Круг 40ХН 105

Круг стальной 40ХН, диаметр 105 мм, ГОСТ 2590-2006, ГОСТ 4543-2016, исполнение 2ГП

Основные технические характеристики

Круг стальной марки 40ХН диаметром 105 мм — это высококачественный прокат, произведённый в соответствии с требованиями государственных стандартов ГОСТ 2590-2006 (горячекатаный круг) и ГОСТ 4543-2016 (прокат из легированной конструкционной стали). Исполнение 2ГП указывает на повышенную точность прокатки по геометрическим параметрам, а также на соответствие нормам по кривизне и отклонениям по длине. Такой прокат предназначен для использования в условиях повышенных механических нагрузок, где требуется высокая прочность, износостойкость и надёжность.

Химический состав стали 40ХН (по ГОСТ 4543-2016)

Сталь марки 40ХН относится к классу легированных конструкционных сталей, в состав которых входят легирующие элементы, улучшающие механические и физические свойства. Химический состав в пересчёте на массовую долю, %:

• Углерод ©: 0,36–0,44%
  Обеспечивает высокую твёрдость и прочность после термической обработки.
• Кремний (Si): 0,17–0,37%
  Повышает прочность и устойчивость к окислению.
• Марганец (Mn): 0,50–0,80%
  Улучшает прокаливаемость и износостойкость.
• Хром (Cr): 0,60–0,90%
  Увеличивает прочность, твёрдость и сопротивление коррозии.
• Никель (Ni): 1,00–1,40%
  Повышает вязкость, ударную прочность и прокаливаемость.
• Сера (S): не более 0,025%
  Снижает пластичность, поэтому содержание строго ограничено.
• Фосфор (P): не более 0,025%
  Обеспечивает хрупкость при низких температурах, поэтому также ограничивается.
• Медь (Cu): не более 0,30%
• Мышьяк (As): не более 0,08%
• Остаточные элементы: не более норм, установленных стандартом.

Сочетание хрома и никеля в стали 40ХН придаёт ей высокую прокаливаемость и устойчивость к усталостным нагрузкам, что делает её незаменимой в ответственных узлах машин и механизмов.

Механические свойства (после термической обработки — улучшения)

Механические свойства круга 40ХН диаметром 105 мм определяются после термической обработки по режиму: закалка в масле с последующим высоким отпуском (улучшение). Нормируемые значения:

• Временное сопротивление разрыву (?в): не менее 980 МПа
  Указывает на максимальную нагрузку, которую может выдержать образец до разрушения.
• Предел текучести (?т): не менее 800 МПа
  Характеризует начало пластической деформации.
• Относительное удлинение (?5): не менее 11%
  Показатель пластичности — способность материала удлиняться без разрушения.
• Относительное сужение (?): не менее 50%
  Характеризует локальную пластичность в месте шейки.
• Ударная вязкость (KCU при +20?°C): не менее 63 Дж/см?
  Способность материала поглощать энергию при ударных нагрузках.
• Твёрдость (по Бринеллю, HB): 269–302
  Обеспечивает износостойкость и сопротивление царапанию.

Эти показатели подтверждают высокую прочность и вязкость стали, что позволяет использовать её в условиях динамических и ударных нагрузок.

Физические свойства

• Плотность: 7850 кг/м?
• Модуль упругости (Е): 2,1?10? МПа
• Модуль сдвига (G): 8,1?10? МПа
• Коэффициент Пуассона (?): 0,29
• Температурный коэффициент линейного расширения (?): 11,5?10?? 1/°C (в интервале 20–100?°C)
• Теплопроводность (?): 42,5 Вт/(м·°C) при 100?°C
• Удельная теплоёмкость (с): 475 Дж/(кг·°C) при 20?°C
• Удельное электрическое сопротивление (?): 0,24 мкОм·м

Физические свойства позволяют использовать сталь 40ХН в условиях переменных температур и в узлах, где важна стабильность геометрических параметров.

