Легированный круг из 40ХФА по ГОСТ 1133-71 относится к горячекатаному сортаменту с диаметром 200 мм. Материал содержит хром и ванадий, обеспечивающие повышенную прочность и износостойкость. Прокат применяют для изготовления валов, штоков, установочных винтов, траверс и других деталей, работающих при температуре до 400 °C. После закалки и низкого отпуска изделие подходит для червячных валов и узлов повышенной износостойкости.
Химический состав и критические точки
Сталь 40ХФА содержит 0,37–0,44 % углерода, 0,8–1,1 % хрома и 0,1–0,18 % ванадия. Кремний находится в пределах 0,17–0,37 %, марганец составляет 0,5–0,8 %. Никель и медь допускаются до 0,3 % каждого элемента. Массовая доля серы и фосфора ограничена значением 0,025 % для каждого.
Критические точки составляют Ac1 = 760 °C, Ac3 (Acm) = 800 °C, Ar3 (Arcm) = 725 °C, Ar1 = 680 °C, Mn = 218 °C. Материал относится к трудносвариваемым, чувствителен к флокенам и склонен к отпускной хрупкости. Эти характеристики учитывают при назначении режима термической обработки и выборе технологического процесса.
Размер, форма и предельные отклонения
Диаметр 200 мм входит в сортамент, установленный ГОСТ 1133-71 для кованой круглой стали. Документ нормирует номинальные размеры, предельные отклонения, площадь поперечного сечения и массу одного метра. Предельное отклонение по диаметру увеличивается с ростом номинального размера: для диапазона 40...42 мм указано значение плюс 2,0 мм, для 63...70 мм плюс 2,5 мм, для 78...90 мм плюс 3,0 мм, для 190...200 мм плюс 8,0 мм.
Круглые прутки контролируют по диаметру и овальности. Измерения выполняют на расстоянии не менее 100 мм от конца прутка. Кривизна не должна превышать 0,5 % длины. Масса одного метра рассчитана по номинальному диаметру при плотности стали 7,85 г/см³.
Механические характеристики и термообработка
Для прутка диаметром 25 мм, обработанного закалкой и отпуском, временное сопротивление составляет 880 МПа, предел текучести 735 МПа, относительное удлинение 10 %, относительное сужение 50 %, ударная вязкость KCU 880 кДж/м². Для поковок размером 100–300 мм указаны значения 615 МПа, 395 МПа, 15 %, 40 % и 540 кДж/м². При увеличении размера поковки до 300–500 мм прочностные показатели остаются на уровне 615 и 395 МПа, но удлинение снижается до 13 %, сужение до 35 %, ударная вязкость до 490 кДж/м².
Различие между данными для прутка и поковок связано с размером сечения и условиями термической обработки. Для круга 200 мм конкретные показатели прочности и пластичности определяют по документации на продукцию, поскольку они зависят от размера, состояния поставки и режима термообработки.
Физические свойства при разных температурах
При температуре 20 °C модуль упругости первого рода составляет 2,15 × 105 МПа, коэффициент температурного расширения равен 10, плотность 7810 кг/м³, теплопроводность 37 Вт/(м·град). С повышением температуры до 800 °C модуль упругости снижается до 1,35 × 105 МПа, коэффициент расширения изменяется от 10 до 11,8 через промежуточное значение 14,6 при 700 °C, теплопроводность уменьшается до 28 Вт/(м·град).
Удельная теплоёмкость возрастает с 466 Дж/(кг·град) при 100 °C до 664 Дж/(кг·град) при 800 °C. Эти параметры учитывают при расчёте нагрева, охлаждения и работы деталей в условиях переменных температур.
Применение и обработка
В улучшенном состоянии круг используют для шлицевых валов, штоков, установочных винтов, траверс и валов экскаваторов, работающих при температуре до 400 °C. После закалки и низкого отпуска материал применяют для червячных валов и деталей, требующих повышенной износостойкости. Прокат допускает механическую обработку резанием, шлифовку и термическую обработку.
Марка трудносвариваемая, поэтому для сварных соединений требуется предварительный подогрев, контроль режима и последующая термообработка. Чувствительность к флокенам и склонность к отпускной хрупкости учитывают при выборе условий охлаждения и назначении режима отпуска.
Подбор и поставка
При выборе сопоставляйте требуемый диаметр с размерным рядом ГОСТ 1133-71, проверяйте нормативный документ и состояние поставки. Для уточнения наличия и условий купить легированный круг 200 мм из 40ХФА можно в компании Федерация металла в Екатеринбурге. Стоимость рассчитывается с учётом объёма заказа, длины прутков и условий доставки.