Круг 8мм сталь 40Х

40Х (заменители 45Х, 38ХА, 40ХН, 40ХС, 40ХФ, 40ХР)
Класс: Сталь конструкционная легированная
Использование в промышленности: оси, валы, вал-шестерни, плунжеры, штоки, коленчатые и кулачковые валы, кольца, шпиндели, оправки, рейки, губчатые венцы, болты, полуоси, втулки и другие улучшаемые детали повышенной прочности.


Удельный вес: 7820 кг/м3
Твердость материала: HB 10 -1 = 217 МПа
Температура критических точек: Ac1 = 743 , Ac3(Acm) = 815 , Ar3(Arcm) = 730 , Ar1 = 693
Флокеночувствительность: чувствительна
Свариваемость: трудносвариваема. Способы сварки: РДС, ЭШС, необходимы подогрев и последующая термообработка. КТС - необходима последующая термообработка.
Обрабатываемость резанием: в горячекатаном состоянии при HB 163-168 и σв=610 МПа, К υ тв. спл=1,2 и Кυ б.ст=0,95
Температура ковки, °С: начала 1250, конца 800. Сечения до 350 мм охлаждаются на воздухе.
Склонность к отпускной хрупкости: склонна





Механические свойства стали 40Х


ГОСТ
Состояние поставки, режим термообработки
Сечение, мм
КП
σ0,2 (МПа)
σв(МПа)
δ5 (%)
ψ %
KCU (кДж / м2)
НВ, не более


4543-71
Пруток. Закалка 860 °С, масло. Отпуск 500 °С, вода или масло
25

780
980
10
45
59



8479-70
Поковки:
нормализация
500-800
300-500
245
275
245
275
470
530
15
15
30
32
34
29
143-179
156-197


закалка, отпуск
500-800
275
275
530
13
30
29
156-197


нормализация
до 100
100-300
315
315
570
17
14
38
35
39
34
167-207


закалка, отпуск
300-500
500-800
315
315
570
12
11
30
30
29
29
167-207


нормализация
до 100
100-300
300-500
345
345
345
590
18
17
14
45
40
38
59
54
49
174-217


закалка, отпуск
до 100
100-300
300-500
395
395
615
17
15
13
45
40
35
59
54
49
187-229





Механические свойства стали 40Х в зависимости от сечения


Сечение, мм
σ0,2 (МПа)
σв(МПа)
δ4 (%)
ψ %
KCU (кДж / м2)
HB


Закалка 840-860 °С, вода, масло. Отпуск 580-650 °С, вода, воздух.


101-200
490
655
15
45
59
212-248


201-300
440
635
14
40
54
197-235


301-500
345
590
14
38
49
174-217





Механические свойства стали 40Х в зависимости от температуры отпуска


Температура отпуска, °С
σ0,2 (МПа)
σв(МПа)
δ5 (%)
ψ %
KCU (кДж / м2)
HB


200
1560
1760
8
35
29
552


300
1390
1610
8
35
20
498


400
1180
1320
9
40
49
417


500
910
1150
11
49
69
326


600
720
860
14
60
147
265





Механические свойства стали 40Х при повышенных температурах


Температура испытаний, °С
σ0,2 (МПа)
σв(МПа)
δ5 (%)
ψ %
KCU (кДж / м2)


Закалка 830 °С, масло. Отпуск 550 °С


200
300
400
500
700
680
610
430
880
870
690
490
15
17
18
21
42
58
68
80
118

98
78


Образец диаметром 10 мм, длиной 50 мм кованый и отоженный. Скорость деформирования 5 мм/мин, скорость деформации 0,002 1/с


700
800
900
1000
1100
1200
140
54
41
24
11
11
175
98
69
43
26
24
33
59
65
68
68
70
78
98
100
100
100
100






Предел выносливости стали 40Х


σ-1, МПА
J-1, МПА
n
Состояние стали


363
470
509
333
372



240

106
106

5*106

σв=690 МПа
σв=690 МПа
σ0,2=690 МПа, σв=690 МПа
σв=690 МПа
Закалка 860 °С, масло, отпуск 550 °С





Ударная вязкость стали 40Х KCU, (Дж/см2)