Технологические свойства

• Свариваемость: ограниченно свариваемая
  Перед сваркой требуется подогрев до 250–300?°C, после сварки — термическая обработка (отпуск) для снятия внутренних напряжений. Рекомендуется применять сварку в среде защитных газов или электродами с основным покрытием.
• Обрабатываемость резанием: в состоянии после улучшения — коэффициент обрабатываемости 0,6 (по сравнению со сталью 45).
  Рекомендуются твёрдосплавные и быстрорежущие инструменты, режимы резания — умеренные.
• Обработка давлением: хорошо деформируется в нагретом состоянии. Горячая ковка — в диапазоне 1200–800?°C.
• Флокеночувствительность: повышенная
  Требует медленного охлаждения после термической обработки и ковки для предотвращения образования внутренних трещин.
• Склонность к отпускной хрупкости: склонна к II роду
  Не рекомендуется отпуск в интервале 450–550?°C. Желательно проводить отпуск при температурах выше 550?°C с последующим быстрым охлаждением.

Вес и расчётные данные

• Вес одного погонного метра (1 м): 67,85 кг
  Рассчитан по формуле:
  m=??r2??,
  где $r=52,5$ мм = 0,0525 м, $?=7850$ кг/м?:
  m=3,1416?(0,0525)2?7850?67,85 кг/м.
• Количество погонных метров в одной тонне (1000 кг):
  L=67,851000?14,74 м/тн.

Эти данные важны для расчёта транспортных расходов, планирования загрузки оборудования и учёта на складе.

Область применения

Круг стальной 40ХН диаметром 105 мм находит широкое применение в машиностроении, особенно в узлах, работающих под высокими нагрузками и динамическими воздействиями. Основные сферы использования:

1. Изготовление валов и осей — коленчатые, промежуточные, карданные валы, валы редукторов, оси шестерён. Благодаря высокой прочности и вязкости, валы из 40ХН выдерживают значительные крутящие моменты и изгибающие нагрузки.
2. Шестерни и зубчатые колёса — используются в тяжёлых редукторах, коробках передач, промышленных механизмах. После цементации или азотирования поверхность приобретает высокую твёрдость, а сердцевина остаётся вязкой.
3. Шпиндели станков — особенно в высокоточных и тяжёлых станках, где важна стабильность формы и сопротивление износу.
4. Крепёж особой прочности — болты, шпильки, гайки для ответственных соединений в энергетике, авиастроении, судостроении.
5. Элементы подвески и ходовой части — вагоностроении, тяжёлой технике, экскаваторах, бульдозерах.
6. Детали пресс-форм и штампов — при необходимости сочетания прочности и износостойкости.
7. Нефтегазовое оборудование — валы насосов, штоки, шпиндели клапанов.
8. Авиационные и судовые механизмы — где требуется высокая надёжность и сопротивление усталости.
9. Энергетическое оборудование — роторы, валы турбин, элементы парогенераторов.
10. Металлургические агрегаты — валки, валы прокатных станов, оси механизмов подачи.

Благодаря сочетанию никеля и хрома, сталь 40ХН обладает высокой прокаливаемостью по сечению до 105 мм, что гарантирует равномерные механические свойства по всему диаметру. Это особенно важно для крупных деталей, где поверхностная закалка не обеспечивает достаточной глубины упрочнения.

Рекомендации по термической обработке

Для достижения оптимальных механических свойств рекомендуется следующий режим термообработки:

1. Нагрев под закалку: 840–860?°C (в масляной среде)
2. Охлаждение: в масле
3. Нагрев под отпуск: 580–620?°C
4. Охлаждение после отпуска: на воздухе

После такой обработки сталь приобретает структуру сорбита отпуска, обеспечивающую оптимальное сочетание прочности и пластичности.

Контроль качества

Каждая партия круга 40ХН диаметром 105 мм проходит строгий входной контроль, включающий:

• Спектральный анализ химического состава
• Механические испытания на растяжение, удар, твёрдость
• Контроль макро- и микроструктуры
• Ультразвуковой контроль (при необходимости)
• Измерение геометрических параметров (диаметр, кривизна, овальность)

Данный товар можно приобрести в компании ООО Металлотрейд — надёжном поставщике качественного металлопроката. Мы гарантируем соответствие всех параметров заявленным стандартам и предоставляем полный пакет сопроводительной документации.

Позвоните нам прямо сейчас:
?? +7(863)220-90-10
?? +7(495)792-05-58

и получите консультацию по техническим характеристикам, наличию, условиям поставки и ценам. Наши специалисты помогут подобрать оптимальный вариант для вашего производства.