Сталь
40ХН
Характеристики стали 40ХН
Заменитель
Ближайшие аналоги: 40ХН2МА, 38ХН3МФА, 45ХН, AISI 9310, 30CrNi3 (1.5755). Применяется для высоконагруженных деталей, требующих сочетания высокой прочности, вязкости и прокаливаемости в крупных сечениях.
Вид поставки
Прутки, поковки, штамповки — в термически обработанном (отожженном или нормализованном) состоянии. Поставляется по ГОСТ 4543-71 для тяжёлого машиностроения, авиации, автомобилестроения, производства крупных шестерен, валов и крепежа.
Назначение
Высокопрочная легированная конструкционная сталь, улучшаемая термообработкой. Предназначена для изготовления крупных и ответственных деталей, работающих под высокими статическими, динамическими и ударными нагрузками: валы, оси, шестерни, муфты, крепёж, детали гидравлических систем, элементы авиационных конструкций. Подходит для сечений до 100–120 мм.
Химический состав
| Элемент | Содержание, % |
|---|---|
| Углерод (C) | 0,36–0,44 |
| Кремний (Si) | 0,17–0,37 |
| Марганец (Mn) | 0,50–0,80 |
| Хром (Cr) | 0,45–0,75 |
| Никель (Ni) | 1,00–1,40 |
| Фосфор (P) | ≤ 0,025 |
| Сера (S) | ≤ 0,025 |
| Медь (Cu) | ≤ 0,30 |
Механические свойства (после закалки + высокого отпуска)
| Показатель | Значение |
|---|---|
| Временное сопротивление σв, МПа | 950–1150 |
| Предел текучести σ0,2, МПа | 750–950 |
| Относительное удлинение δ5, % | ≥ 10 |
| Относительное сужение ψ, % | ≥ 45 |
| Твёрдость (HB) | 280–340 |
| Ударная вязкость KCU, Дж/см² | ≥ 55 |
Технологические свойства
- Свариваемость: ограничена — требует предварительного подогрева (250–350°C) и последующего высокого отпуска. Не рекомендуется для сварных конструкций без термообработки.
- Обрабатываемость резанием: удовлетворительная в отожженном состоянии (HB 200–240), снижается после улучшения.
- Прокаливаемость: высокая — критический диаметр в масле до 60–80 мм.
- Не склонна к флокенам — допускается применение в крупных поковках.
- Никель обеспечивает высокую вязкость и прочность в крупных сечениях.
- Хром повышает прокаливаемость и износостойкость.
Температура критических точек, °C
| Ac1 | Ac3 | Ar1 | Ar3 |
|---|---|---|---|
| ~720 | ~800 | ~650 | ~740 |
Ударная вязкость (KCU), Дж/см²
При +20°C — не менее 55 Дж/см²
При -40°C — не менее 35 Дж/см²
Предел выносливости (σ-1), МПа
При симметричном цикле изгиба — ~480 МПа (после улучшения)
Прокаливаемость
Высокая. Критический диаметр в масле — до 60–80 мм. Рекомендуемая термообработка: закалка с 830–860°C в масло + высокий отпуск 550–650°C.
Физические свойства
| Показатель | Значение |
|---|---|
| Плотность, кг/м³ | 7850 |
| Температурный коэффициент линейного расширения (20–100°C), 1/°C | 11,6 × 10-6 |
| Теплопроводность (20°C), Вт/(м·°C) | 42 |
| Удельное электросопротивление (20°C), Ом·м | 0,25 × 10-6 |
| Модуль упругости (E), ГПа | 210 |