Самостоятельное изготовление камеры для закаливания металла
Муфельная печь, которую вполне возможно сделать самостоятельно в домашних условиях, позволяет закалить различные марки стали. Основным компонентом, который потребуется для изготовления этого нагревательного устройства, является огнеупорная глина
. Слой такой глины, которой будет покрыта внутренняя часть печи, должен составлять не более 1 см.
Схема камеры для закалки металла: 1 — нихромовая проволока; 2 — внутренняя часть камеры; 3 — наружная часть камеры; 4 — задняя стенка с выводами спирали
Камеру и дверцу устройства после просушки на открытом воздухе дополнительно просушивают при температуре 100°. После этого их подвергают обжигу в печи, температуру в камере которой постепенно доводят до 900°. Когда они остынут после обжига, их необходимо аккуратно соединить друг с другом, используя слесарные инструменты и наждачную шкурку.
Глиняный нагреватель с замурованной нихромовой спиралью
Готовая камера после полного высыхания помещается в корпус из металла, а зазоры между ними засыпаются асбестовой крошкой. Для того чтобы обеспечить доступ к внутренней камере, на металлический корпус печи навешиваются дверцы, отделанные изнутри керамической плиткой
. Все имеющиеся зазоры между конструктивными элементами заделываются при помощи огнеупорной глины и асбестовой крошки.
Готовая самодельная камера
Самостоятельное изготовление такой печи (как и закалочного оборудования другого типа) позволяет не только получить в свое распоряжение устройство, полностью соответствующее вашим потребностям, но и хорошо сэкономить, так как серийные модели стоит достаточно дорого.
Для стали У8 применяют прерывистую закалку. Чтобы её осуществить раскалённую деталь помещают сначала в воду, и вслед за тем, переносят в масло, где происходит окончательное охлаждение. Таким образом, удаётся избежать появления мягких пятен, но из-за уменьшения скорости охлаждения на последнем этапе снижаются структурные напряжения
. Закалку стали У8 производят при 780 °C, а температура отпуска — 400 °C.
Термообработка
Проводимая термообработка стали 40ХН2МА существенно расширяет ее область применения.
Чаще всего заготовки или конечные изделия подвергают:
- Закалке – процесс перестроения кристаллический решетки и насыщения поверхностного слоя углеродом, увеличения плотности структуры металла под воздействием высокой температуры и быстром охлаждении. В большинстве случаев металл закаливается для повышения твердости поверхностного слоя. Ответственные изделия охлаждаются в масле, которое обеспечивает равномерное снижение температуры. При использовании воды может образоваться окалина и придется выполнять финишную обработку.
- Отпуск – процесс, который способен снизить внутренние напряжения, возникающие после закалки. Как правило, закалка приводит к повышению хрупкости. Температуры отпуска значительно ниже, нагревается изделие постепенно, охлаждение может проходить в различных средах. Валы и другие ответственные детали после закалки всегда подвергаются отпуску, так как возникающая нагрузка может привести к появлению структурных трещин и снижению прочности.
- Может проводится для уплотнения структуры ковка. При сечении менее 80 мм заготовку дополнительно подвергают отжигу и двум переохлаждениям, а также отпуску. За счет этого получается поверхность с большим показателем износостойкости.
Для обработки рассматриваемого сплава требуется специальное оборудование. Зачастую применяются электродуговые печи, которые характеризуются компактными размерами и высоким КПД. Подобная сталь 40ХН2МА и 40ХНМА не склонна к отпускной хрупкости, поэтому получаемые детали могут прослужить в течение длительного периода даже в тяжелых эксплуатационных условиях.
Марка стали 40х
К сожалению, исследуя просторы необъятного интернета в поисках простых и понятных рядовому читателю статей на тему металлоконструкций и сталей в принципе, в лучшем случае вы найдете пару неструктурированных статей, смысла в которых не столь уж и много. В остальных же случаях информация подается в виде простых вырезок из нормативных документов, где вся информация будет приведена в виде малопонятных научно-технических аббревиатур и обозначений.
Такое положение дел нас не устраивает, поэтому в сегодняшней статье мы как можно более просто ознакомимся с основными характеристиками стали 40ХН, а также обсудим сферу ее применения и химический состав.
