Корзина
Ваша корзина пуста!
Это никогда не поздно исправить :)
Кольцевые заготовки из стали 40: механические свойства и применение
Кольцевые заготовки из конструкционной углеродистой стали 40 (аналог AISI 1040, DIN 1.1186) получают методом горячей объёмной штамповки, раскатки или отрезки от трубной заготовки с последующей токарной обработкой. Материал относится к улучшаемым среднеуглеродистым сталям и применяется для изготовления нагруженных деталей машин, работающих при умеренных скоростях и без интенсивного абразивного износа.
Химический состав и механические свойства
Сталь 40 содержит 0,37–0,45 % углерода, 0,17–0,37 % кремния, 0,50–0,80 % марганца. После закалки (840–860 C, вода или масло) и высокого отпуска (550–600 C) достигается структура сорбита с твёрдостью 235–280 HB. Предел текучести после улучшения — не менее 355 МПа, временное сопротивление — 590–640 МПа, относительное удлинение — 16–19 %, ударная вязкость KCU — 40–60 Дж/см.
| Параметр | Нормальное состояние | Улучшение (закалка + отпуск) | Закалка ТВЧ | Норматив |
|---|---|---|---|---|
| Твёрдость | 170–200 HB | 235–280 HB | 48–54 HRC | ГОСТ 1050-2013 |
| Предел текучести т | 275 МПа | 355 МПа | — | ГОСТ 8479-70 |
| Относительное удлинение | 20 % | 16 % | — | ГОСТ 8479-70 |
| Ударная вязкость KCU | 60 Дж/см | 40 Дж/см | — | ГОСТ 8479-70 |
Технологические особенности изготовления колец
Кольцевые заготовки из стали 40 диаметром от 80 до 800 мм и высотой сечения 20–200 мм производят раскаткой на кольцераскатных станах или штамповкой на молотах и прессах. Припуск под механическую обработку назначают с учётом усадки 1,2–1,5 % и коробления после термической обработки. Для крупногабаритных колец массой свыше 50 кг применяют свободную ковку с последующей нормализацией для снятия внутренних напряжений.
Обрабатываемость резанием в нормализованном состоянии — удовлетворительная (группа IV по ГОСТ 1050), после улучшения — пониженная, что требует применения твердосплавного инструмента с износостойкими покрытиями. Свариваемость ограниченная: требуется предварительный подогрев до 150–200 C и последующая термообработка.
Области применения
- Зубчатые колёса, валы и полуоси редукторов подъёмно-транспортного оборудования.
- Кольца подшипниковых узлов прокатных станов и дробильно-размольного оборудования.
- Фланцы, шпиндели и соединительные муфты металлорежущих станков.
- Детали крепления сельскохозяйственной техники: ступицы, втулки, опорные кольца.
- Элементы тормозных систем и гидроцилиндров строительной техники.
- Заготовки для последующей поверхностной закалки ТВЧ при производстве направляющих и ходовых винтов.
Нормативная база и контроль качества
Кольцевые заготовки поставляются по ГОСТ 8479-70 (группы I–IV), ГОСТ 1050-2013, а также по ТУ производителей. Контролируемые параметры: химический состав ковшовой пробы, макроструктура (ликвация, пористость), твёрдость по Бринеллю, отсутствие флокенов и трещин. Для ответственных деталей проводят ультразвуковую дефектоскопию и испытания на растяжение образцов, вырезанных из тела заготовки.
Вопросы и ответы
Какая твёрдость достигается у кольцевых заготовок из стали 40 после улучшения?
После закалки при 840–860 C и высокого отпуска при 550–600 C твёрдость составляет 235–280 HB, что соответствует структуре сорбита.
Допускается ли сварка кольцевых заготовок из стали 40?
Свариваемость ограниченная. Требуется предварительный подогрев до 150–200 C, применение низководородистых электродов и последующая термообработка для снятия напряжений.
Какой максимальный диаметр кольцевых заготовок из стали 40 можно получить раскаткой?
На кольцераскатных станах получают заготовки диаметром до 800 мм и более при высоте сечения 20–200 мм. Для крупногабаритных колец применяют свободную ковку.
Применяется ли сталь 40 для подшипниковых колец?
Да, для колец подшипниковых узлов прокатных станов и дробильного оборудования, работающих при умеренных нагрузках без интенсивного абразивного износа.