Сталь 40ХН2МА - конструкционная легированная

  Назад     Далее

 

 

Назначение легированной стали 40ХН2МА
Коленчатые валы, клапана, шатуны, крышки шатунов, ответственные болты и силовые шпильки, шестерни, кулачковые муфты, диски турбокомпрессоров и другие тяжело нагруженные детали сложной конфигурации, работающие при динамических нагрузках, к которым предъявляются требования высокой прочности при достаточной пластичности и вязкости.
Сталь теплоустойчива до +450°С.
Вид поставки (Металлопрокат)
Сортовой прокат - ГОСТ 4543-71
Поковки - ГОСТ 8479-70
Массовая доля элементов в стали 40ХН2МА, %, по ГОСТ 4543-71
C Si Mn S P Cr Ni Cu Mo
0,37-0,44 0,17-0,37 0,5-0,8 ≤0,025 ≤0,025 0,6-0,9 1,25-1,65 ≤0,3 0,15-0,25
Температура критических точек, ºС
Ac1 Ac3 Ar1 Ar3
730 820 380 550
Механические свойства при комнатной температуре
ГОСТ Режим термообработки Сечение, мм σ0,2
Н/мм2
σв
Н/мм2
δ,
%
Ψ, % KCU,
Дж/см2 
HB
Операция t, ºC Охлаждающая
среда
не менее
4543-71 Отжиг 820-840 С печью >5 Не определяется ≤269
Закалка
Отпуск
835-865
570-670
Масло
Вода
≤80 930 1080 12 50 78 -
81-150 10 45 70 -
>150 9 40 66 -
Закалка
Отпуск
835-865
570-670
Масло
Масло
≤80 835 980 12 55 98 -
81-150 10 50 88 -
>150 9 45 83 -
8479-70 Закалка
Отпуск
840-860
550-650
Масло
Вода или масло
≤100
101-300
785 930 12
11
40
35
59
49
293-331
≤100
101-300
735 880 13
12
40
35
59
49
277-321
101-300 685 835 12 38 49 262-311 
101-300
301-500
640 785 12
11
38
33
49
44
248-293 
101-300
501-800
590 735 13
10
40
30
49
39
235-277 
101-300
301-500
540 685 13
12
40
35
49
44
223-262 
301-500
501-800
490 655 12
11
35
30
49
39
212-248 
501-800 440 635 11 30 39 197-235 
Предел
выносливости,
Н/мм2
Термообработка Ударная вязкость,
KCU, Дж/см2,  при t, ºС
Термообработка
σ-1 τ-1 +20 0 -20 -40 -60 -80
447 274 Закалка с 850°С
в масле, отпуск
при 580°С, 
σв = 880 Н/мм2.
Сечение 100 мм.
103 - - 93 59 - Закалка с 860°С в масле,
отпуск при 580°С.
392 235 Закалка с 850°С 
в масле, отпуск 
при 610°С, 
σв = 795 Н/мм2.
Сечение 400 мм.
Технологические характеристики стали
Ковка Охлаждение поковок, изготовленных
Вид полуфабриката Температурный
интервал ковки, ºС
из слитков из заготовок
Размер сечения, мм Условия охлаждения Размер сечения, мм Условия охлаждения
Слиток 1220-800 ≤800 Отжиг с перекристаллизацией,
два переохлаждения, отпуск
≤800 Отжиг с перекристаллизацией,
два переохлаждения, отпуск
Заготовка 1220-800
 Свариваемость  Обрабатываемость резанием  Флокеночувствительность

Трудно свариваемая.
Способ сварки: РД, РАД и КТ.
Необходимы подогрев и последующая
термообработка.

