Трубы диаметром 100 мм 40ХГНМ в Минске


Трубы диаметром 100 мм из стали 40ХГНМ: характеристики и применение

Трубы диаметром 100 мм из стали марки 40ХГНМ — горячедеформированные бесшовные изделия из легированной конструкционной стали, применяемые в условиях высоких статических и циклических нагрузок. Марка 40ХГНМ содержит хром, марганец, никель и молибден, что обеспечивает прокаливаемость в сечениях до 100 мм и устойчивость к хрупкому разрушению при отрицательных температурах. Наружный диаметр 100 мм при толщине стенки 6–20 мм формирует сортамент, востребованный в тяжёлом машиностроении и нефтегазовой арматуре.

Технические параметры и сортамент

Трубы диаметром 100 мм из 40ХГНМ поставляются по ГОСТ 8732-78 (горячедеформированные) и ГОСТ 8734-75 (холоднодеформированные). Механические свойства после закалки и высокого отпуска: предел прочности — 980–1180 МПа, предел текучести — 835–980 МПа, относительное удлинение — не менее 12%, ударная вязкость KCU — не менее 59 Дж/см при –40 C. Твёрдость после термической обработки — 269–321 HB.

Толщина стенки, ммВнутренний диаметр, ммМасса 1 м, кгПредел текучести, МПаУдарная вязкость KCU, Дж/см
68813,983559
88418,288064
108022,293069
127626,098074
166833,198078
206039,598078

Химический состав и структура

Сталь 40ХГНМ регламентируется ГОСТ 4543-2016. Массовые доли элементов: углерод — 0,36–0,44%, хром — 0,80–1,10%, марганец — 0,70–1,00%, никель — 0,70–1,00%, молибден — 0,15–0,25%, кремний — 0,17–0,37%. Сера и фосфор — не более 0,025% каждого. Такое сочетание легирующих элементов повышает прокаливаемость и препятствует росту зерна при нагреве под закалку. После закалки в масле с температуры 850–870 C и высокого отпуска при 580–620 C формируется структура сорбита отпуска, обеспечивающая сочетание прочности и вязкости.

Области применения

Трубы диаметром 100 мм из 40ХГНМ применяются в узлах, где требуется высокая несущая способность при знакопеременных нагрузках и умеренных температурах эксплуатации (от –40 C до +450 C):

  • Гидроцилиндры и пневмоцилиндры горно-шахтного оборудования, экскаваторов, буровых установок.
  • Колонны насосно-компрессорных труб для нефтегазодобычи с повышенным содержанием сероводорода.
  • Элементы несущих конструкций грузоподъёмных кранов и металлургических манипуляторов.
  • Валы и оси прокатных станов, шпиндели клетей горячей прокатки.
  • Корпусные детали арматуры высокого давления в тепловой энергетике.
  • Трубные заготовки для механической обработки при производстве втулок и гильз.

Термическая обработка и свариваемость

Для достижения проектных характеристик трубы диаметром 100 мм из 40ХГНМ подвергают улучшению — закалке с последующим высоким отпуском. Свариваемость ограниченная: требуется предварительный подогрев до 200–250 C и последующая термообработка сварного соединения. При сварке применяют электроды типа Э85 или сварочную проволоку Св-18ХГСА под флюсом АН-348А. Охлаждение после сварки замедленное, под слоем асбеста или термоодеялом.

Вопросы и ответы

Какие стандарты регламентируют трубы диаметром 100 мм из стали 40ХГНМ?

Горячедеформированные трубы — ГОСТ 8732-78, холоднодеформированные — ГОСТ 8734-75. Марка стали поставляется по ГОСТ 4543-2016. Возможна поставка по ТУ производителя с расширенным контролем механических свойств.

Какая термообработка обеспечивает максимальную прочность труб из 40ХГНМ?

Закалка в масле от 850–870 C с последующим высоким отпуском при 580–620 C. Такая обработка даёт предел текучести до 980 МПа при сохранении ударной вязкости не ниже 59 Дж/см.

Применяются ли трубы 100 мм из 40ХГНМ при отрицательных температурах?

Да, при температуре до –40 C. Ударная вязкость KCU при этой температуре — не менее 59 Дж/см. Для более низких температур требуется индивидуальный расчёт с учётом концентраторов напряжений.

Возможна ли сварка труб диаметром 100 мм из стали 40ХГНМ без термообработки?

Нет. Из-за склонности к образованию холодных трещин необходим предварительный подогрев до 200–250 C и последующий отпуск сварного шва. Без термообработки в зоне термического влияния формируется мартенсит с высокой твёрдостью.