Сталь марки 40ХФА
| Марка: 40ХФА (заменители: 40Х, 65Г, 50ХФА, 30Х3МФ) Класс: Сталь конструкционная легированная Вид поставки: сортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 4543-71, ГОСТ 2590-2006, ГОСТ 2591-2006, ГОСТ 2879-2006. Калиброванный пруток ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78, ГОСТ 7417-75, ГОСТ 1051-73. Шлифованный пруток и серебрянка: ГОСТ 14955-77. Полоса ГОСТ 103-2006. Поковки и кованые заготовки: ГОСТ 1133-71, ГОСТ 8479-70. Использование в промышленности: в улучшенном состоянии—шлицевые валы, штоки, установочные винты, траверсы, валы экскаваторов и другие детали, работающие при температуре до 400 °С; после закалки и низкого отпуска — червячные валы и другие детали повышенной износостойкости. |
| Химический состав в % стали 40ХФА | ||
| C | 0,37 - 0,44 | |
| Si | 0,17 - 0,37 | |
| Mn | 0,5 - 0,8 | |
| Ni | до 0,3 | |
| S | до 0,025 | |
| P | до 0,025 | |
| Cr | 0,8 - 1,1 | |
| V | 0,1 - 0,18 | |
| Cu | до 0,3 | |
| Fe | ~96 | |
| Зарубежные аналоги марки стали 40ХФА | |
| США | 4140, 4142, G41400 |
| Германия | 1.7223, 41CrMo4 |
| Япония | SCM440 |
| Франция | 42CD4TS |
| Англия | 3111-51, 42CrMO4, 708M40 |
| Евросоюз | 41CrMO |
| Италия | 41CrMo4 |
| Бельгия | 41CrMo4 |
| Испания | 40CrMo4, 42CrMo4, F.1252, F.8332 |
| Швеция | 2244 |
| Болгария | 40ChFA |
| Чехия | 15240 |
| Дополнительная информация и свойства |
| Удельный вес: 7810 кг/м3 Термообработка: Закалка и отпуск Температура ковки, °С: начала 1250, конца 860-800. Сечения до 200 мм охлаждаются в мульде, 201-300 мм - с печью. Твердость материала: HB 10 -1 = 241 МПа Температура критических точек: Ac1 = 760 , Ac3(Acm) = 800 , Ar3(Arcm) = 725 , Ar1 = 680 , Mn = 218 Обрабатываемость резанием: после закалки и отпуска при HB ≤ 241, К υ тв. спл=0,75, Кυ б.ст=0,65 Свариваемость материала: трудносвариваемая. Способы сварки: РДС - необходимы подогрев и последующая термообработка. КТС - необходима последующая термообработка. Флокеночувствительность: чувствительна. Склонность к отпускной хрупкости: склонна. |
| Механические свойства стали 40ХФА | |||||||||
| ГОСТ | Состояние поставки, режим термообработки | КП | Сечение, мм | σ0,2 (МПа) | σв(МПа) | δ5 (%) | ψ % | KCU (кДж / м2) | HB (HRCэ), не более |
| ГОСТ 4543-71 | Пруток. Закалка 880 °С, масло. Отпуск 650 °С, вода или масло | 25 | 730 | 880 | 10 | 50 | 88 | ||
| Поковки. Закалка. Отпуск | 395 | 100-300 300-500 | 395 395 | 615 615 | 15 13 | 40 35 | 54 49 | 187-229 187-229 | |
| 490 | 100-300 | 490 | 655 | 13 | 40 | 54 | 212-248 | ||
| 540 | До 100 100-300 | 540 540 | 685 685 | 15 13 | 45 40 | 59 49 | 223-262 223-262 | ||
| Пруток. Закалка 860-880 °С, масло. Отпуск 200-230°С, масло | До 40 | 1270 | 1570 | 35 | 39 | (49-53) | |||
| Механические свойства стали 40ХФА в зависимости от сечения | |||||||
| Сечение, мм | Место вырезки образца | σ0,2 (МПа) | σв(МПа) | δ5 (%) | ψ % | KCU (кДж / м2) | |
| Закалка 850 °С, вода. Отпуск 600 °С, воздух. (Образцы тангенциальные) | |||||||
| 50 | Ц | 900 | 940 | 15 | 45 | 69 | |
| 80 | Ц | 810 | 890 | 11 | 33 | 39 | |
| 120 | Ц | 710 | 860 | 12 | 37 | 64 | |
| 160 | Ц 1/2R | 610 710 | 830 850 | 15 16 | 46 44 | 45 47 | |
| 200 | Ц 1/2R | 490 510 | 710 800 | 17 18 | 49 49 | 57 47 | |
| 240 | Ц 1/2R К | 490 570 700 | 710 770 830 | 18 19 17 | 51 50 49 | 71 54 61 | |
| Механические свойства стали 40ХФА в зависимости от температуры отпуска | ||||||
| Температура отпуска, °С | σ0,2 (МПа) | σв(МПа) | δ5 (%) | ψ % | KCU (кДж / м2) | HRCэ |
