Круг 40ХН 290 мм ТУ 14-1-2118, 4543-16,3ГП~
- Обзор
- Характеристики
- Отзывы (0)
Круг 40ХН 290 мм ТУ 14-1-2118, 4543-16, 3ГП~
Марка стали: 40ХН (по ГОСТ 4543-71)
Диаметр: 290 мм
Технические условия: ТУ 14-1-2118, ГОСТ 4543-71, группа по поставке — 3ГП
Форма поставки: Круглый прокат (круг)
Класс прочности: Повышенной прочности, легированная конструкционная сталь
Основные технические характеристики
Круг из стали марки 40ХН диаметром 290 мм — это высококачественный сортовой прокат, предназначенный для использования в условиях повышенных механических нагрузок, динамических и ударных воздействий. Данный материал изготавливается в соответствии с техническими условиями ТУ 14-1-2118 и требованиями ГОСТ 4543-71, что гарантирует стабильность химического состава, однородность структуры и высокие эксплуатационные свойства.
Химический состав (по ГОСТ 4543-71, масс. %)
| Элемент | Содержание, % |
|---|---|
| Углерод © | 0,36–0,44 |
| Кремний (Si) | 0,17–0,37 |
| Марганец (Mn) | 0,50–0,80 |
| Хром (Cr) | 0,60–0,90 |
| Никель (Ni) | 1,00–1,40 |
| Сера (S) | ? 0,035 |
| Фосфор (P) | ? 0,035 |
| Медь (Cu) | ? 0,30 |
| Арсений (As) | ? 0,08 |
Сталь марки 40ХН относится к классу легированных конструкционных сталей, где легирование хромом и никелем обеспечивает высокую прочность, вязкость и сопротивление усталости. Никель способствует улучшению ударной вязкости, особенно при низких температурах, а хром повышает прокаливаемость и износостойкость.
Механические свойства (в нормализованном состоянии, при диаметре до 300 мм)
| Показатель | Значение |
|---|---|
| Временное сопротивление разрыву (?в) | 880–1080 МПа |
| Предел текучести (?т) | ? 685 МПа |
| Относительное удлинение (?5) | ? 11 % |
| Относительное сужение (?) | ? 45 % |
| Ударная вязкость (KCU при +20?°C) | ? 59 Дж/см? |
| Твёрдость (по Бринеллю, HB) | 241–302 |
После термической обработки (улучшение — закалка с высоким отпуском) механические свойства могут значительно превышать указанные значения, что делает сталь пригодной для работы в экстремальных условиях.
Физические свойства
| Показатель | Значение |
|---|---|
| Плотность | 7,85 г/см? |
| Модуль упругости (Е) | 2,1?10? МПа |
| Модуль сдвига (G) | 8,1?10? МПа |
| Коэффициент Пуассона (?) | 0,29 |
| Теплопроводность (при 100?°C) | 42,5 Вт/(м·К) |
| Удельная теплоёмкость (при 20?°C) | 475 Дж/(кг·К) |
| Температура плавления | ~1480–1500?°C |
| Температура ковки | 1200–800?°C |
| Коэффициент линейного расширения | 11,5?10?? 1/К (в диапазоне 20–600?°C) |
Физические параметры позволяют использовать сталь 40ХН в условиях переменных температур, в том числе при кратковременных термических нагрузках.
Технологические свойства
| Показатель | Характеристика |
|---|---|
| Свариваемость | Ограниченно свариваемая. Рекомендуется подогрев до 200–300?°C и последующая термообработка. Сварка возможна электродуговыми методами (ММА, TIG, MIG). |
| Обрабатываемость резанием | В нормализованном состоянии — удовлетворительная. Коэффициент обрабатываемости ~0,7 (относительно стали 45). После улучшения обработка усложняется, требуется использование твёрдосплавного инструмента. |
| Обрабатываемость давлением | Хорошая. Сталь поддаётся ковке, штамповке, прокатке. Оптимальный температурный интервал ковки — 1200–800?°C. |
| Прокаливаемость | Высокая. Обеспечивает равномерную структуру по сечению при диаметре до 300 мм. |
| Шлифуемость | Удовлетворительная. Возможны трудности при наличии внутренних напряжений. Рекомендуется предварительная термообработка. |
| Коррозионная стойкость | Низкая. Не относится к нержавеющим сталям. Требует защитных покрытий (окраска, цинкование, смазка) при эксплуатации в агрессивных средах. |
Вес и расчётные данные
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Масса 1 метра погонного | 52,03 кг/м |
| Количество метров в 1 тонне | 19,22 м/т |
Расчёт массы выполнен по формуле:
m=4??d2??
где:
- d=290 мм = 0,29 м — диаметр круга,
- ?=7850 кг/м? — плотность стали.
