Лист стальной горячекатаный марки Сталь 40 — конструкционный прокат повышенной прочности
Лист стальной из марки Сталь 40 — это горячекатаный плоский прокат из среднеуглеродистой качественной конструкционной стали, поставляемый по ГОСТ 1050 и ГОСТ 1577. Содержание углерода в пределах 0,37–0,45 % обеспечивает материалу повышенную прочность и износостойкость по сравнению с низкоуглеродистыми сталями типа Ст3, что определяет его применение в узлах, работающих при статических и умеренно динамических нагрузках.
Прокат из стали 40 не предназначен для сварных конструкций, работающих при низких температурах, — склонность к закалке в зоне термического влияния требует применения подогрева и последующей термообработки. Основное назначение — изготовление деталей, упрочняемых поверхностно или объемно: валов, осей, шестерен, втулок, рычагов, фланцев и других элементов металлообрабатывающего, кузнечно-прессового и сельскохозяйственного оборудования.
Химический состав и механические характеристики
Химический состав стали 40 регламентирован ГОСТ 1050 и включает легирующие добавки в ограниченных количествах: хром до 0,25 %, никель до 0,30 %, медь до 0,30 %. Основные механические свойства гарантируются в состоянии поставки — после горячей прокатки и нормализации:
- временное сопротивление разрыву — 570 МПа;
- предел текучести — 340 МПа;
- относительное удлинение — не менее 19 %;
- относительное сужение — не менее 45 %;
- твердость HB — не более 217.
После закалки и низкого отпуска сталь 40 приобретает твердость до 45–50 HRC, что позволяет использовать листовой прокат для изготовления плоских деталей с повышенной износостойкостью поверхности — направляющих планок, опорных плит, штамповых вставок.
Сортамент и геометрические параметры
Листовой прокат из стали 40 выпускается в виде горячекатаного листа толщиной от 4 до 160 мм. Ширина листа — от 500 до 3800 мм, длина — от 2000 до 12000 мм. По точности прокатки листы подразделяются на классы точности А и Б, по плоскостности — на классы ПВ и ПУ. Поставка возможна как в листах мерной, кратной и немерной длины, так и в рулонах для толщин до 12 мм.
| Толщина, мм | Ширина, мм | Длина, мм | Класс точности | Состояние поставки |
|---|---|---|---|---|
| 4–12 | 500–2000 | 2000–6000 | А, Б | Горячекатаный, рулон |
| 12–40 | 1000–2500 | 4000–8000 | А, Б | Горячекатаный, лист |
| 40–100 | 1500–3000 | 5000–10000 | Б | Горячекатаный, лист |
| 100–160 | 1500–3800 | 6000–12000 | Б | Горячекатаный, толстолистовой |
Технологические особенности обработки
Листы из стали 40 хорошо поддаются механической обработке резанием в состоянии поставки (твердость до 217 HB). При толщине свыше 20 мм рекомендуется предварительная нормализация для снятия внутренних напряжений после прокатки. Резка листов выполняется на гильотинных ножницах для толщин до 20 мм, плазменной и лазерной резкой — для любых толщин. При термической резке необходимо учитывать склонность стали к подкалке кромки: для последующей мехобработки требуется удаление закаленного слоя на глубину 2–3 мм.
Гибка листов из стали 40 в холодном состоянии возможна при толщине до 12 мм с радиусом гиба не менее 2,5 толщины. Для более толстых листов рекомендуется нагрев до 650–750 C. Штамповка и вырубка выполняются с применением усиленных прессов из-за повышенного сопротивления деформации.
Применение листового проката из стали 40
Листы из стали 40 востребованы в отраслях, где требуется сочетание прочности, износостойкости и обрабатываемости резанием:
- станкостроение — станины, направляющие, опорные плиты, кронштейны;
- тяжелое машиностроение — корпуса редукторов, фланцы, траверсы;
- автомобилестроение — рамы прицепов, кронштейны подвески, детали ходовой части;
- кузнечно-прессовое оборудование — плиты штампов, подкладные плиты, матрицедержатели;
- сельхозмашиностроение — рамы, лемеха, ножи, детали почвообрабатывающих орудий;
- производство металлоконструкций — усиленные элементы рам, опорные площадки.
Для деталей, работающих при знакопеременных нагрузках, листы из стали 40 подвергаются закалке с индукционного нагрева ТВЧ или объемной закалке в масле с последующим отпуском. Такой подход позволяет получить твердость поверхности 40–50 HRC при сохранении вязкой сердцевины.
Вопросы и ответы
Чем отличается лист из стали 40 от листа из стали 45?
Сталь 45 содержит углерода 0,42–0,50 % против 0,37–0,45 % у стали 40, что обеспечивает более высокую прочность (временное сопротивление 600 МПа) и твердость после закалки, но снижает пластичность и обрабатываемость резанием. Сталь 40 предпочтительна для деталей, требующих баланса прочности и вязкости.
Можно ли сваривать листы из стали 40?
Сварка стали 40 возможна с обязательным предварительным подогревом до 200–300 C и последующей термообработкой сварного соединения. Из-за склонности к образованию закалочных структур в зоне термического влияния сварные конструкции из стали 40 применяются ограниченно — преимущественно для ремонтных работ.
Какая термообработка рекомендуется для листов из стали 40?
Для улучшения обрабатываемости применяют нормализацию при 840–860 C. Для получения высокой твердости — закалку от 830–850 C в масле с последующим отпуском при 540–580 C для твердости 28–32 HRC или при 180–200 C для твердости 45–50 HRC.
По каким стандартам поставляется лист из стали 40?
Основные стандарты — ГОСТ 1050 (технические условия на сортовой и листовой прокат), ГОСТ 1577 (листовой прокат из качественной конструкционной стали), ГОСТ 19903 (сортамент горячекатаного листа).