Термообработка
Проводимая термообработка стали 40ХН2МА существенно расширяет ее область применения.
Чаще всего заготовки или конечные изделия подвергают:
- Закалке – процесс перестроения кристаллический решетки и насыщения поверхностного слоя углеродом, увеличения плотности структуры металла под воздействием высокой температуры и быстром охлаждении. В большинстве случаев металл закаливается для повышения твердости поверхностного слоя. Ответственные изделия охлаждаются в масле, которое обеспечивает равномерное снижение температуры. При использовании воды может образоваться окалина и придется выполнять финишную обработку.
- Отпуск – процесс, который способен снизить внутренние напряжения, возникающие после закалки. Как правило, закалка приводит к повышению хрупкости. Температуры отпуска значительно ниже, нагревается изделие постепенно, охлаждение может проходить в различных средах. Валы и другие ответственные детали после закалки всегда подвергаются отпуску, так как возникающая нагрузка может привести к появлению структурных трещин и снижению прочности.
- Может проводится для уплотнения структуры ковка. При сечении менее 80 мм заготовку дополнительно подвергают отжигу и двум переохлаждениям, а также отпуску. За счет этого получается поверхность с большим показателем износостойкости.
Для обработки рассматриваемого сплава требуется специальное оборудование. Зачастую применяются электродуговые печи, которые характеризуются компактными размерами и высоким КПД. Подобная сталь 40ХН2МА и 40ХНМА не склонна к отпускной хрупкости, поэтому получаемые детали могут прослужить в течение длительного периода даже в тяжелых эксплуатационных условиях.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Твердость для полос прокаливаемости , HRC
Количество мартенсита, %
Критическая твердость, HRC э
Критический диаметр в воде
Критический диаметр в масле
σ 455 1/10000=686 МПа, σ 455 1/1000=137 МПа, σ 590 1/10000=13 МПа, σ 590 1/1000=29 МПа.
Физические свойства стали 40ХН2МА
T (Град)
E 10 – 5 (МПа)
a 10 6 (1/Град)
l (Вт/(м·град))
r ( кг /м 3 )
C (Дж/(кг·град))
R 10 9 (Ом·м)
20
100
200
300
400
500
600
700
800
Краткие обозначения:
– временное сопротивление разрыву (предел прочности при растяжении), МПа
å
– относительная осадка при появлении первой трещины, %
– предел упругости, МПа
– предел прочности при кручении, максимальное касательное напряжение, МПа
– предел текучести условный, МПа
– 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
σсж 0 ,05 и σсж
– предел текучести при сжатии, МПа
– предел выносливости при испытание на кручение с симметричным циклом нагружения , МПа
ν
n
– количество циклов нагружения
– предел кратковременной прочности, МПа
R и ρ
– удельное электросопротивление , Ом· м
ψ
E
– модуль упругости нормальный, ГПа
KCU и KCV
– ударная вязкость, определенная на образце с концентраторами соответственно вида U и V, Дж/см 2
T
– температура, при которой получены свойства, Град
– предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), МПа
l и ë
– коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала), Вт/(м·°С)
HB
– твердость по Бринеллю
C
– удельная теплоемкость материала (диапазон 20 o – T ) , [Дж/(кг·град)]
HV
– твердость по Виккерсу
pn и r
– плотность кг /м 3
HRC э
– твердость по Роквеллу , шкала С
а
– коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20 o – T ), 1 /°С
HRB
– твердость по Роквеллу , шкала В
σ t Т
– предел длительной прочности, МПа
HSD
– твердость по Шору
G
– модуль упругости при сдвиге кручением, ГПа
Сталь 40ХН2МА – среднеуглеродистая легированная доэвтектоидная сталь.
Нагрев закаленных сталей до температур, не превышающих А1, называют отпуском. Комплексную термическую обработку состоящую из полной закалки( сталь нагревают до температуры выше А3) и высокого отпуска
(500-680 °С) конструкционных сталей называют улучшением. Улучшение этой стали в отличие от нормализации обеспечивает повышенный предел текучести в сочетании с хорошей пластичностью и вязкостью, высоким сопротивлением развитию трещин. Кроме того, снижается порог хладноломкости.
