Круг 40ХН 45 мм ГОСТ 2590,4543-71

Круг 40ХН 45 мм, сталь 40ХН, ГОСТ 2590-2007, ГОСТ 4543-71

Основные технические характеристики

Наименование изделия: Круг стальной горячекатаный (или калиброванный)
Марка стали: 40ХН
Диаметр: 45 мм
Точность прокатки: по ГОСТ 2590-2007 — нормальная точность (В), повышенная точность (А) — в зависимости от исполнения
Способ производства: Горячекатаный или калиброванный (на заказ)
Стандарты: ГОСТ 2590-2007, ГОСТ 4543-71
Тип стали: Легированная конструкционная сталь повышенной прочности

Химический состав стали 40ХН (по ГОСТ 4543-71), %

Марка стали 40ХН относится к группе хромоникелевых сталей, предназначенных для изготовления ответственных деталей, работающих под высокими нагрузками. Химический состав регламентируется ГОСТ 4543-71 и включает следующие элементы:

• Углерод ©: 0,36–0,44 % — обеспечивает высокую твёрдость и прочность после термообработки.
• Кремний (Si): 0,17–0,37 % — повышает прочность и устойчивость к окислению.
• Марганец (Mn): 0,50–0,80 % — улучшает прокаливаемость и износостойкость.
• Хром (Cr): 0,60–0,90 % — способствует повышению прочности, твёрдости и коррозионной стойкости.
• Никель (Ni): 1,00–1,40 % — увеличивает вязкость, ударную прочность и устойчивость к динамическим нагрузкам.
• Сера (S): не более 0,035 % — ограничена, так как снижает пластичность и вязкость.
• Фосфор (P): не более 0,035 % — также ограничивается, поскольку повышает хрупкость при низких температурах.
• Медь (Cu): не более 0,30 % — не нормируется строго, но присутствует как примесь.
• Остаточные элементы (мышьяк, олово и др.): контролируются в рамках требований к чистоте стали.

Сбалансированный химический состав обеспечивает высокие механические свойства, особенно после термической обработки — закалки и высокого отпуска.

Физические свойства стали 40ХН

• Плотность: 7,85 г/см? (7850 кг/м?) — типична для легированных сталей.
• Модуль упругости (Е): 2,1?10? МПа — характеризует сопротивление упругой деформации при растяжении.
• Коэффициент Пуассона (?): 0,29 — показывает соотношение поперечной и продольной деформации.
• Температура плавления: около 1450–1480?°C — зависит от точного состава.
• Теплопроводность (при 100?°C): 42 Вт/(м·К) — среднее значение для легированных сталей.
• Удельная теплоёмкость (при 20?°C): 475 Дж/(кг·К) — энергия, необходимая для нагрева 1 кг стали на 1?°C.
• Температурное расширение (в интервале 20–100?°C): 11,5?10?? 1/°C — важно при расчётах в условиях переменных температур.
• Удельное электрическое сопротивление: около 0,60 мкОм·м — типично для сталей.

Механические свойства стали 40ХН (после термической обработки)

После закалки в масле и высокого отпуска при температуре 500–600?°C сталь 40ХН демонстрирует следующие механические характеристики (по ГОСТ 4543-71):

• Временное сопротивление разрыву (?в): не менее 980 МПа — показывает максимальную нагрузку, которую выдерживает материал перед разрушением.
• Предел текучести (?т): не менее 800 МПа — напряжение, при котором начинается пластическая деформация.
• Относительное удлинение (?5): не менее 11 % — характеризует пластичность материала.
• Относительное сужение (?): не менее 50 % — показатель вязкости и способности к пластической деформации.
• Ударная вязкость (KCU при +20?°C): не менее 78 Дж/см? — способность материала поглощать энергию при ударе.
• Твёрдость по Бринеллю (HB): 269–302 — после термообработки обеспечивает износостойкость и устойчивость к циклическим нагрузкам.

Эти показатели делают сталь 40ХН идеальной для изготовления деталей, работающих в условиях высоких статических и динамических нагрузок.

Технологические свойства

• Свариваемость: Ограниченно свариваемая. Перед сваркой требуется подогрев до 200–300?°C, после сварки — термическая обработка (отжиг или высокий отпуск) для снятия внутренних напряжений.
• Обрабатываемость резанием: Удовлетворительная. После отжига или нормализации сталь хорошо обрабатывается резанием. Коэффициент обрабатываемости — около 0,6–0,7 по сравнению с автоматной сталью.
• Обработка давлением: Хорошо деформируется в горячем состоянии. Температурный интервал ковки: 1200–800?°C.
• Прокаливаемость: Высокая — благодаря содержанию хрома и никеля. Глубина прокаливаемости — до 25–30 мм, что позволяет получать однородную структуру по сечению.
• Коррозионная стойкость: Умеренная. Превосходит углеродистые стали, но уступает нержавеющим. При эксплуатации в агрессивных средах требуется защитное покрытие.
• Шлифуемость: Хорошая после термообработки. Позволяет достигать высокой чистоты поверхности (Ra 0,8–1,6 мкм).