| Закалка 850 °С, масло. Охлаждение после отпуска с 500 °С в воде | ||||||
| 200 300 400 500 600 | 1490 1450 1270 1100 880 | 1860 1650 1360 1160 960 | 14 15 14 15 19 | 43 50 52 55 63 | 49 30 39 61 98 | 51 49 46 42 34 |
| Механические свойства стали 40ХФА при повышенных температурах | ||||
| Температура испытаний, °С | σ0,2 (МПа) | σв(МПа) | δ5 (%) | ψ % |
| Закалка 850 °С, масло. Отпуск 640 °С | ||||
| 20 200 300 400 500 600 | 840 800 740 710 400 | 920 900 840 850 490 370 | 26 22 18 28 30 51 | 63 46 35 50 65 80 |
| Ударная вязкость стали 40ХФА KCU, (Дж/см2) | |||
| Т= +20 °С | Т= -20 °С | Т= -70 °С | Термообработка |
| 92 | 61 | 55 | Закалка 850 °С, масло. Отпуск 600 °С |
| Предел выносливости стали 40ХФА | |||
| σ-1, МПА | J-1, МПА | n | Состояние стали и термообработка |
| 480 421 372 | 265 | 106 106 106 | Закалка 880 °С, масло. Отпуск 230 °С. σв=1220МПа, HB 387 Закалка 880 °С, масло. Отпуск 550 °С. σв=990МПа, HB 288 Закалка 880 °С, масло. Отпуск 650 °С. σв=960МПа, HB 258 |
| Прокаливаемость стали 40ХФА (ГОСТ 4543-71) | ||||||||||
| Расстояние от торца, мм | Примечание | |||||||||
| 1,5 | 3 | 4,5 | 6 | 9 | 12 | 15 | 18 | 27 | 39 | Закалка 860 °С |
| 51,5-60,5 | 51,5-59,5 | 50,5-58,5 | 48-57,5 | 39,5-54 | 35-50,5 | 34-46,5 | 32,5-43 | 30,5-39 | 27-39 | Твердость для полос прокаливаемости, HRCэ |
| Физические свойства стали 40ХФА | ||||||
| T (Град) | E 10- 5 (МПа) | a 10 6 (1/Град) | l (Вт/(м·град)) | r (кг/м3) | C (Дж/(кг·град)) | R 10 9 (Ом·м) |
| 20 | 2.15 | 37 | 7810 | |||
| 100 | 2.12 | 12.1 | 37 | 466 | ||
| 200 | 2.05 | 12.6 | 37 | 508 | ||
| 300 | 1.99 | 13 | 36 | 529 | ||
| 400 | 1.82 | 13.3 | 33 | 563 | ||
| 500 | 1.73 | 13.8 | 31 | 592 | ||
| 600 | 1.66 | 14.2 | 31 | 621 | ||
| 700 | 1.44 | 14.6 | 30 | 634 | ||
| 800 | 1.35 | 11.8 | 28 | 664 | ||
| Краткие обозначения: | ||||
| σв | - временное сопротивление разрыву (предел прочности при растяжении), МПа | ε | - относительная осадка при появлении первой трещины, % | |
| σ0,05 | - предел упругости, МПа | Jк | - предел прочности при кручении, максимальное касательное напряжение, МПа | |
| σ0,2 | - предел текучести условный, МПа | σизг | - предел прочности при изгибе, МПа | |
| δ5,δ4,δ10 | - относительное удлинение после разрыва, % | σ-1 | - предел выносливости при испытании на изгиб с симметричным циклом нагружения, МПа | |
| σсж0,05 и σсж | - предел текучести при сжатии, МПа | J-1 | - предел выносливости при испытание на кручение с симметричным циклом нагружения, МПа | |
| ν | - относительный сдвиг, % | n | - количество циклов нагружения | |
| sв | - предел кратковременной прочности, МПа | R и ρ | - удельное электросопротивление, Ом·м | |
| ψ | - относительное сужение, % | E | - модуль упругости нормальный, ГПа | |
| KCU и KCV | - ударная вязкость, определенная на образце с концентраторами соответственно вида U и V, Дж/см2 | T | - температура, при которой получены свойства, Град | |
| sT | - предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), МПа | l и λ | - коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала), Вт/(м·°С) | |
| HB | - твердость по Бринеллю | C | - удельная теплоемкость материала (диапазон 20o - T ), [Дж/(кг·град)] | |
| HV | - твердость по Виккерсу | pn и r | - плотность кг/м3 | |
| HRCэ | - твердость по Роквеллу, шкала С | а | - коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20o - T ), 1/°С | |
| HRB | - твердость по Роквеллу, шкала В | σtТ | - предел длительной прочности, МПа | |
| HSD | - твердость по Шору | G | - модуль упругости при сдвиге кручением, ГПа | |