Для данной стали оптимальным режимом термической обработки является закалка при 850С. Закаливание производят в воду, с последующим отпуском при 620С в масле.
Ас3 (820 о С)
Ас1 (730 о С)
вода
620 о С
Мн
Ф+П М Сотп
Рис. 1. Режим термообработки стали 40ХН2МА
Описание и сфера применения различных марок стали, в частности у10, 18хгт и 20
Войдя в любой строительный магазин, можно увидеть различные инструменты, которыми многие из нас пользовались при проведении ремонта в доме на даче, а некоторые, в силу своей профессии – на работе. Однако мало кто задумывался над тем, что материалом для изготовления данных инструментов являются различные марки стали. Все инструменты, делящиеся на три категории – это режущие инструменты, измерительные инструменты и штампы. Что касается требований, предъявляемых к этим трем категориям, то тут стоит сказать, что измерительные инструменты должны быть обязательно износостойки, обладать твердостью и способностью сохранять свой первоначальный вид при длительной эксплуатации. К штампам предъявляют такие требования, как твердость, вязкость, устойчивость к трещинам и износостойкость. Режущие инструменты обязательно должны обладать твердостью, тепло и износостойкостью.
Для чего обычно используют сталь у10
Популярным материалом, который используется при изготовлении различных инструментов, и многого другого, является сталь марки у10. Исходя их названия у10, можно сделать вывод, что данная марка является углеродистой сталью, о чем свидетельствует буква «у», причем количество углерода составляет не более 0,10 %. Как правило, из стали у10 изготавливают сверла, отвертки, проволока, напильники, различный столярный инструмент и так далее. Несмотря на свои достоинства, сталь у10 имеет и недостатки, такие в частности как низкая теплостойкость, что приводит к потере твердости данного материала при температуре свыше 200 градусов по Цельсию.
Назначение стали 18хгт
Помимо инструментальной стали, широко используется сталь конструкционная легированная хромомарганцевая марки 18хгт гост. Данная марка стали используется там, где от деталей требуется вязкость сердцевины, повышенная прочность, поверхностная твердость и многое другое. Заменителями стали марки 18хгт, являются сталь 25ХГТ, 30ХГТ, 12Х2Н4А, 12ХН3А, 20ХН2М, 20ХГР и 14ХГСН2МА. Наиболее популярными изделиями, изготовленными из стали 18хгт, являются разрезные кольца, цанги, фрикционные диски, пружинные шайбы, полуоси, коленчатые валы, шестерни и тому подобное.
Назначение стали 20
Представителем конструкционной углеродистой качественной марки стали, можно назвать сталь 20. Главное назначение данной марки стали – это изготовление удароштамповочного, мерильного и режущего инструмента. Такой выбор связан в большей мере с твердостью, износостойкостью и прочностью марки стали 20. Не лишним будет выделить такое качество стали 20, как податливость к закалке в масле, прокалываемость и устойчивость к деформированию. Данная марка стали содержит в своем составе вольфрам, хром и ванадий, что и обеспечивает ей твердость и износостойкость.
Предыдущая | Следующая |
Сталь 40ХН
Марака стали 40ХН представляет собой конструкционную легированную сталь. Он относится к классу хромоникелевых материалов. Содержание таких элементов как хром и никель предают стали блестящий цвет и нержавеющие свойства.
Эксплуатационные характеристики и химический состав стали 40ХН характеризуется ГОСТ 4543-71. В состав стали этой марки входит 8 легирующих элементов.
Процентное соотношение всех элементов, входящих в состав стали 40ХН, смотрите в таблице ниже и на диаграмме.
| Ni | Mn | Cr | C | Si | Fe | S | P |
| от 1 до 1,4 | от 0,5 до 0,8 | от 0,45 до 0,75 | от 0,36 до 0,44 | от 0,17 до 0,37 | менее 0,3 | меньше 0,035 | менее 0,035 |
Расшифровка стали 40ХН
- 40 – количественная доля содержания углерода в сплаве (0,4%);
- Х – это хром и его часть во всем объеме колеблется в районе 4%;
- Н – обозначает никель, отсутствие цифр после символа говорит о том, что его не менее 1%.
