Стальные заготовки 40ХН2МА в Минске

Стальные заготовки 40ХН2МА: конструкционная легированная сталь для тяжелонагруженных деталей

Заготовки из стали 40ХН2МА — это полуфабрикаты металлургического передела, получаемые из слитков электрошлакового или вакуумно-дугового переплава. Марка относится к классу улучшаемых конструкционных легированных сталей хромоникельмолибденовой группы. Химический состав регламентируется ГОСТ 4543-2016: углерод — 0,37–0,44 %, хром — 0,60–0,90 %, никель — 1,25–1,65 %, молибден — 0,15–0,25 %, марганец — 0,50–0,80 %, кремний — 0,17–0,37 %. Сера и фосфор — не более 0,025 % каждого. Такое сочетание легирующих элементов обеспечивает сквозную прокаливаемость в сечениях до 150 мм и устойчивость к хрупкому разрушению при отрицательных температурах.

Сортамент и способы производства

Заготовки 40ХН2МА поставляются в виде кованых и катаных прутков, трубных заготовок, а также непрерывнолитых блюмов для последующей переработки. Ковка выполняется на гидравлических прессах усилием 20–60 МН с последующей термической обработкой. Катаные заготовки производят на обжимных станах из слитков массой до 12 т. Для ответственных деталей применяется электрошлаковый переплав (ЭШП) и вакуумно-дуговой переплав (ВДП), снижающие содержание неметаллических включений и водорода.

• Поковки круглого сечения диаметром 100–600 мм по ГОСТ 1133-71
• Катаный круг диаметром 20–250 мм по ГОСТ 2590-2006
• Квадрат и полоса для механической обработки по ГОСТ 2591-2006
• Трубная заготовка для проката бесшовных труб по ТУ 14-1-5241
• Слитки ЭШП и ВДП массой 0,5–8,0 т для повторного переплава

Механические свойства после термической обработки

Улучшение (закалка + высокий отпуск) формирует дисперсную структуру сорбита отпуска, обеспечивающую сочетание прочности и ударной вязкости. Режим закалки — нагрев до 850–870 C, охлаждение в масле. Высокий отпуск проводится при 620–660 C с охлаждением на воздухе. После такой обработки достигаются следующие характеристики при нормальной температуре.

Ударная вязкость при –40 C сохраняется на уровне не ниже 39 Дж/см, что подтверждает пригодность для эксплуатации в климатических зонах с холодным климатом. Критическая температура хрупкости не превышает –60 C. Твёрдость после улучшения — 269–321 HB.

Технологические особенности обработки

Заготовки 40ХН2МА обладают ограниченной свариваемостью: требуется предварительный подогрев до 200–300 C и последующая термообработка сварного соединения. Обрабатываемость резанием в состоянии поставки (нормализация + высокий отпуск) удовлетворительная; после улучшения твёрдость 300 HB и выше требует применения твердосплавного инструмента с износостойкими покрытиями. Склонность к флокенообразованию обусловливает обязательную противофлокенную обработку слитков и заготовок — изотермическую выдержку при 620–660 C с медленным охлаждением.

Для предотвращения обезуглероживания при нагреве под ковку и термообработку применяются защитные атмосферы или обмазки. Глубина обезуглероженного слоя не должна превышать 0,5 мм на сторону для заготовок диаметром до 100 мм.

Области применения

Сталь 40ХН2МА предназначена для изготовления ответственных деталей, работающих при знакопеременных и ударных нагрузках в условиях повышенных температур до 450 C.

• Роторы, диски и валы газоперекачивающих агрегатов и паровых турбин
• Шпиндели и оправки прокатных станов, валки холодной прокатки
• Крепёжные детали энергетического оборудования: шпильки, болты фланцевых соединений
• Зубчатые колёса и валы редукторов тяжёлого машиностроения
• Детали бурового оборудования: переводники, элементы КНБК
• Корпусные детали арматуры высокого давления нефтегазовой отрасли

Контроль качества и приёмка

Заготовки подвергаются ультразвуковому контролю по ГОСТ 24507-80, испытаниям на растяжение и ударный изгиб, проверке макро- и микроструктуры. Допустимая величина зерна — не крупнее 5 номера по ГОСТ 5639-82. Загрязнённость неметаллическими включениями оценивается по ГОСТ 1778-70 и не должна превышать 2,5 балла для сульфидов и 2,0 балла для оксидов. В сертификате качества указываются результаты контроля химического состава, механических свойств и неразрушающего контроля.

Вопросы и ответы