Стальные заготовки 40Х2Н2МА: сортовой прокат из хромоникельмолибденовой стали
Стальные заготовки 40Х2Н2МА — это сортовой и трубный прокат, изготовленный из конструкционной легированной стали перлитного класса, выплавляемой по ГОСТ 4543. Марка содержит 0,36–0,44 % углерода, 1,3–1,7 % хрома, 1,3–1,7 % никеля и 0,2–0,3 % молибдена; суммарное легирование обеспечивает прокаливаемость до 60–80 мм при охлаждении в масле. Заготовки поставляются в виде круга, квадрата, полосы и трубной заготовки диаметром или стороной от 20 до 250 мм, в термически обработанном или горячекатаном состоянии.
Технические характеристики и режимы обработки
Молибден подавляет отпускную хрупкость второго рода, поэтому заготовки 40Х2Н2МА устойчивы к длительному нагреву под нагрузкой. Никель повышает вязкость сердцевины крупных сечений, что критично для деталей, работающих при знакопеременных и ударных нагрузках. Температурный интервал ковки — 1180–850 C, охлаждение после деформации замедленное (в колодцах или термосах) во избежание флокенов. Улучшение выполняется закалкой 850–870 C в масле и высоким отпуском 560–620 C.
| Параметр | Значение | Условие | Метод контроля | Норматив |
|---|---|---|---|---|
| Предел текучести т | 835 МПа | закалка + высокий отпуск | растяжение | ГОСТ 4543 |
| Предел прочности в | 980 МПа | улучшение | растяжение | ГОСТ 4543 |
| Относительное удлинение | 12 % | улучшение | растяжение | ГОСТ 4543 |
| Ударная вязкость KCU | 59 Дж/см | +20 C | ударный изгиб | ГОСТ 9454 |
| Твёрдость после отжига | 241 HB | поставка | Бринелль | ГОСТ 9012 |
| Прокаливаемость | 60–80 мм | охлаждение в масле | торцевая закалка | ГОСТ 5657 |
Сортамент и состояние поставки
- Круг горячекатаный 20–180 мм — ГОСТ 2590, термообработанный или без термообработки.
- Квадрат 40 40 – 150 150 мм — ГОСТ 2591, под последующую механическую обработку.
- Полоса 30 60 – 100 200 мм — ГОСТ 103, для штамповой и крепёжной номенклатуры.
- Трубная заготовка 90–250 мм — ГОСТ 23270, для прокатки бесшовных труб.
- Поковка и обточенная заготовка по ГОСТ 8479 с припуском под механику.
- Прутки мерной и немерной длины 2–6 м с ультразвуковым контролем макроструктуры.
Области применения
Заготовки 40Х2Н2МА идут на тяжелонагруженные детали, где требуется сочетание прочности и вязкости в сечении свыше 50 мм. Типовые изделия: валы и шестерни редукторов прокатных станов, шпиндели, крепёж бурового оборудования, штоки гидроцилиндров горной техники, детали турбо- и компрессоростроения. В нефтегазовой отрасли из них изготавливают переводники и элементы фонтанной арматуры, в энергомашиностроении — роторные детали и крепёж паровых турбин. Материал пригоден для цементации, азотирования и индукционной закалки поверхностного слоя.
Вопросы и ответы
Чем 40Х2Н2МА отличается от 40ХН2МА?
Марка 40Х2Н2МА содержит повышенное содержание хрома (1,3–1,7 % против 0,4–0,7 % у 40ХН2МА), что увеличивает прокаливаемость и стойкость к окислению при нагреве. Это позволяет применять её для более крупных сечений и деталей, работающих при повышенных температурах.
Какая термообработка обеспечивает максимальную вязкость?
Закалка с 850–870 C в масле и высокий отпуск при 560–620 C с последующим охлаждением в масле или воде. Медленное охлаждение после отпуска недопустимо из-за риска отпускной хрупкости, несмотря на присутствие молибдена.
Поставляются ли заготовки с контролем макроструктуры?
Да, по требованию заказчика выполняется ультразвуковой контроль по ГОСТ 21120 и оценка макроструктуры по ГОСТ 10243. Для ответственных деталей дополнительно проводят контроль загрязнённости неметаллическими включениями.
Допускается ли сварка заготовок 40Х2Н2МА?
Сварка ограниченно технологична из-за склонности к закалке в зоне термического влияния. При необходимости применяют подогрев 200–300 C, сварочные материалы с низким содержанием водорода и последующую термообработку сварного соединения.
