Проверенная временем, стойкая конструкционная углеродистая сталь 45 марки очень популярна в современной промышленности. Она идет на изготовление самых разных элементов и узлов агрегатов, для которых твердость материала в HB 10^-1 = 170 МПа является оптимальной. Химический состав сплава 45 марки является сбалансированным для получения очень стойкого материал при его низкой себестоимости. Помимо 0,42-0,50% углерода в данном сплаве можно обнаружить:

• Fe – ~97%
• Mn – 0,5-0,8%
• Si – 0,17-0,37%
• Cr – не больше 0,25%
• Cu – не больше 0,25%
• Ni – не больше 0,25%
• As – не больше 0,08%
• S – не больше 0,04%
• P – не больше 0,035%

Физические и механические характеристики

Плотность стали 45, твердость, пределы прочности и другие свойства представлены в следующих таблицах:



Выпускается конструкционная качественная углеродистая сталь 45 марки в виде фасонного проката (согласно ГОСТам):

• трубы – ГОСТы 8732-78, 8734-75, 8731-74, 21729-76, 8733-74
• калиброванные прутки – ГОСТы 1050-88, 8560-78, 7417-75, 8559-75
• шлифованные прутки – ГОСТ 14955-77
• тонкие листы – ГОСТ 16523-97
• толстые листы – ГОСТы 19903-74 и 1577-93
• проволока – ГОСТы 5663-79 и 17305-91
• поковки – ГОСТы 1133-71 и 8479-70
• ленты – ГОСТ 2284-79
• полосы – ГОСТы 103-2006, 82-70 и 1577-93

Сталь 45: применение в промышленности

45 марка сплава отлично подходит для выплавки вал-шестерен, распределительных и коленчатых валов, бандажей, шпинделей, цилиндров, кулачков и прочих улучшаемых, нормализованных, подвергаемых поверхностной термообработке деталей, главным требованием к которым является повышенная прочность.

Сталь с 0,45% углерода и незначительным количеством остальных примесей способна демонстрировать относительно высокую твёрдость. Так, для кулачков станочных патронов данный сплав наделяется твёрдостью в Rc=45-50. Для этого производится отпуск сплава при t=220-280° в течение 40 минут. При производстве инструмента – тисков, плоскогубцев, круглогубцев и др. – сталь 45 марки нагревается (закалка) в соляных или свинцовых ваннах. Для дальнейшего отпуска устанавливается температура в 220-320°, а сам процесс занимает не более 30-40 мин. Твёрдость изделий на выходе также достигает Rc=50.

Конструкционная улучшенная сталь 45х с повышенным содержанием хрома идет на изготовление шестерней, валов, болтов и осей, которые отличаются повышенной твердостью, прочностью и износостойкостью. При этом такие изделия должны работать в условиях незначительных ударных нагрузок. 45 марка с повышенным содержанием никеля и хрома – сталь 45ХН – идет на производство таких же элементов и узлов, являющихся в агрегатах ответственными деталями.

Сталь 30хгса – высококачественный среднелегированный конструкционный сплав, который имеет второе название – «хромансиль». Он близок по своему химическому составу к 35хгса и является ее заменителем. У этого металла есть создатели – И.И. Сидорин и Г.В. Акимов, которые перед самым началом войны в Институте авиационных материалов искали сталь, годную по своим характеристикам для авиастроения. Открытие марки – это выдающееся событие и значительное достижение ученых, опередивших на несколько лет США, применявших хромомолибденовую сталь, уступающую 30хгса. Эта сталь, которая, как и 35хгса, тоже «воевала», сегодня используется во многих отраслях уже мирной экономики, и в ней по-прежнему нуждается машиностроение.

Химический состав стали 30хгса

Расшифровав название марки, по ГОСТ 4543-71 мы получим наличие углерода в 0,3%, хрома (буква «х»), марганца (г), кремния (с) в долях, не превышающих 1%. Этот сплав содержит незначительные примеси серы и фосфора – 0,025%. Последняя буква говорит о высоком качестве марки. Поскольку количество присадок не превышает 10%, сталь 30хгса соответствует классу среднелегированных.

