Круг 40ХН 310

Круг 40ХН ?310 мм, ТУ 14-1-2118, ГОСТ 4543-2016, 3ГП

Основные технические характеристики

Круг стальной 40ХН ?310 мм — это высококачественный прокат, изготавливаемый из легированной конструкционной стали марки 40ХН по техническим условиям ТУ 14-1-2118 и соответствующий требованиям государственного стандарта ГОСТ 4543-2016. Продукция поставляется в категории качества 3ГП (третья группа по поставке), что означает контроль механических свойств и химического состава, подтверждённый сертификатом качества.

Данный вид металлопроката предназначен для использования в ответственных узлах и механизмах, где предъявляются повышенные требования к прочности, износостойкости и усталостной выносливости.

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

Марка стали 40ХН относится к легированным хромоникелевым сталям. Её химический состав строго нормирован и обеспечивает высокие эксплуатационные характеристики. Ниже приведён усреднённый состав стали 40ХН в процентах от общей массы:

• 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): не более 0,035%
• Фосфор (P): не более 0,035%
• Медь (Cu): не более 0,30%
• Остаточные элементы (As, Sn и др.): минимально допустимые примеси, не превышающие нормы ГОСТ

Особенности легирования:

• Хром повышает прокаливаемость, твёрдость и коррозионную стойкость.
• Никель улучшает вязкость, особенно при низких температурах, и повышает прочность без снижения пластичности.
• Углерод обеспечивает высокую твёрдость и износостойкость после термической обработки.
• Сочетание Cr и Ni способствует формированию мелкозернистой структуры, улучшая общие механические свойства.

Механические свойства (после улучшения — закалка + высокий отпуск)

Механические свойства стали 40ХН определяются при испытаниях на растяжение и ударную вязкость. Приведённые значения соответствуют состоянию после термической обработки «улучшение»:

• Временное сопротивление разрыву (?в): не менее 980 МПа
• Предел текучести (?0,2): не менее 835 МПа
• Относительное удлинение (?5): не менее 11%
• Относительное сужение (?): не менее 50%
• Ударная вязкость (KCU при +20?°C): не менее 63 Дж/см?
• Твёрдость по Бринеллю (HB): 269–302 (в состоянии поставки, после улучшения)

Данные свойства гарантируют высокую прочность и пластичность, что делает сталь пригодной для работы в условиях циклических нагрузок и ударных воздействий.

Физические свойства стали 40ХН

• Плотность: 7,85 г/см? (при +20?°C)
• Модуль упругости (Е): 210 ГПа
• Модуль сдвига (G): 81 ГПа
• Коэффициент Пуассона (?): 0,29
• Температурный коэффициент линейного расширения (?): 11,5?10?? 1/°C (в диапазоне 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 (?): 0,65 мкОм·м

Эти параметры важны при проектировании деталей, работающих в условиях температурных колебаний, а также при расчётах на жёсткость и деформации.

Технологические свойства

Сталь 40ХН обладает высокими технологическими характеристиками, что позволяет использовать её в различных производственных процессах:

• Свариваемость: ограниченно свариваемая. Требуется предварительный подогрев до 250–300?°C и последующая термообработка для снятия остаточных напряжений. Применяются методы дуговой сварки, аргонодуговой (TIG), электрошлаковой.
• Обрабатываемость резанием: в состоянии поставки (после улучшения) — удовлетворительная. Коэффициент обрабатываемости по сравнению со сталью 45 составляет около 0,7. Рекомендуется использовать твёрдосплавные и быстрорежущие инструменты.
• Обработка давлением: хорошо поддаётся ковке и штамповке в диапазоне температур 1200–800?°C. Заготовки перед деформацией должны быть равномерно нагреты.
• Коррозионная стойкость: выше, чем у углеродистых сталей, благодаря легированию хромом, но не является нержавеющей. Требует защиты от атмосферного воздействия (покрытие маслом, лаком, окраска).
• Шлифуемость: хорошая, при использовании абразивных кругов на керамической связке.

