 отклонения составляют от +0,3 до –0,7 мм в зависимости от номинального размера стороны квадрата.