Т= +20 °С
Т= -25 °С
Т= -40 °С
Т= -70 °С
Термообработка


160
91
148
82
107

85
54
Закалка 850 °С, масло, отпуск 650 °С
Закалка 850 °С, масло, отпуск 580 °С





Прокаливаемость стали 40Х (ГОСТ 4543-71)


Расстояние от торца, мм
Примечание


1,5
4,5
6
7,5
10,5
13,5
16,5
19,5
24
30
Закалка 860 °С


20,5-60,5
48-59
45-57,5
39,5-57
35-53,5
31,5-50,5
28,5-46
27-42,5
24,5-39,5
22-37,5
Твердость для полос прокаливаемости, HRC





Физические свойства стали 40Х


T (Град)
E 10- 5 (МПа)
a 10 6 (1/Град)
l (Вт/(м·град))
r (кг/м3)
C (Дж/(кг·град))
R 10 9 (Ом·м)


20
2.14


7820

210


100
2.11
11.9
46
7800
466
285


200
2.06
12.5
42.7
7770
508
346


300
2.03
13.2
42.3
7740
529
425


400
1.85
13.8
38.5
7700
563
528


500
1.76
14.1
35.6
7670
592
642


600
1.64
14.4
31.9
7630
622
780


700
1.43
14.6
28.8
7590
634
936


800
1.32

26
7610
664
1100


900


26.7
7560

1140


1000


28
7510

1170


1100


28.8
7470

120


1200



7430

1230



Расшифровка марки стали 40Х: эта марка означает, что в стали содержится 0,40% углерода и менее 1,5% хрома.
Преимущества термообработки изделий из стали 40Х в кипящем слое по сравнению с традиционными способами: был исследован нагрев под закалку высокопрочных болтов из сталей 40Х и 38ХС. Из опытов следует, что при горизонтальном положении болта М24 в кипящем слое частиц корунда диаметром 0,32 мм, отапливаемом природным газом, медленнее всего температура повышается на оси болта в месте стыка его тела и головки. Скорость нагрева в этой точке почти вдвое меньше, чем на поверхности в середине болта, так что во избежание перегрева температура кипящего слоя не должна заметно превышать конечную температуру нагрева. В слое с температурой 900° С болт прогревается до 860° С примерно за 3 мин (термопара зачеканена на оси под головкой), в то время как в применяемых в настоящее время электропечах К-160 нагрев до 860° С длится, по нашим экспериментальным данным, 40 мин. За это время в электропечах образуется значительный слой отслаивающейся окалины, в то время как при нагреве в кипящем слое с двухступенчатым сжиганием поверхность получается чистой. Эксперименты показали, что для аустенизации достаточна выдержка болтов из обеих сталей при температуре слоя 860-870° С в течение 10-15 мин. Поскольку скорость охлаждения этих изделий в кипящем слое оказалась недостаточной, закалку осуществляли в масле. Отпущенные после закалки (410° С, 80 мин) болты отличались высокими показателями прочности при достаточной пластичности:
Сталь 40Х: σв=147-150 кгс/мм2, ан=3,84-3,27 кгс*м/см2, HB 345-360
Сталь 38ХС: σв=165-173,5 кгс/мм2, ан=3,18-4,41 кгс*м/см2, HB 400-430
(ударную вязкость ан определяли на образцах, предел прочности σв на целых болтах).
Параллельно болты М24 из стали 38ХС после выдержки в кипящем слое с температурой 910° С (15 мин) охлаждали в соляной ванне при 360° С (20 мин) с целью получения структуры нижнего бейнита. При достаточно высокой прочности (σв = 163 кгс/мм2) была получена значительно большая ударная вязкость (8,65- 10,6 кгс-м/см2). Наконец, часть болтов из стали 38ХС после такого же нагрева выдерживали в масле в течение 42 с, а затем переносили в кипящий слой температурой 360° С. Такой режим позволил повысить предел прочности до 171,5-173 кгс/мм2, но несколько снизил ударную вязкость (ан = 6,25-6,72 кгс.м/см2). Как показали исследования, нагрев в течение 8-10 мин в слое температурой 910° С обеспечивает превращение исходной ферритокарбидной смеси в аустенит и получение достаточно однородных свойств.