Вес одного метра и количество метров в одной тонне

Масса одного погонного метра круга рассчитывается по формуле:

m=4??d2??

где:

• $d=45$ мм = 0,045 м — диаметр;
• $?=7850$ кг/м? — плотность стали.

m=43,1416?(0,045)2?7850=43,1416?0,002025?7850?12,47 кг/м

Масса одного метра круга 45 мм из стали 40ХН — 12,47 кг.

Количество метров в одной тонне:

L=12,471000?80,2 метров

Таким образом, в одной тонне содержится около 80,2 погонных метров круга диаметром 45 мм.

Область применения

Круг из стали 40ХН диаметром 45 мм широко применяется в различных отраслях промышленности благодаря сочетанию высокой прочности, вязкости и усталостной выносливости. Основные сферы использования:

1. Машиностроение и станкостроение
   Изготовление валов, осей, шпинделей, шестерён, штоков, коленчатых валов, кулачковых механизмов. Сталь 40ХН обеспечивает долговечность и надёжность при переменных нагрузках.
2. Автомобильная промышленность
   Применяется для производства полуосей, шестерён коробок передач, валов привода, элементов подвески. Высокая ударная вязкость особенно важна при эксплуатации в условиях вибраций и ударов.
3. Судостроение
   Используется для изготовления валопроводов, гребных валов, деталей редукторов. Стойкость к усталостным нагрузкам и коррозии (в сочетании с покрытием) делает её востребованной.
4. Авиационная и космическая отрасли
   Несмотря на то, что для авиации чаще используются более лёгкие сплавы, 40ХН применяется в деталях шасси, рулевых механизмов, опорных элементах.
5. Энергетическое машиностроение
   Турбины, генераторы, редукторы — все эти агрегаты требуют высоконагруженных валов, которые изготавливаются из стали 40ХН.
6. Нефтегазовое оборудование
   Валы насосов, штоки, шпиндели, элементы бурового инструмента. Устойчивость к износу и высоким давлениям — ключевые преимущества.
7. Железнодорожное машиностроение
   Оси вагонов, колёсные пары, элементы тормозных систем. Высокая прочность и вязкость предотвращают хрупкое разрушение.
8. Тяжёлое и горнодобывающее оборудование
   Эксцентрики, валы дробилок, шестерни экскаваторов. Сталь выдерживает ударные и абразивные нагрузки.
9. Робототехника и промышленные манипуляторы
   Оси, валы, кронштейны, работающие под циклическими нагрузками. Требуется высокая точность и долговечность.
10. Производство инструмента и пресс-форм
    Опорные элементы, направляющие, матрицы — при необходимости высокой прочности и износостойкости.

Особенности термической обработки

Для достижения оптимальных свойств круг 40ХН подвергается следующей термообработке:

• Закалка: нагрев до 850–870?°C, выдержка, охлаждение в масле.
• Отпуск: 500–600?°C, выдержка, охлаждение на воздухе.
• Цементация (по требованию): при необходимости повышения твёрдости поверхности — 900–950?°C в насыщающей среде, последующая закалка и отпуск.
• Нормализация: при необходимости улучшения структуры — нагрев до 880–900?°C, охлаждение на воздухе.
• Отжиг: для снятия внутренних напряжений — 650–700?°C, медленное охлаждение в печи.

Дополнительные сведения

• Поверхностная чистота: поставляется с окалиной (горячекатаный) или с чистой поверхностью (калиброванный).
• Допуски по диаметру: для горячекатаного — ±0,8 мм, для калиброванного — ±0,1 мм (в зависимости от класса точности).
• Контроль качества: поставка сопровождается сертификатом, химическим анализом плавки, результатами механических испытаний.
• Упаковка: прутки длиной 4–6 м, связанные в пачки, с маркировкой. Возможна резка в размер.
• Срок хранения: не ограничен при соблюдении условий хранения (сухое помещение, отсутствие контакта с агрессивными средами).

Данный товар можно купить в ООО Металлотрейд. Мы предлагаем высокое качество, оперативную отгрузку и гибкие условия оставки.
Позвоните нам: +7(863)220-90-10, +7(495)792-05-58 — и наши специалисты помогут подобрать нужный объём, оформить заказ и организовать доставку в любой регион России.