Их процентное соотношение значительно улучшает свойства металла:

• хром – твердость и антикоррозийные свойства
• кремний – ударную вязкость
• марганец способствует усилению устойчивости к ударным нагрузкам и твердости

Заменить данную марку могут отечественные стали: 40хфа, 35хм, 40хм, 25хгса, 35хгса; и зарубежные: болгарская – 30chgsa, польские – 30hgs, 30hgsa и чешская – 14331.

Сталь 30хгса: преимущества марки

Высококачественную сталь в технологическом процессе пропускают через так называемое улучшение: закалку (880°С) в смеси калиевой и натриевой селитры, и следующий за ней отпуск на воздухе до температуры 600°С. Улучшенный металл обладает повышенной износоустойчивостью и применяется для изделий, «работающих» при высоких температурах. Это крепежные детали, изделия и узлы для самолетов, компрессоров, корпуса машин, валы, оси, фланцы, валики, зубчатые колеса и пр. Легированная марка применяется также для гидравлических цилиндров, работающих с разной степенью интенсивности и загруженности в разных климатических условиях.

К технологическим преимуществам марки следует отнести:

• свариваемость (КТС, РДС и АДС с флюсом, АрДС с подогревом и последующей термообработкой), т.е. имеет свои особенности, которые учитываются при сварных работах
• обрабатываемость резанием
• склонность к отпускной способности
• высокую плотность до 7850 кг/куб.м.

Марка чувствительна к флокенам, что исправляется добавками необходимых элементов. Она достаточно экономична, поскольку не обладает дорогостоящими примесями. Производится и поставляется сталь 30хгса в виде листов (широких или тонких), труб, кругов, шестигранников, проволоки, калиброванного или шлифованного прутка, серебрянки, поковок и кованых изделий, полос по соответствующим стандартам, разъясняемым в общем каталоге ГОСТ 4543-71.

Сталь 35хгса относится к конструкционной легированной стали, имеющей повышенную прочность и устойчивость к значительным нагрузкам. Создателей многих марок, равно как и стали 35хгса, мы, к сожалению, не знаем. Но этот сплав имеет в своей истории очень примечательный эпизод. Накануне Великой Отечественной войны конструктор боеприпасов А.А. Гартц предложил создать из нее 76-мм артиллерийский снаряд повышенной пробиваемости – т.н. бронебойный. Эта сталь «воевала», а значит, ее характеристики позволили решать поставленную конструкторами задачу: быть сверхпрочной.

Стандарты качественных характеристик марки 35хгса

Основополагающие стандарты стали 35хгса заложены в ГОСТ4543-71. Расшифровка маркировки демонстрирует содержание в ней легирующих присадок (в %):

• углерод – 0,35 (может доходить до 0,39)
• хром – 1,1-1,4
• марганец – 0,8-1,0
• кремний – 1-1,4
• азот – около 1,0

ГОСТ допускает наличие в химическом составе данной марки и других легирующих элементов: кремния, никеля, меди, а также незначительного количества серы и фосфора. В зависимости от наличия превосходящего другие добавки вещества сталь группы 35 делится на хромистую (35х) или на марганцовистую без хрома, хромомолибденованадиевую и т.д. Хромо-кремнемарганцевая сталь 35хгса может быть заменена на среднелегированные конструкционные марки 30ХГС, 30ХГСА, 30ХГТ, 35ХМ. Среди иностранных аналогов присутствуют болгарская марка 35ChGSA и польские – 35HGS, 35HGSA.

Данные о механических свойствах данного металла, полученных при температуре в 20^oС, свидетельствуют о прочности стали, поскольку ее твердость, ударная вязкость, предел кратковременной прочности позволяют согласно ГОСТ применять марку при изготовлении деталей сложной конфигурации, в конструкциях с высокими температурами, истирающимися элементами, т.е. где нужны выносливость и долговечность металла.