Подставляем:
m=43,1416?(0,29)2?7850=43,1416?0,0841?7850?52,03 кг/м
Соответственно, в одной тонне (1000 кг) содержится:
52,031000?19,22 метра погонных
Термическая обработка
Для достижения оптимальных механических свойств сталь 40ХН подвергается термической обработке:
- Закалка: 840–860?°C в воде или масле.
- Отпуск: 550–600?°C, охлаждение на воздухе.
После улучшения (закалка + высокий отпуск) сталь приобретает мелкозернистую сорбитную структуру, что обеспечивает высокую прочность и вязкость одновременно.
Структура и микроструктура
В поставляемом состоянии (нормализация) структура — перлит + феррит. После термической обработки — сорбит улучшения. Зернистость — 5–7 балл по шкале ГОСТ 5639-82. Отсутствие флокеночувствительности — одно из важных преимуществ стали 40ХН, что позволяет использовать её в ответственных узлах без риска внезапного разрушения.
Область применения (не менее 1000 слов)
Круг из стали 40ХН диаметром 290 мм — это универсальный конструкционный материал, востребованный в различных отраслях промышленности, где предъявляются повышенные требования к прочности, износостойкости и надёжности изделий. Благодаря оптимальному сочетанию легирующих элементов — хрома и никеля — сталь демонстрирует высокую прокаливаемость, устойчивость к динамическим нагрузкам и хорошую вязкость, что делает её незаменимой в производстве ответственных деталей.
Одной из ключевых сфер применения является машиностроение, в частности, производство валов, осей, шестерён, шпинделей, коленчатых валов, шатунов и других элементов трансмиссий. Диаметр 290 мм позволяет изготавливать крупногабаритные детали, которые работают под высокими нагрузками, например, в тяжёлых станках, прессах, кранах и экскаваторах. Благодаря высокому пределу текучести и временному сопротивлению разрыву, такие детали способны выдерживать значительные крутящие моменты и изгибающие напряжения.
В энергетическом машиностроении сталь 40ХН используется для изготовления роторов турбин, валов генераторов, муфт и других вращающихся узлов, работающих в условиях длительных циклических нагрузок. Высокая усталостная прочность и ударная вязкость позволяют избежать преждевременного разрушения деталей, что критически важно для безопасности и долговечности оборудования. Особенно ценится сталь при производстве деталей для ГТУ и паровых турбин, где важна стабильность свойств при температурных колебаниях.
В автомобильной и железнодорожной промышленности круг 40ХН применяется для изготовления осей вагонов, полуосей, карданных валов, рессорных шпилек и других элементов ходовой части. Благодаря высокой прочности и устойчивости к ударным нагрузкам, сталь обеспечивает надёжную работу в условиях вибраций, переменных температур и агрессивной внешней среды. Вагонные оси, изготовленные из 40ХН, проходят строгий контроль качества, включая ультразвуковую дефектоскопию и магнитопорошковый контроль, что гарантирует отсутствие внутренних дефектов.
В судостроении сталь 40ХН используется для производства гребных валов, валопроводов, шпинделей рулевых механизмов и других ответственных узлов, подвергающихся коррозионному воздействию морской воды и высоким механическим нагрузкам. Несмотря на то, что сталь не является нержавеющей, при правильной защите (антикоррозионные покрытия, катодная защита) она демонстрирует высокую долговечность.
В нефтегазовой отрасли круг 40ХН применяется для изготовления деталей бурового оборудования, штанг, шпинделей насосов, шестерён редукторов и других узлов, работающих в агрессивных средах и при высоких давлениях. Сталь устойчива к износу и выдерживает длительные циклы нагрузки, что важно при бурении скважин и перекачке нефти и газа.
Также сталь 40ХН востребована в военной и оборонной промышленности — для производства стволов орудий, деталей бронетехники, элементов трансмиссий танков и других узлов, где требуется высокая прочность и надёжность. В авиастроении она используется для изготовления деталей шасси, осей, шарниров и других силовых элементов, хотя в последнее время вытесняется более лёгкими и прочными сплавами.
В тяжёлом машиностроении сталь применяется для производства деталей прокатных станов, ковочных прессов, штампов и других узлов, подвер ающихся ударным и вибрационным нагрузкам. Благодаря высокой износостойкости и вязкости, детали из 40ХН служат дольше, чем из углеродистых сталей.
Кроме того, сталь 40ХН используется в металлургии, горнодобывающей промышленности, строительстве мостов и металлоконструкций, где требуются прочные и надёжные элементы. Например, в мостостроении — для изготовления шарниров, шпилек, узлов крепления, работающих под постоянной нагрузкой.
Данный товар можно купить в ООО Металлотрейд.
Позвоните по телефону: +7(863)220-90-10, +7(495)792-05-58 — и наши специалисты помогут с выбором, оформлением заказа и доставкой.