Преимущества стали 40ХН
- Высокая механическая прочность
- Долговечность – срок службы деталей из этой стали более 30 лет
- Широкий диапазон рабочей температуры – от -70°С до +425°С
- Отсутствует склонность к отпускной хрупкости
- После отпуска вязкость стали не снижается
- Не теряет пластичность и не изменяет зернистость при сварке элементов
Применение стали 40ХН
Готовые детали из данного материала затем широко используются в промышленности и машиностроении. В этих сфера они представлены в виде:Изделия из стали 40ХН, благодаря свойствам, полученным за счет легирования хромом и никелем, не подвержены истиранию. К тому же они отлично штампуются и паяются.
- осей и валов,
- зубчатых колес,
- валок рельсобалочных и крупносортных станов для горячей прокатки металла,
- муфт и цилиндров,
- валов экскаваторов,
- шатунов,
- валов-шестерней,
- штоков и рычагов,
- болтов и шпинделей,
- различных нагруженных элементов, подверженных во время работы вибрационным и динамическим нагрузкам,
- изделий, к которым предъявляются требования повышенной прочности и вязкости.
Свойства стали 40ХН
Удельный вес материала составляет 7820 кг/м3. Термическая обработка осуществляется при помощи закаливания и отпуска.
Начальная температура ковки +1250°С, конечная +830°С. Изделия с сечение до 50 мм охлаждаются на воздухе, остывание деталей с сечением от 51 мм до 201 мм происходит в мульде, элементы с сечением до 300 мм охлаждают с печью.
Твердость стали 40ХН
Твердость 40хн по Бринеллю достигает 207 МПа. Критические точки наступают при температурах:
Обрабатываемость резанием доступна в горячекатанном состоянии при твердости по Бринеллю от 166 до 170 единиц и временном сопротивлении разрыву 690 МПа.
Материал относится к трудносвариваемым. Для него применимы следующие виды сварки:
- ручная дуговая (РДС),
- электрошлаковая (ЭШС),
- аргонно-дуговая под флюсом (АДС).
40хн предел текучести
- σ0,2=780 МПа, σв=980 МПа, НВ 300-320
- σ0,2=690 МПа, σв=880 МПа, НВ 270-300
- σ0,2=570 МПа, σв=780 МПа, НВ 200-240
- σв=790 МПа, нормализация, НВ 197
При всех видах сварки необходим предварительный подогрев и последующая термообработка стали 40хн.
Сталь 40ХН имеет склонность к отпускной хрупкости и обладает повышенной флокеночувствительностью. Такие свойства сплава следует учитывать при дальнейшей эксплуатации
Отечественные и зарубежные заменители для стали 40ХН.
| Россия | 30ХГВТ, 35ХГФ, 38ХГН, 40Х, 40ХНМ, 40ХНР, 45ХН, 50ХН |
| Япония | SNC236 |
| Китай | 40CrNi |
| Америка | 3135, G31400, 3140H |
| Германия | 36NiCr6, 40NiCr6, 1.5710, 1.5711 |
| Англия | 640M40 |
| Франция | 35NC6 |
| Чехия | 16240 |
| Румыния | 40CrNi12, 40CrNi12q |
| Болгария | 40ChN |
| Швеция | 2530 |
| Австралия | 3140, 3140H |
Преимущества и недостатки
Плюсы и минусы материала определяются его свойствами. Среди характеристик стали 40Х особое значение имеют показатели твердости и выносливости. Благодаря наличию хрома в составе сплава, детали, изготовленные из нее:
- имеют высокий запас прочности и устойчивости к коррозии;
- рассчитаны на высокие и длительные нагрузки;
- устойчивы к действию экстремальных температур в диапазоне от -40 до +425 градусов;
- выдерживают резкие перепады температур; магнитные свойства стали 40Х не влияют на ее эксплуатационные характеристики;
- могут эксплуатироваться практически при любых внешних условиях;
- не требуют очищения и обработки поверхностей;
- обладают высоким пределом выносливости и стойкости к короблению.
После закалки карбид, содержащийся в сплаве, полностью растворяется, и металл приобретает более высокую коррозионную устойчивость.