Сталь 35хгса: технологические свойства и применение

Конструкционная легированная сталь данной марки обладает:

• ограниченной свариваемостью (при некоторых сварочных работах необходим подогрев)
• чувствительностью к флокенам (может быть уменьшено ковкой, вакуумированием, удалением из газов из металла)
• отпускной хрупкостью (этим не страдает хромистый сплав, но можно улучшить показатель добавлением вольфрама)

Марка отлично зарекомендовала себя в производстве, благодаря способности выдерживать значительные нагрузки, не создавать сложности при обработке. Кроме того, в качестве легирующих присадок используются недорогие и недефицитные элементы.

Применение стали 35ХГСА обширно. Она необходима авиационной и машиностроительной отраслям. Её свойства нужны там, где требуется особая прочность: сварные конструкции, фланцы, валы, крепежные детали, лопатки компрессоров, оси, рычаги и т.п.

По госстандартам сталь 35ХГСА выпускается в виде сортового проката, в т.ч. фасонного: полос, поковок и кованных заготовок, квадратов, шестигранников, кругов, калиброванных прутков.

Сталь 50-й марки отличается повышенным содержанием марганца, который наделяет сплав износостойкостью, а готовому изделию помогает противостоять силам трения. В промышленности это пружины, зубчатые колёса, малонагруженные рессоры, бандажи, а также роторы электрических машин. Еще один популярный «полуфабрикат», выполненный из стали 50, это ремизная луженая термообработанная проволока.

Процентное содержание химических элементов

Как и в любой углеродистой стали, помимо 97-процентной доли железа (Fe), особого внимания заслуживает количество углерода (С). Как становится понятно из названия, в данном сплаве средняя величина углерода в сотых долях процента равна 0,5. Таким образом, химический состав этого конструкционного материала будет выглядеть так:

• Fe – ~97%
• Mn – 0,5 – 0,8%
• C – 0,47 – 0,55%
• Si – 0,17 – 0,37%
• S – не более 0,04%
• P – не более 0,035%
• Cr – не более 0,25%
• Ni – не более 0,25%
• Cu – не более 0,25%
• As – не более 0,08%

Применение стали 50 и ГОСТы

Кроме вышеперечисленных изделий данный сплав идет на выпуск кузнечных топоров. Твердость данного материала составляет HB 10^-1 = 207 МПа, при этом твердость в Rc может варьироваться в зависимости от способа обработки стали 50. При изготовлении топоров или гаечных ключей заготовки закаливаются в воде, после чего отпускаются при t=350-400° (45-60 мин.). В данном случае удается добиться твёрдости Rc = 40-45. Если же сплав применяется для получения рабочих частей кулачковых молотков, кирок или мотыг, то после закалки отпуск производят при t=240-300° (20-40 мин). Это позволяет получить твёрдость Rc = 51.

Среди прочих изделий, получаемых из 50-й стали – практически полный ассортимент элементов и узлов промышленного оборудования, работающих на трение. Зубчатое колесо, шток, прокатный вал, ось, бандаж, лемехи, палец звенья гусеницы, муфта сцепления, корпус форсунки – всё это обычно производят из стали 50.

В производство этот конструкционный углеродистый сплав может поступать в виде фасонного сортового проката:

• тонкие листы (по ГОСТ 16523-97)
• толстые листы (по ГОСТ 1577-93 и 19903-74)
• ленты (по ГОСТ 1530-78, 21996-76, 2284-79 и 10234-77)
• валки (по ОСТ 24.013.21-85, 24.013.04-83 и 5399-97)
• полосы (по ГОСТ 1577-93, 103-2006 и 82-70,)
• проволока (по ГОСТ 17305-91)
• калиброванные прутки (по ГОСТ 8559-75, 7417-75, 8560-78 и 10702-78)
• шлифованные прутки (по ГОСТ 14955-77 и 10702-78)

Сталь 50а: физические и механические свойства

Это обычная конструкционная углеродистая сталь, для которой характерны следующие свойства:

Металл этой марки наделен очень высоким уровнем упругости, поэтому идеален для создания рессор и пружин, испытывающих на себе огромные нагрузки. По сути, сталь 60с2а является высококачественным легированным сплавом, который отлично противостоит ударным и знакопеременным нагрузкам, при нагреве не расширяется, склонен к обезуглероживанию и демонстрирует отличные пружинящие способности. Из неё делают пружинные кольца, фрикционные диски, торсионные валы и шайбы Гровера. Главное же предназначения стали этой марки – производство рессор и тяжело нагруженных пружин.

