Круг 40ХН 45 мм
- Обзор
- Характеристики
- Отзывы (0)
Круг стальной 40ХН ?45 мм — высокопрочный конструкционный прокат для ответственных узлов и деталей
Марка стали: 40ХН
Тип проката: Круг
Диаметр: 45 мм
Стандарт изготовления: ГОСТ 4543-71 — «Прокат из легированной конструкционной стали»
Назначение: Детали, работающие под высокими нагрузками, в условиях ударных и вибрационных воздействий
Общее описание
Круг стальной марки 40ХН ?45 мм — это высококачественный легированный прокат, предназначенный для производства деталей, эксплуатируемых в тяжёлых условиях. Благодаря сбалансированному химическому составу и оптимальной термической обработке, данный материал обладает высокой прочностью, хорошей вязкостью и устойчивостью к усталостным нагрузкам. Круг 40ХН широко применяется в машиностроении, энергетике, авиастроении, автомобильной и железнодорожной отраслях.
Из стали 40ХН изготавливают валы, шестерни, шпиндели, коленчатые валы, оси, штоки и другие ответственные элементы, к которым предъявляются повышенные требования по прочности, износостойкости и надёжности.
Химический состав (по ГОСТ 4543-71), %
Марка стали 40ХН относится к хромоникелевым легированным сталям. Её химический состав строго регламентирован и обеспечивает высокие механические свойства после термообработки:
| 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 |
Особенности состава:
- Углерод — обеспечивает высокую твёрдость и прочность после закалки.
- Хром — повышает прокаливаемость, износостойкость и коррозионную стойкость.
- Никель — улучшает вязкость, особенно при низких температурах, и способствует повышению предела выносливости.
- Кремний и марганец — раскисляют сталь, улучшают её механические свойства и прокаливаемость.
Сочетание хрома и никеля делает сталь 40ХН особенно ценной для производства деталей, работающих под динамическими нагрузками.
Физические свойства
| Показатель | Значение |
|---|---|
| Плотность | 7850 кг/м? |
| Модуль упругости (Е) | 2,1?10? МПа |
| Модуль сдвига (G) | 8,1?10? МПа |
| Коэффициент Пуассона (?) | 0,29 |
| Температура плавления | ~1480–1520?°C |
| Теплопроводность (при 100?°C) | 41 Вт/(м·К) |
| Удельная теплоёмкость (при 20?°C) | 475 Дж/(кг·К) |
| Температурный коэффициент линейного расширения (20–100?°C) | 11,5?10?? 1/К |
Физические свойства стали 40ХН позволяют использовать её в широком диапазоне температур — от -60?°C до +400?°C. При этом сохраняются высокие прочностные и упругие характеристики.
Механические свойства (после улучшения: закалка + высокий отпуск)
| Показатель | Значение (минимум) |
|---|---|
| Временное сопротивление (?в) | 880 МПа |
| Предел текучести (?т) | 685 МПа |
| Относительное удлинение (?5) | 12?% |
| Относительное сужение (?) | 50?% |
| Ударная вязкость (KCU при +20?°C) | 63 Дж/см? |
| Твёрдость (после термообработки) | 240–285 HB |
Механические свойства достигаются при термической обработке по режиму: закалка в масле с температуры 840–860?°C, отпуск при 580–620?°C. После такой обработки сталь приобретает оптимальное соотношение прочности и пластичности, что критически важно для деталей, подверженных циклическим нагрузкам.
Технологические свойства
| Показатель | Характеристика |
|---|---|
| Свариваемость | Ограниченно свариваемая. Требуется подогрев до 250–300?°C и последующая термообработка. Сварка возможна электродами УОНИ-13/55, ЦЛ-39. |
| Обрабатываемость резанием | В состоянии поставки (после улучшения) — удовлетворительная. Коэффициент обрабатываемости — 0,7 по сравнению со сталью 45. Рекомендуются твёрдосплавные пластины. |
| Обработка давлением (ковка) | Температурный диапазон ковки: 1200–800?°C. Заготовки охлаждаются медленно (в яме или песке) для предотвращения трещин. |
| Прокаливаемость | Высокая — до 30 мм по диаметру при спокойной охлаждаемости. |
| Шлифуемость | Хорошая, при использовании алмазных и эльборовых кругов. Возможна коробление при шлифовании — требуется контроль температуры. |
| Коррозионная стойкость | Удовлетворительная в атмосферных условиях, не предназначена для работы в агрессивных средах без защитных покрытий. |
Вес и расчётные данные
| Показатель | Значение |
|---|---|
| Вес одного метра погонного | 12,48 кг/м |
| Количество метров в одной тонне | 80,13 м/т |
Расчёт:
Масса одного метра круга рассчитывается по формуле:
m=4??d2??,
где:
- d=0,045 м — диаметр,
- ?=7850 кг/м? — плотность стали.
m=43,1416?(0,045)2?7850=43,1416?0,002025?7850?12,48 кг/м.
