Горячекатаный круг из 40ХН по ГОСТ 2590-2006 относится к конструкционному легированному прокату с хромоникелевым легированием. Материал используют для валов, осей, зубчатых колес, шатунов, шпинделей, муфт, рычагов и других ответственных деталей, работающих при динамических и вибрационных нагрузках. Диаметр проката составляет 240 мм, класс точности В3.
Химический состав и легирование
Основу 40ХН образуют углерод (0,36–0,44%), хром (0,45–0,75%), никель (1–1,4%), марганец (0,5–0,8%) и кремний (0,17–0,37%). Содержание серы и фосфора ограничено до 0,035%, меди до 0,3%. Хром повышает прокаливаемость и прочность, никель увеличивает вязкость и снижает порог хладноломкости. Сочетание этих элементов обеспечивает баланс прочности и пластичности, необходимый для нагруженных деталей.
Критические точки марки: Ac₁ 735 °C, Ac₃ 768 °C, Ar₃ 700 °C, Ar₁ 660 °C, Mn 305 °C. Эти температуры используют при выборе режима термообработки. Материал относится к трудносвариваемым, требует предварительного подогрева до 200–300 °C и последующего отжига. Марка чувствительна к флокенам и склонна к отпускной хрупкости, что учитывают при выборе технологии.
Механические и физические свойства
Для прутка диаметром 25 мм после закалки и отпуска по ГОСТ 4543-71 при температуре 20 °C предел кратковременной прочности составляет 980 МПа, предел пропорциональности 785 МПа, относительное удлинение 11%, относительное сужение 45%, ударная вязкость KCU 690 кДж/м². Эти показатели относятся к конкретному сортаменту и режиму испытаний. Твердость после отжига HB 10⁻¹ составляет 207 МПа, для горячекатаного прутка по ГОСТ 10702-78 — 179 МПа.
Плотность при 20 °C равна 7820 кг/м³, при повышении температуры до 400 °C снижается до 7700 кг/м³. Коэффициент теплопроводности при 100 °C составляет 44 Вт/(м·°C), при 500 °C уменьшается до 37 Вт/(м·°C). Коэффициент температурного расширения при 100 °C равен 11,8·10⁻⁶ 1/°C, при 400 °C возрастает до 14·10⁻⁶ 1/°C. Изменение физических свойств с температурой учитывают при расчете деталей, работающих в условиях нагрева.
Сортамент по ГОСТ 2590-2006
ГОСТ 2590-2006 устанавливает размеры горячекатаного круглого проката диаметром от 5 до 270 мм, в согласованной спецификации до 330 мм. Документ определяет номинальные диаметры, предельные отклонения, площадь сечения, массу одного метра, варианты длины и требования к геометрии. По точности прокат подразделяют на особо высокую А01, высокую А1, А2, А3, повышенную Б1 и обычную В1, В2, В3, В4, В5.
Класс точности В3 определяет допустимые отклонения диаметра и овальности от номинала. Овальность не должна превышать 75% суммы предельных отклонений. Для проката диаметром до 9 мм базовый вариант поставки — мотки, свыше 9 мм — прутки. Длина может быть мерной, кратной мерной, немерной или ограниченной, с группами БД и ВД для мерной и кратной мерной длины. Кривизну контролируют на участке не менее 1 м.
Плотность стали при расчете справочной массы принята 7,85 г/см³. Площадь сечения и масса одного метра для каждого диаметра приведены в таблице стандарта. Диаметр и овальность измеряют на установленном расстоянии от конца прутка или мотка. Стандарт регулирует сортамент и геометрию проката, свойства конкретной марки определяют дополнительные документы.
Применение конструкционного легированного круга
Прокат используют для осей, валов, шатунов, зубчатых колес, муфт, валов-шестерен, шпинделей, болтов, рычагов, штоков и цилиндров. В перечне указаны валы экскаваторов и валки рельсобалочных и крупносортных станов для горячей прокатки. Перечисленные изделия относятся к ответственным нагруженным деталям с требованиями повышенной прочности и вязкости. Область применения определяется характеристиками материала и условиями нормативной документации.
Сварка относится к трудносвариваемым операциям. Для получения качественных сварных соединений предусмотрены предварительный подогрев до 200–300 °C и последующая термообработка, включая отжиг. Материал чувствителен к флокенам и склонен к отпускной хрупкости, поэтому технологические режимы выбирают с учетом этих особенностей. Закалку проводят с нагрева выше точки Ac₃, отпуск при температуре, обеспечивающей требуемое сочетание прочности и вязкости.
При выборе диаметра учитывают размер будущей детали, припуск на механическую обработку и требования к точности. Для изделий с жесткими допусками заказывают прокат с высокой или особо высокой точностью. Для заготовок под последующую обработку резанием достаточно обычной или повышенной точности. Класс точности влияет на стабильность размера, овальность и необходимость дополнительного съема металла.
Наличие и поставка круглого проката
В каталоге компании Федерация металла в Екатеринбурге можно подобрать горячекатаный круг различных диаметров и марок стали. Для уточнения наличия, цены и условий поставки свяжитесь с менеджерами. Прокат отгружается со склада или изготавливается под заказ. Доставка организуется собственным транспортом или транспортными компаниями. Купить продукцию можно с оплатой наличным или безналичным расчетом.