Химический состав сплава

Помимо высокой относительной доли углеродной составляющей в стали 60с2а присутствуют следующие химические элементы, определяющие её эксплуатационные характеристики:

• кремний – 1,6-2,0%
• марганец – 0,60-0,90%
• хром – до 0,30%
• никель – до 0,25%
• медь – до 0,20%
• фосфор – до 0,025%
• сера – до 0,025%

Сталь 60с2а: физические и механические свойства

Сталь 60с2а наделена высокой твердостью: HB 10^-1 = 269 МПа. Она не склонна к отпускной хрупкости и образованию флокенов. С остальными характеристиками можно ознакомиться ниже:



Этот сплав выпускается в виде сортового фасонного проката: калиброванных прутков, лент, полос, кованых заготовок и поковок, шлифованных прутков, готовой проволоки. Кроме того, сегодня в продаже предлагается лист 60с2а – горячекатаный листовой прокат.

Стальная проволока марки 60С2А

Проволока марки 60С2А является легированной пружинной, а поскольку доминирующим элементом в её составе является кремний, преобладающий над углеродом и марганцем, такой материал отлично подходит для производства пружин и прочих аналогичных изделий, впоследствии подвергающихся высоким деформирующим нагрузкам. Изготовление проволоки 60С2А осуществляется по ГОСТу 14963-78, который подразумевает 2 способа получения готовых пружин: метод горячей навивки и холодной. Последняя технология пригодна для изготовления проволоки диаметром 0,5-14,0 мм. Пружинная проволока может иметь обычную и повышенную точность.

На предприятия стальная проволока марки 60С2А поступает в виде мотка или прутка. Основные потребители изделий из такого сплава – машиностроительные предприятия, которые нуждаются в упругом и выносливом материале для производства рессор и пружин для автомобильных подвесок. Такая проволока является типовым сырьем для пружинонавивочного оборудования, а её диаметр может варьироваться в пределах 0,1-14,0 мм.

Этот сплав специально разработан для производства спиральных пружин и рессор. Сталь 65г является одной из самых распространенных пружинно-рессорных сталей, для которых свойственна простота обработки. Также для неё характерны прекрасные режущие свойства и возможность оксидирования (декоративного чернения и воронения).

Помимо относительно высокого среднего содержания углерода в данном материале присутствуют другие, не менее важные элементы, определяющие высокие эксплуатационные свойства металла:

• Mn (марганец) – 0,90-1,20%
• Si (кремний) – 0,17-0,37%
• Cr (хром) – до 0,25%
• Ni (никель) – до 0,25%
• Cu (медь) – до 0,20%
• P (фосфор) – до 0,035%
• S (сера) – до 0,035%

Лучшей характеристикой для данного сплава можно считать отзывы производителей боевых ножей: они называют сталь марки 65г идеальным балансом упругости и твердости металла. При этом добавляется, что такой материал режет ничуть не хуже популярных кованых многослойных сталей.

Физические и механические свойства стали 65г

Основные свойства данного сплава представлены в следующих таблицах:


Поставляется сталь 65г в виде сортового и фасонного проката согласно ГОСТам 14959-79, 2590-2006, 2591-2006, 2879-2006, 7419.0-78 и 7419.8-78. Это конструкционный рессорно-пружинный сплав поступает на производственные предприятия в виде (в соответствии с ГОСТами):

• ГОСТы 1051-73, 8559-75, 8560-78, 14959-79, 7417-75, – калиброванного прутка
• ГОСТы 14955-77, 7419.8-78 и 7419.0-78 – шлифованного прутка и серебрянки
• ГОСТ 1577-93 – толстого листа
• ГОСТы 2283-79, 21997-76, 10234-77, 19039-73, 1530-78, 21996-76 – ленты
• ГОСТы 4405-75 и 103-2006 – полосы
• ГОСТ 1133-71 – кованых заготовок и поковок
• ГОСТ 11850-72 – проволоки пружинной

Сталь 65г: сферы применения

Этот сплав довольно популярен в промышленности, поскольку идет на изготовление рессор, пружин, тормозных лент, упорных шайб, шестерен и фрикционных дисков. Данный материал является оптимальным для отливки корпусов подшипников, фланцев, подающих и зажимных цанг – словом, большого спектра деталей и узлов, для которых должна быть гарантирована высокая износостойкость. При всём этом такие детали не могут подвергаться ударным нагрузкам.

