Заготовки из стали (кольца) 40ХН2МА в Минске

Кольцевые заготовки из стали 40ХН2МА: характеристики и применение

Кольцевые заготовки из стали 40ХН2МА — горячекатаные или кованые полуфабрикаты с регламентированной макроструктурой, предназначенные для последующей механической обработки в детали ответственного назначения. Сталь 40ХН2МА относится к классу улучшаемых легированных конструкционных сталей и содержит 0,37–0,44 % углерода, 1,25–1,65 % никеля, 0,50–0,80 % молибдена и 0,60–0,90 % хрома. Такое сочетание легирующих элементов обеспечивает сквозную прокаливаемость в сечениях до 80 мм и устойчивость механических свойств к отпускной хрупкости второго рода.

Кольцевые заготовки получают методом горячей раскатки на кольцепрокатных станах или свободной ковкой с последующей термической обработкой. Типовая технологическая цепочка включает нагрев до 1180–1220 C, деформацию с суммарной степенью обжатия не менее 40 %, нормализацию и высокий отпуск. Готовые кольца поставляются с припуском под механическую обработку и без термообработки либо в улучшенном состоянии.

Нормативная база и маркировка

Производство кольцевых заготовок из 40ХН2МА регламентируется следующими документами:

• ГОСТ 4543–2016 — общие технические условия для легированной конструкционной стали;
• ГОСТ 8479–70 — поковки из конструкционной углеродистой и легированной стали;
• ГОСТ 1133–71 — сортамент кованых и горячекатаных прутков;
• ОСТ 108.961.02–80 — заготовки для энергетического машиностроения;
• ТУ производителей — для кольцевых заготовок с регламентированным уровнем остаточных напряжений.

Механические свойства после улучшения

Термическая обработка кольцевых заготовок из 40ХН2МА проводится по режиму: закалка в масле с 850–870 C, высокий отпуск при 580–620 C с охлаждением в воде или на воздухе. После такой обработки достигаются следующие показатели:

Ударная вязкость KCU при температуре –40 C сохраняется на уровне не ниже 39 Дж/см, что подтверждает пригодность стали для эксплуатации в условиях климатического исполнения УХЛ4. Критическая температура хрупкости не превышает –60 C.

Технологические особенности кольцевых заготовок

Кольцевая геометрия заготовки из 40ХН2МА обеспечивает направление волокна проката вдоль образующей, что повышает сопротивление усталостному разрушению при циклическом нагружении. Припуск под механическую обработку назначается по ГОСТ 8479–70 с учётом группы точности. Допускаемые отклонения по наружному и внутреннему диаметру — не более 1,5 % от номинала для заготовок массой до 200 кг.

Перед механической обработкой кольца подвергают ультразвуковому контролю сплошности по ГОСТ Р 55724–2013. Недопустимые дефекты — флокены, внутренние разрывы, грубые неметаллические включения размером более 2 мм. Твёрдость после улучшения составляет 241–285 HB, что обеспечивает обрабатываемость резанием при скорости 80–120 м/мин твердосплавным инструментом.

Области применения

Кольцевые заготовки из 40ХН2МА применяются в следующих узлах и системах:

• зубчатые колёса и валы редукторов прокатных станов;
• роторы и диски центробежных компрессоров нефтегазового оборудования;
• крестовины и шарниры буровых установок;
• корпусные кольца арматуры высокого давления (класс PN 160–250);
• детали кривошипно-шатунного механизма тяжёлых дизелей;
• элементы гидротурбин и насосных агрегатов тепловых электростанций.

В каждом из перечисленных случаев кольцевая заготовка из 40ХН2МА обеспечивает сочетание прочности, вязкости и сопротивления контактной усталости, необходимое для ресурса не менее 50 000 часов непрерывной эксплуатации.

Вопросы и ответы