В горячекатаном состоянии при 228-235 HB
и σв = 560 Н/мм2.
Kv=0,7 (твердый сплав)
Kv=0,4 (быстрорежущая сталь)
Чувствительна
Склонность к отпускной хрупкости
Не склонна
Коррозионная стойкость
Вид коррозии Среда t, °С Длительность, ч. Балл стойкости
Общая Вода
деминерализованная
300 - 1-2
Точечная - Подвежена
Условные обозначения и сокращения
σв Временное сопротивление (предел прочности при разрыве); Мк   Температура начала мартенситного превращения;
σвс  Предел прочности при сжатии; G  Модуль сдвига;
σи
 Предел прочности при изгибе; v  Коэффициент Пуассона;
τпч  Предел прочности при кручении; γ  Плотность;
σт  Предел прочности физический (нижний предел текучести); C  Удельная теплоемкость;
σ0,05  Условный предел упругости с допуском на остаточную деформацию 0,05%; λ  Теплопроводность;
σ0,2  Предел текучести условный с допуском на величину пластической деформации при нагружении 0,2%; α  Коэффициент линейного расширения;
δр  Относительное равномерное удлинение; H  Напряженность магнитного поля;
δ  Относительное удлинение после разрыва; μ  Магнитная проницаемость;
ψ  Относительное сужение после разрыва; B  Магнитная индукция;
KCU  Ударная вязкость, определенная на образцах с концентратором вида U; Bs  Индукция насыщения;
KCV  Ударная вязкость, определенная на образцах с концентратором вида V; ΔB  Разброс магнитной индукции вдоль и поперек направления прокатки;
Tk  Критическая температура хрупкости; PB,v0  Удельные магнитные потери при частоте тока v0 и индукции B;
HB  Твердость по Бринеллю; Hc  Коэрцитивная сила;
d10  Диаметр отпечатка по Бринеллю при диаметре шарика 10 мм и испытательной нагрузке 2943 Н; ρ  Удельное электросопротивление;
HRA  Твердость по Роквеллу (шкала А, конусный наконечник с общей нагрузкой 588,4 Н); Kp  Красностойкость;
HRB  Твердость по Роквеллу (шкала В, сферический наконечник с общей нагрузкой 980,7 Н);  tлик  Температура полного расплавления металла;
HRC  Твердость по Роквеллу (шкала С, конусный наконечник с общей нагрузкой 1471 Н);  tсол  Температура начала плавления металла;
HV  Твердость по Виккерсу при нагрузке 294,2 Н и времени выдержки 10-15 с; d0  Начальный диаметр образца;
HSD  Твердость по Шору; l0  Длина расчетной части образца;
Тз  Заданный ресурс; V  Скорость деформирования образца;
σ tдп,Тз  Условный предел длительной прочности (величина напряжений, вызывающая разрушение при температуре t и заданном ресурсе); è
 Скорость деформации образца;
σ-1  Предел выносливости при симметричном цикле (растяжение-сжатие); a  Толщина образца при испытании листов на изгиб;
τ-1
 Предел выносливости при симметричном цикле (кручение); d  Толщина оправки при испытании листов на изгиб;
σа  Наибольшее положительное значение переменной составляющей цикла напряжений; S  Толщина стенки;
Δε  Размах упруго-пластической деформации цикла при испытании на термическую усталость; Cl'  Хлор-ион;
N  Число циклов напряжений или деформаций, выдержанных нагруженным объектом до образования усталостной трещины определенной протяженности или до усталостного разрушения; F'  Фтор-ион;
σ0  Начальное нормальное напряжение при релаксации; Σ  Коэффициент износостойкости при абразивном износе;
στ
 Остаточное нормальное напряжение при релаксации; Σr  Коэффициент износостойкости при гидроабразивном износе;
K1c  Коэффициент интенсивности напряжений; v  Скорость резания;
Ac1  Температура начала α—>γ превращения при нагреве (нижняя критическая точка); Kv  Коэффициент относительной обрабатываемости;
Ac3
 Температура конца α—>γ превращения при нагреве (верхняя критическая точка); T  Время;
Ar1
 Температура конца γ—>α превращения при охлаждении (нижняя критическая точка); t  Температура;
Ar3
 Температура начала γ—>α превращения при охлаждении (верхняя критическая точка); tотп  Температура отпуска;
 Температура начала мартенситного превращения; tисп  Температура испытания;
РД  Ручная дуговая сварка покрытыми электродами; РАД  Ручная аргонодуговая сварка неплавящимся электродом;
МП  Механизированная сварка плавящимся электродом в среде углекислого газа; АФ  Автоматическая сварка под флюсом;
ЭШ  Электрошлаковая сварка; ЭЛ  Электронолучевая сварка;
КТ  Контактная сварка; Kv  Коэффициент относительной обрабатываемости стали.
1) Для условий точения твердосплавными резцами Kv=v60/145, где v60 - скорость резания, соотвествующая 60-ти минутной стойкости резцов при точении данного материала, м/мин; 145 - значение скорости резания при 60-ти минутной стойкости резцов при точении эталонной стали марки 45.
2) Для условий точения резцами из быстрорежущей стали Kv=v60/70, где 70 - значение скорости резания при 60-ти минутной стойкости быстрорежущих резцов при точении эталонной стали марки 45.