Еще одна популярная область применения стали 65г – изготовление ножей. Материал часто идет на серийное производство недорогого бытового режущего инструмента, а также специальных «метательных» ножей. Сталь 65г является недорогой, поэтому такие недостатки, как сильная подверженность коррозии или слабая стойкость к нагрузкам, считаются незначительными. Впрочем, по-настоящему проблемным будет лишь тот сплав 65г, который недокалён, т.е. сильно отпущен.

Стали группы А относят к конструкционным углеродистым сталям обыкновенного качества, но, чаще всего, наделенных повышенной обрабатываемостью. Свою роль здесь играют строго регламентированные механические характеристики и свойства на фоне относительной свободы в части химического состава металла. Как правило, сталь А используется для создания узлов и целых конструкций, изначально не подвергаясь ковке, штамповке и прочей горячей или термической обработке. В результате, горячекатаная сталь марки А всегда сохраняет свои изначальные свойства.

Сталь А12 и А20

Наиболее востребованным материалом данного класса считаются сплавы А12 и А20, фактически выступающие аналогами друг другу. Это конструкционные материалы повышенной обрабатываемости, отличающиеся низкой себестоимостью и высокой технологичностью. На промышленные предприятия этот сплав поступает в следующем виде (в соответствии с ГОСТ):

• ГОСТ 1414-75 , ГОСТ 2879-2006, ГОСТ 2590-2006, ГОСТ 2591-2006 – сортовой и фасонный прокат
• ГОСТ 1414-75 и ГОСТ 14955-77 – серебрянка и шлифованные прутки.
• ГОСТ 8559-75, ГОСТ 1414-75, ГОСТ 8560-78 – калиброванные прутки

Механические и физические свойства стали А12

Твердость данного сплава составляет HB 10^-1 = 160 МПа. Материал является флокеночувствительным, поэтому требует строго соблюдения технологии выплавки. При этом он не склонен к отпускной хрупкости и не используется в составе сварных конструкций. С основными механическими и физическими свойствами стали А12 можно ознакомиться здесь:

Химический состав сплава

Цифра 12 в обозначении марки традиционно указывает на среднее процентное содержание углерода, выраженное в сотых долях процента. По химическому составу сталь А12 представляет собой следующий набор элементов:

• С – 0,08-0,16%
• Mn – 0,7-1,1%
• Si – 0,15-0,35%
• P – 0,08-0,15%
• S – 0,08-0,2%
• Cu – не более 0,25%

Применение сталей марки А

Сталь А12 (А20) находит широкое применение в создании промышленного оборудования: из неё отливают втулки, валики и оси, делают шестерни и зубчатые колеса. В целом, этот материал отлично подходит для изготовления небольших болтов, винтов и прочих мелких деталей – сложной формы, малонагруженных, предназначенных для обработки посредством станков-автоматов. Довольно важной характеристикой сплава можно считать его соответствие повышенным требованиям по точности размеров получаемых деталей и качеству их поверхностей. Другими словами, данная сталь является материалом повышенной обрабатываемости резанием.

Марка 09г2с – сталь конструкционная, низколегированная, углеродистая. Количество присадок в ней не превышает 2,5%, а цифровые и буквенные символы в названии обозначают их процентное содержание в металле. Расшифровка маркировки по ГОСТ 5058-65 означает, что содержание углерода в стали – 0,09%, буква «Г» в сочетании с цифрой «2» говорит о добавке 2% марганца, а «С» – однопроцентная добавка кремния. Аналоги этой стали – 09г2, 09г2дт, 09г2т,10г2с, а также 19Мn-6 также легко расшифровываются по ГОСТ. Главное достоинство этой марки – ее хорошая свариваемость, которая осуществляется и при подогреве и термической обработке, и без подогрева.

