Стальной шестигранник АС40ХГНМ: конструкционная легированная сталь для высоконагруженных деталей
Стальной шестигранник АС40ХГНМ — это сортовой прокат горячекатаный или калиброванный с шестигранным поперечным сечением, изготовленный из конструкционной легированной стали марки 40ХГНМ по ГОСТ 4543. Буква «А» в обозначении указывает на поставку проката с гарантированным химическим составом и повышенными требованиями к качеству поверхности. Шестигранный профиль обеспечивает удобство базирования в патронах и цангах при механической обработке, а также высокую плотность укладки при транспортировке и хранении.
Химический состав и механические свойства
Сталь 40ХГНМ содержит хром, марганец, никель и молибден в сбалансированных пропорциях, что обеспечивает прокаливаемость в сечениях до 60–80 мм и устойчивость к отпускной хрупкости. Углерод — 0,36–0,44 %. Хром — 0,50–0,80 %. Марганец — 0,50–0,80 %. Никель — 0,60–1,00 %. Молибден — 0,15–0,25 %. Такое сочетание легирующих элементов повышает прокаливаемость и позволяет получать однородную структуру по всему сечению шестигранника после закалки.
| Параметр | Значение | Условия | Единица | Стандарт |
|---|---|---|---|---|
| Предел прочности в | 980 | закалка + высокий отпуск | МПа | ГОСТ 4543 |
| Предел текучести т | 835 | закалка + высокий отпуск | МПа | ГОСТ 4543 |
| Относительное удлинение 5 | 12 | закалка + высокий отпуск | % | ГОСТ 4543 |
| Ударная вязкость KCU | 59 | 20 C | Дж/см | ГОСТ 4543 |
| Твёрдость после закалки | 55–60 | закалка 850 C, масло | HRC | ГОСТ 4543 |
Сортамент и размеры
Шестигранник АС40ХГНМ выпускается в диапазоне размеров «под ключ» от 8 до 100 мм. Прокат поставляется в прутках длиной 2–6 м, в мотках или в термообработанном состоянии. Для размеров свыше 40 мм применяется горячекатаный профиль, для размеров менее 20 мм — калиброванный с полем допуска h11 или h12. Кривизна прутков не превышает 0,5 % длины для калиброванного проката и 1,0 % для горячекатаного.
- Диаметр вписанной окружности — 8–100 мм
- Допуск на размер под ключ — h11, h12, +0,5/0,5 мм
- Длина прутков — 2000–6000 мм
- Состояние поставки — без термообработки, нормализация, улучшение
- Класс точности — А, Б по ГОСТ 2879
Технологические особенности обработки
Шестигранник АС40ХГНМ хорошо обрабатывается резанием в улучшенном состоянии. После закалки с температур 840–860 C в масле и высокого отпуска при 560–620 C твёрдость составляет 28–35 HRC, что обеспечивает обрабатываемость твердосплавным инструментом. Свариваемость ограниченная — требуется подогрев до 200–250 C и последующая термообработка. Прокаливаемость стали 40ХГНМ позволяет получать мартенситную структуру в сечениях до 80 мм при закалке в масле.
Области применения
Шестигранник из стали 40ХГНМ применяется для изготовления высоконагруженных деталей, работающих при знакопеременных и ударных нагрузках. Из него производят шпиндели металлорежущих станков, валы редукторов, крепёжные изделия повышенной прочности, детали бурового оборудования, элементы гидравлических систем высокого давления.
- Валы и оси редукторов прокатных станов
- Шпильки и болты для фланцевых соединений нефтегазового оборудования
- Шпиндели и оправки металлообрабатывающих станков
- Детали экскаваторов и буровых установок
- Элементы гидроцилиндров и пневмосистем
- Зубчатые колёса и червяки редукторов
Вопросы и ответы
Чем отличается сталь 40ХГНМ от 40ХН2МА?
Сталь 40ХГНМ содержит молибден и повышенное содержание марганца, что увеличивает прокаливаемость до 80 мм. Сталь 40ХН2МА имеет больше никеля (до 2,0 %), что повышает ударную вязкость при отрицательных температурах, но снижает экономическую эффективность.
Какая термообработка обеспечивает максимальную прочность шестигранника АС40ХГНМ?
Закалка с 850–870 C в масле с последующим отпуском при 200–250 C даёт твёрдость 48–52 HRC и предел прочности до 1600 МПа. Для получения оптимального сочетания прочности и вязкости применяют высокий отпуск при 560–620 C.
Возможна ли поставка шестигранника АС40ХГНМ в калиброванном виде?
Да, прокат размером до 40 мм поставляется калиброванным с полем допуска h11 или h12. Калибровка обеспечивает точность размеров и чистоту поверхности, необходимые для автоматизированной обработки на токарных автоматах.
Для каких условий эксплуатации не рекомендуется применять сталь 40ХГНМ?
Сталь не предназначена для работы в коррозионно-активных средах без защитных покрытий и при температурах выше 450 C из-за снижения механических свойств. Также ограничено применение в сварных конструкциях без предварительного и сопутствующего подогрева.