Таким образом, в одной тонне содержится:
1000/12,48?80,13 метров.
Области применения (более 1000 слов)
Круг стальной 40ХН ?45 мм — это один из ключевых материалов в современном машиностроении, особенно в отраслях, где надёжность и долговечность деталей имеют первостепенное значение. Благодаря сочетанию высокой прочности, вязкости и усталостной выносливости, сталь 40ХН идеально подходит для изготовления ответственных узлов, работающих под циклическими, ударными и вибрационными нагрузками.
В машиностроении из круга 40ХН изготавливают валы, оси, шестерни, шпиндели, штоки, шатуны и другие элементы трансмиссий. Например, коленчатые валы двигателей внутреннего сгорания, особенно в дизельных установках, часто изготавливаются из этой марки стали. Высокое содержание никеля обеспечивает устойчивость к усталостным разрушениям, а хром — износостойкость в зонах трения. После термообработки и шлифования поверхности достигается высокая точность и чистота, что критично для подшипниковых шеек.
В энергетике сталь 40ХН используется для производства роторов турбин, валов насосов, валов генераторов и других вращающихся элементов. Здесь особенно важна вязкость при низких температурах — например, в северных регионах, где оборудование эксплуатируется при -40?°C и ниже. Никель в составе стали предотвращает хрупкое разрушение, что делает 40ХН предпочтительным выбором по сравнению с углеродистыми сталями.
В авиационной промышленности детали из 40ХН применяются в редукторах, шасси, узлах крепления и других элементах, где требуется высокая надёжность. Хотя для сверхлёгких конструкций используются более лёгкие сплавы, 40ХН остаётся востребованной для узлов, где критична прочность и износостойкость.
В железнодорожном транспорте из этой стали изготавливают оси вагонов, колёсные пары, элементы подвески. Усталостная прочность позволяет выдерживать многократные циклы нагружения при движении по неровным путям. Кроме того, сталь хорошо переносит вибрации и удары, что важно при эксплуатации в условиях высоких скоростей и нагрузок.
В автомобильной промышленности 40ХН используется для производства карданных валов, полуосей, шестерён КПП, валов распределения. Особенно вспоминается применение в грузовиках и спецтехнике, где нагрузки значительно выше, чем в легковых автомобилях.
В судостроении сталь 40ХН применяется для валопроводов, гребных валов, элементов рулевого управления. Здесь важна коррозионная стойкость в условиях повышенной влажности, которую обеспечивает хром. При этом для морской среды рекомендуется дополнительная защита — покрытия или смазки.
В нефтегазовой отрасли из 40ХН изготавливают штанги насосов, валы буровых установок, элементы арматуры. Материал устойчив к нагрузкам при бурении и перекачке, а также к вибрациям в скважинах.
В сельскохозяйственной технике — валы молотилок, шестерни комбайнов, элементы трансмиссии тракторов. Здесь сталь работает в условиях пыли, влаги и перепадов температур, что требует высокой надёжности.
В станкостроении — шпиндели, ходовые винты, валы подач, опорные оси. Высокая точность обработки и стабильность размеров после термообработки делают 40ХН незаменимой.
В оборонной промышленности — детали бронетехники, элементы гусеничных передач, валы трансмиссий танков. Здесь критична прочность при ударных нагрузках.
Таким образом, круг 40ХН ?45 мм — это универсальный конструкционный материал, востребованный во множестве отраслей. Его применение оправдано везде, где требуется сочетание прочности, вязкости и долговечности.
Данный товар можно приобрести в ООО «Металлотрейд» — надёжном поставщике качественного металлопроката.
Для консультации и заказа звоните:
+7(863)220-90-10, +7(495)792-05-58.
Наши специалисты помогут подобрать нужный размер, объём и условия поставки.