Основные характеристики стали 09г2с

Химический состав определен ГОСТом 19281–89 и некоторыми другими. Предполагается, что в данной марке могут присутствовать иные легирующие элементы, кроме отмеченных в ее названии: магний (до 1,7%), никель (до 0,008%), кремний (до 0,85%) и ряд других. Сера и фосфор, негативно влияющие на вязкость стали, используются в марке в незначительных количествах.

Механические свойства стали 09г2с позволяют использовать ее для различных строительных конструкций, поскольку она обладает повышенной прочностью даже в деталях не очень большой толщины. Диапазон ее температурного использования значителен: -70 – +450°С, т.к. она обладает устойчивостью присущих ей качеств.

Ценность технологических свойств марки 09г2 связана с наличием:

• высокого предела выносливости, особенно после получения двухфазной ферритно-мартенситной структуры
• пластичности
• легкой свариваемости без ограничений
• прокаливаемости
• отсутствия перегрева
• отсутствия флокеночувствительности
• устойчивости к образованию трещин
• устойчивости к отпускной хрупкости и др.

По ГОСТУ19281-89 к марке, равно как и к другим низколегированным сталям, добавляется категория металлопроката. Например, 09г2с -12 будет обозначать, что стальной лист из 09г2с испытывался на ударную вязкость при температуре -40°С.

Применение марки 09г2с

Поскольку одна из важнейших характеристик марки – возможность сварки без ограничений, ее использование в химической, строительной, судостроительной, нефтегазовой отраслях и машиностроении позволяет создавать сложнейшие конструкции. Для сварочных работ с маркой, в т.ч. и многослойной, можно использовать любые электроды в связи с низким содержанием углерода в самом материале. Сварные конструкции из стали 09г2 значительно легче других применяемых конструкций, что позволяет экономить на строительстве.

Высокая механическая устойчивость 09Г2С к крайне низким температурам предоставляет возможность протягивать нефте – и газопроводы на севере РФ, изготавливать сварные переходы, тройники, фланцы и другие детали трубопроводов с уникальными морозостойкими качествами. В то же время из нее изготавливают паровые котлы, емкости, необходимые для работы в условиях высоких температур. Двухслойные антикоррозийные листы и профили для сельскохозяйственных машин – еще одна сфера применения сплава 09г2с.

Сортамент сталей, выпускаемый в мире и в России, достаточно обширен, что заставляет производителей осуществлять их маркировку, т.е. идентифицировать свойства, позволяющие использовать марку с определенными физико-химическими характеристиками в последующих производственных процессах. Сталь 10 относится к конструкционным углеродистым качественным сталям, применяемым для деталей механизмов и конструкций. Содержание углерода – наиболее важная составляющая сталей, влияющая на их твердость и прочность. Цифра 10 означает среднее значение содержания С в металле в сотых долях процента. Термин «качественная» – означает чистоту и великолепные механические свойства в силу уменьшения содержания в них серы, фосфора, неметаллических примесей и т.д.

Свойства стали 10 и применение

Качественные стали по своим характеристикам должны превосходить обыкновенные, поскольку этого требует их применение. ГОСТ 1050-88 относит сталь 10 к низкоуглеродистым сталям с содержанием углерода 0,07-0,14%. В ней присутствуют легирующие элементы, однако это обычные, недорогие и незначительные в процентном отношении присадки: кремний, медь, мышьяк, хром, марганец, медь и т.д.

Так же, как и ее низкоуглеродистые аналоги (Ст 0,5, 08), марка 10 обладает высокой пластичностью, что позволяет использовать ее для производства штампованных деталей, металлоизделий с помощью высадки или волочения. Когда ее нагревают до 1280-1300^оС, она пригодна для листового проката, труб, проволоки, при более низких температурах приобретает повышенную прочность и обрабатываемость.

