Круг 40ХН 120 мм ГОСТ 2590-06, 4543-16, 2ГП_

Круг стальной 40ХН, диаметр 120 мм, ГОСТ 2590-2006, ГОСТ 4543-2016, исполнение 2ГП

Основные технические характеристики

Круг стальной марки 40ХН диаметром 120 мм — это высококачественный прокат, произведённый в соответствии с требованиями ГОСТ 2590-2006 (горячекатаный круг) и ГОСТ 4543-2016 (прокат из легированной конструкционной стали). Исполнение 2ГП указывает на повышенную точность прокатки по геометрическим параметрам, что обеспечивает минимальные отклонения по диаметру и овальности, а также гарантирует стабильность механических свойств по длине изделия.

Данный тип проката относится к классу легированных сталей, предназначенных для изготовления ответственных деталей, работающих в условиях повышенных нагрузок, ударов и износа. Благодаря особому химическому составу и термической обработке, круг 40ХН обладает высокой прочностью, вязкостью и устойчивостью к усталостным повреждениям.

Химический состав (по ГОСТ 4543-2016)

Марка стали 40ХН относится к хромоникелевым легированным сталям. Химический состав регламентируется стандартом и включает следующие элементы:

• Углерод ©: 0,36–0,44 % — обеспечивает высокую прочность и твёрдость после закалки.
• Кремний (Si): 0,17–0,37 % — повышает прочность и улучшает свариваемость.
• Марганец (Mn): 0,50–0,80 % — способствует улучшению прокаливаемости и пластичности.
• Хром (Cr): 0,60–0,90 % — увеличивает прочность, твёрдость и коррозионную стойкость.
• Никель (Ni): 1,00–1,40 % — повышает ударную вязкость, особенно при низких температурах, и улучшает прокаливаемость.
• Сера (S): не более 0,025 % — снижает хрупкость при горячей обработке.
• Фосфор (P): не более 0,025 % — уменьшает склонность к хладноломкости.
• Медь (Cu): не более 0,30 % — не оказывает значительного влияния, но может присутствовать как примесь.
• Остаточные элементы (As, Sn, Sb и др.): ограничены на уровне, не ухудшающем эксплуатационные свойства.

Такой состав обеспечивает оптимальное сочетание прочности, вязкости и износостойкости, что делает сталь 40ХН незаменимой для производства высоконагруженных деталей.

Механические свойства

Механические характеристики круга 40ХН диаметром 120 мм приведены для образцов после термической обработки — улучшения (закалка + высокий отпуск). Данные соответствуют требованиям ГОСТ 4543-2016:

• Временное сопротивление разрыву (?в): не менее 980 МПа
  Показывает максимальную нагрузку, которую может выдержать материал перед разрушением.
• Предел текучести (?т): не менее 835 МПа
  Характеризует начало пластической деформации.
• Относительное удлинение (?5): не менее 12 %
  Свидетельствует о пластичности стали.
• Относительное сужение (?): не менее 50 %
  Отражает способность материала к локальной деформации.
• Ударная вязкость (KCU при +20?°C): не менее 63 Дж/см?
  Показывает сопротивление хрупкому разрушению при ударных нагрузках.
• Твёрдость по Бринеллю (HB): 269–302
  Обеспечивает хорошую обрабатываемость резанием и износостойкость.

Данные свойства достигаются за счёт оптимального режима термообработки: закалка в масле с температуры 840–860?°C и отпуск при 580–620?°C.

Физические свойства

• Плотность: 7,85 г/см? — стандартное значение для легированных сталей.
• Модуль упругости (Е): 210 ГПа — характеризует жёсткость материала.
• Коэффициент Пуассона (?): 0,29 — показывает соотношение поперечной и продольной деформации.
• Температурный коэффициент линейного расширения (?): 11,5?10?? 1/°C (в диапазоне 20–100?°C).
• Теплопроводность (?): 40–45 Вт/(м·К) — зависит от температуры и структуры.
• Удельная теплоёмкость (с): 475 Дж/(кг·К) — при 20?°C.
• Удельное электрическое сопротивление (?): 0,25 мкОм·м.

Эти параметры важны при расчётах на прочность, тепловые нагрузки и проектировании узлов, работающих в сложных условиях.