Вес и расчётные данные

• Диаметр круга: 310 мм
• Плотность стали: 7,85 г/см?
• Площадь поперечного сечения:
  ??r2=3.1416?(15.5)2=754.77 см2
• Масса 1 погонного метра (пог. м):
  754.77 см2?100 см?7.85 г/см3/1000=592.5 кг/м

Таким образом, масса одного погонного метра круга 40ХН ?310 мм составляет 592,5 кг.

• Количество погонных метров в одной тонне (1000 кг):
  $1000/592.5?1.69\text{пог. м}$

Следовательно, в одной тонне содержится примерно 1,69 погонных метра данного проката.

Термическая обработка

Для достижения оптимальных механических свойств сталь 40ХН подвергается термической обработке:

• Закалка: нагрев до 840–860?°C в масле или воде (в зависимости от сечения и требований).
• Отпуск: высокий отпуск при 580–650?°C с последующим охлаждением на воздухе.
• Цементация и азотирование: возможны для повышения твёрдости и износостойкости поверхности.
• Нормализация: применяется перед механической обработкой при необходимости улучшения структуры.

После термообработки сталь приобретает мелкозернистую структуру троостита или сорбита, что обеспечивает высокую прочность и вязкость.

Область применения

Круг из стали 40ХН ?310 мм широко используется в различных отраслях промышленности благодаря своим высоким механическим и эксплуатационным характеристикам. Основные сферы применения включают:

1. Машиностроение — валы, шестерни, шпиндели, оси, коленчатые валы, кулачковые механизмы.
2. Авиационная промышленность — элементы шасси, рулевые тяги, детали трансмиссии.
3. Судостроение — валопроводы, гребные валы, опорные узлы.
4. Нефтегазовая отрасль — штанги насосов, шпиндели клапанов, детали бурового оборудования.
5. Энергетика — роторы турбин, валы генераторов, детали паровых турбин.
6. Железнодорожное машиностроение — оси вагонов, колёсные пары, детали тормозной системы.
7. Тяжёлое машиностроение — валы прокатных станов, шестерни редукторов, кривошипы.
8. Автомобильная промышленность — карданные валы, полуоси, шестерни КПП.
9. Робототехника и автоматизация — валы приводов, оси манипуляторов, опорные элементы.
10. Военная и оборонная промышленность — детали бронетехники, элементы прицельных систем, узлы управления.

Благодаря высокой прочности и усталостной выносливости, сталь 40ХН особенно востребована в узлах, подвергающихся переменным и ударным нагрузкам. Её применение позволяет увеличить ресурс деталей и снизить частоту замен.

Контроль качества и сертификация

Каждая партия круга 40ХН ?310 мм проходит входной контроль по следующим параметрам:

• Внешний осмотр на отсутствие дефектов (трещины, плены, закаты).
• Проверка геометрических размеров (диаметр, овальность, кривизна).
• Химический анализ на спектрометре.
• Механические испытания (на растяжение, ударную вязкость).
• Металлографический анализ структуры.
• Ультразвуковой контроль (по требованию заказчика).

Продукция сопровождается паспортом качества, в котором указаны все технические данные, номер плавки, результаты испытаний и соответствие нормативной документации.

Условия хранения и транспортировки

• Хранение — в закрытых сухих помещениях, на поддонах, с защитой от атмосферной влаги.
• При длительном хранении — рекомендуется смазка поверхностей антикоррозионными составами.
• Транспортировка — любым видом транспорта, с исключением ударных нагрузок и загрязнения.
• Запрещается хранение совместно с агрессивными химикатами.

Преимущества стали 40ХН

• Высокая прочность и вязкость в сочетании.
• Отличная прокаливаемость благодаря легированию хромом и никелем.
• Хорошая обрабатываемость после термообработки.
• Долговечность и надёжность в эксплуатации.
• Универсальность применения в различных отраслях.

Данный товар можно приобрести в компании ООО «Металлотрейд» — надёжном поставщике качественного металлопроката. Мы гарантируем соответствие всех параметров заявленным стандартам и оперативную отгрузку со склада.

?? Позвоните нам прямо сейчас по телефону: +7(863)220-90-10 или +7(495)792-05-58 — и наши специалисты помогут подобрать нужный объём, оформить заказ и проконсультируют по техническим вопросам.