Другие марки, имеющие цифру 10 в названии, также относятся к качественным углеродистым сталям, но обладают некоторыми свойствами, отличными от стали 10. Марки Ст, включая Ст10, обладают хорошей свариваемостью и коррозийной устойчивостью, находят применение в нефтяной и химической промышленности. Сталь У10 относится к инструментальным маркам с низкой теплостойкостью. Поэтому ее можно применять для производства инструментов, которые будут использоваться при небольших скоростях резания. При 190–200°С твердость ее значительно падает. Марка В10 представлена металлом с гарантированными механическими и физическими свойствами и чаще всего применяется для сварных конструкций.

Технологические характеристики стали 10

Технологические характеристики стали 10 позволяют использовать ее достаточно широко. К наиболее важным следует отнести:

• свариваемость без ограничений, кроме деталей после химико-термической обработки
• возможность обработки резанием
• нечувствительность к поражению флокенами
• высокий предел выносливости
• прокаливаемость и др.

В целом, сталь 10 пригодна для штамповки, поковки, изготовления котлов высокого давления, трубопроводов, сортового проката, шлифованного прутка, винтов, электронагревателей, холоднодеформированных труб, коррозийностойких листов, бердной проволоки и других продуктов для длительного использования при температурах от -40 до +450°С.

Сплав марки 40хн является конструкционным хромоникелевым, что позволяет ему находить применение в производстве различных деталей для строительства и машиностроения. Значение 40 в данном случае указывает на содержание углерода: в материале, выполненном по ГОСТ 4543-71, его доля составляет 0,39–0,41%. В целом, химический состав сплава 40хн представлен следующими элементами:

• Ni – 1,00-1,40%
• Mn – 0,50-0,80%
• Cr – 0,45-0,75%
• Si – 0,17-0,37%
• Cu – до 0,30%
• S – до 0,035%
• P – до 0,035%

Сталь 40хн является легированным хромоникелевым стальным сплавом, в котором для повышения химической устойчивости используется большое содержание никеля. Еще в XIX веке химики выяснили, что материалы с высоким содержанием железа и никеля подвергаются коррозии гораздо меньше. Впоследствии с получением ковкого никеля удалось создать первые никелево-стальные сплавы, демонстрировавшие потрясающие антикоррозионные свойства, высокую механическую прочность и вдвое больший предел упругости. В сплаве марки 40хн также применяется хром, который дополнительно придаёт устойчивости к коррозирующим факторам.

Механические свойства и термическая обработка

Прошедшая термическую обработку, сталь 40хн (ГОСТ 4543-71) наделяется  повышенной твёрдостью – 302-352 НВ, высокой предельной прочностью при разрыве – 785 Н/мм², ударной вязкостью в 59 Дж/см², в то время как предел текучести материала при нагружении сохраняется на уровне 640 Н/мм².

Закаливают данный металл чаще всего в масле. Исключение составляют крупногабаритные детали, которые подвергаются закалке в воде, но впоследствии обязательно переносятся в масло или проходят немедленный низкий отпуск. Альтернативный вариант процесса закаливания – нагревание материала высокочастотными токами с последующим отпуском. Данная процедура позволяет получить материал с высокой поверхностной твердостью – 52-56 RC.

Прочие механические свойства стали 40хн представлены в таблице:

Применение стали 40 хн

Высокая прочность и коррозионная стойкость предопределяют основную область применения материала марки 40хн – это производство деталей и элементов, эксплуатирующихся в условиях вибраций и повышенных динамических нагрузок. Такими деталями являются валы, оси, шатуны, муфты, ниппели (применяемые, в том числе и в нефтепроводах). Кроме того, сталь 40хн идет на изготовление болтов, зубчатых колес, шпинделей, валков прокатных станков и штоков гидроцилиндров. Другими словами, такой сплав идеален для изготовления деталей, от материала которых требуется повышенная прочность и вязкость. Отметим, что оптимальные эксплуатационные характеристики сплава 40хн достигаются при толщине металла в изделии не более 120 мм.

Свариваемость

В данном случае речь идет о сильно затрудненном сварочном процессе, что вполне оправданно для любых легированных конструкционных сталей. Околошовная зона стали 40хн склонна к закалке, поэтому в ней велика вероятность образования хрупких структур. В результате, при необходимости осуществления сварки применяются специальные технологии, связанные с предварительным подогревом материала, а также его последующим отжигом или отпуском.