Технологические свойства

• Свариваемость: ограниченно свариваемая.
  Перед сваркой требуется подогрев до 250–300?°C, после — термическая обработка (отжиг или отпуск). Применяются электроды типа Э-120, Э-100 с обязательной прокалкой. Рекомендуются методы дуговой и контактной сварки.
• Обрабатываемость резанием:
  В состоянии поставки (после улучшения) обрабатываемость оценивается как удовлетворительная. Коэффициент обрабатываемости по сравнению со сталью 45 составляет около 0,6–0,7. Рекомендуются твёрдосплавные и быстрорежущие инструменты. Оптимальные режимы: скорость резания — 80–120 м/мин, подача — 0,2–0,4 мм/об.
• Обработка давлением (ковка, штамповка):
  Температурный интервал ковки: 1200–800?°C. Начало ковки — при 1200?°C, окончание — не ниже 800?°C. После ковки требуется нормализация или улучшение для снятия внутренних напряжений и выравнивания структуры.
• Прокаливаемость:
  Высокая благодаря содержанию никеля и хрома. Глубина прокаливаемости при диаметре 120 мм составляет не менее 35–40 мм. Это позволяет использовать сталь для деталей большой толщины без потери прочности в центре сечения.
• Коррозионная стойкость:
  Умеренная. Сталь 40ХН не относится к нержавеющим, но за счёт хрома и никеля обладает лучшей устойчивостью к атмосферной коррозии по сравнению с углеродистыми сталями. При эксплуатации в агрессивных средах требуется защитное покрытие (цинкование, окраска, фосфатирование).

Вес и расчётные данные

• Масса 1 метра погонного:
  Для круга диаметром 120 мм масса рассчитывается по формуле:
  m=4??d2??,
  где $d=0,12$ м, $?=7850$ кг/м?.
  m=43,1416?(0,12)2?7850?88,8 кг/м.

  Таким образом, один метр круга 120 мм весит 88,8 кг.

• Количество метров в одной тонне:
  L=88,81000?11,26 метров.

  То есть, в одной тонне содержится около 11,26 метров проката диаметром 120 мм.

Область применения

Круг стальной 40ХН диаметром 120 мм находит широкое применение в различных отраслях промышленности благодаря высокой прочности, вязкости и устойчивости к усталостным нагрузкам. Основные сферы использования:

1. Машиностроение и станкостроение
   Изготовление валов, осей, шестерён, шпинделей, коленчатых валов, штоков гидроцилиндров. Благодаря высокой прокаливаемости и равномерной структуре, детали из этой стали выдерживают длительные циклические нагрузки.
2. Авиационная и космическая отрасль
   Применяется для производства элементов шасси, рулевых механизмов, крепёжных узлов, работающих в условиях экстремальных перегрузок и вибраций.
3. Судостроение
   Используется для изготовления валопроводов, гребных винтов, шарниров и других ответственных узлов, подвергающихся коррозии и ударным нагрузкам.
4. Нефтегазовая отрасль
   Применяется в производстве бурового оборудования, штанг, шпинделей насосов, арматуры высокого давления. Стойкость к ударным нагрузкам и вибрациям делает сталь идеальной для условий добычи.
5. Энергетика
   Изготовление роторов турбин, валов генераторов, элементов паровых и газовых турбин. Высокая термостойкость и устойчивость к усталостным повреждениям критичны в этой сфере.
6. Автомобильная промышленность
   Производство полуосей, карданных валов, шестерён трансмиссии, деталей подвески. Сталь 40ХН обеспечивает долговечность и безопасность.
7. Железнодорожное машиностроение
   Изготовление осей вагонов, колёсных пар, деталей тормозных систем. Высокая ударная вязкость особенно важна при эксплуатации в условиях низких температур.
8. Тяжёлое и горнодобывающее оборудование
   Применяется для производства валов дробилок, шестерён экскаваторов, элементов конвейеров, работающих в условиях абразивного износа и ударов.
9. Военная и оборонная промышленность
   Используется в производстве элементов бронетехники, артиллерийских систем, опорных узлов, где требуется сочетание прочности и вязкости.
10. Робототехника и прецизионное оборудование
    Изготовление валов промышленных роботов, осей координатных систем, деталей, подвергающихся частым циклам нагружения.

Условия поставки и хранения

Круг поставляется в отрезках длиной от 2 до 6 метров, также возможна поставка в мотках (для малых диаметров, не применимо к 120 мм). Поверхность должна быть чистой, без трещин, закатов, плен, раковин и других дефектов, снижающих прочность. Допускаются следы устранённых дефектов, не выводящие за пределы допусков по диаметру.

Хранение — в сухих, проветриваемых помещениях, на поддонах, с защитой от атмосферных осадков. При длительном хранении рекомендуется смазка поверхности антикоррозионными составами.

Заключение

Круг стальной 40ХН диаметром 120 мм — это высоконадёжный конструкционный материал, отвечающий самым строгим требованиям современного машиностроения. Его уникальное сочетание механических, физических и технологических свойств делает его незаменимым для производства ответственных деталей, работающих в экстремальных условиях. Высокая прочность, вязкость, прокаливаемость и устойчивость к усталостным повреждениям обеспечивают долгий срок службы и безопасность эксплуатации.

Данный товар можно приобрести в компании ООО Металлотрейд — надёжном поставщике качественного металлопроката.
Не упустите возможность получить продукт, соответствующий ГОСТ и мировым стандартам качества
Позвоните по телефону: +7(863)220-90-10 или +7(495)792-05-58 — наши специалисты проконсультируют вас по всем вопросам, помогут с выбором и организуют быструю доставку по России и СНГ.