Химические свойства стали 40Х позволяют использовать ее в агрессивных влажных средах. Материал также хорошо поддается операциям резки. По свариваемости сплав относится к 4 группе.
Среди недостатков стали отпускная хрупкость и флокеночувствительность, однако технологии термообработки позволяют уменьшить эти свойства до минимальных значений.
40ХН2МА сталь свойства
σ4551/10000=686 МПа, σ4551/1000=137 МПа, σ5901/10000=13 МПа, σ5901/1000=29 МПа.
| Механические свойства стали 40ХН2МА | ||||||||||
| ГОСТ | Состояние поставки, режим термообработки | Сечение, мм | КП | σ0,2 (МПа) | σв(МПа) | δ5 (%) | ψ % | KCU (Дж / см2) | НВ, не более | |
| ГОСТ 4543-71 | Пруток. Закалка 850 °С, масло. Отпуск 620 °С, вода | 25 | — | 930 | 1080 | 12 | 50 | 78 | — | |
| Пруток. Закалка 850 °С, масло. Отпуск 620 °С, масло. | 25 | — | 835 | 980 | 12 | 55 | 98 | — | ||
| ГОСТ 8479-70 | Поковки. Закалка. Отпуск | 500-800 | 440 | 440 | 635 | 11 | 30 | 39 | 197-235 | |
| 300-500 500-800 | 490 | 490 | 655 | 12 11 | 35 30 | 49 39 | 212-248 | |||
| 100-300 300-500 | 540 | 540 | 685 | 13 12 | 40 35 | 49 44 | 223-362 | |||
| 100-300 300-500 500-800 | 590 | 590 | 735 | 13 12 10 | 40 35 30 | 49 44 39 | 235-277 | |||
| 100-300 300-500 | 640 | 640 | 785 | 12 11 | 38 33 | 49 44 | 248-293 | |||
| 100-300 | 685 | 685 | 835 | 12 | 38 | 49 | 262-311 | |||
| До 100 100-300 | 735 | 735 | 880 | 13 12 | 40 35 | 59 49 | 277-321 | |||
| До 100 100-300 | 785 | 785 | 930 | 12 11 | 40 35 | 59 49 | 293-331 | |||
| Механические свойства стали 40ХН2МА в зависимости от температуры отпуска | ||||||||||
| Температура отпуска, °С | σ0,2 (МПа) | σв(МПа) | δ5 (%) | ψ % | KCU (Дж / см2) | HB | ||||
| Закалка 850 °С, масло | ||||||||||
| 200 300 400 500 600 | 1600 1470 1240 1080 860 | 1750 1600 1370 1170 960 | 10 10 12 15 20 | 50 50 52 59 62 | 59 49 59 88 147 | 525 475 420 350 275 | ||||
| Механические свойства стали 40ХН2МА при повышенных температурах | ||||||||||
| Температура испытаний, °С | σ0,2 (МПа) | σв(МПа) | δ5 (%) | ψ % | KCU (Дж / см2) | |||||
| Закалка 850 °С, масло. Отпуск 580 °С. | ||||||||||
| 20 250 400 500 | 950 830 770 680 | 1070 1010 950 700 | 16 13 17 18 | 58 47 63 80 | 78 109 84 54 | |||||
| Образец диаметром 5 мм, длиной 25 мм, прокатанный. Скорость деформирования 2 мм/мин. Скорость деформации 0,001 1/с | ||||||||||
| 700 800 900 100 1100 1200 | — — — — — — | 185 89 50 35 24 14 | 17 66 69 75 72 62 | 32 90 90 90 90 90 | — — — — — — | |||||
| Предел выносливости стали 40ХН2МА | ||||||||||
| σ-1, МПА | J-1, ÌÏÀ | n | Термообработка | |||||||
| 447 392 519 | 274 235 | 106 | Сечение 100 мм. Закалка 850 °C, масло. Отпуск 580 °C, σв=880 МПа. Сечение 400 мм. Закалка 850 °C, масло. Отпуск 610 °C, σв=790 МПа, σ0,2=880 МПа, σв=1080 МПа | |||||||
| Ударная вязкость стали 40ХН2МА KCU , (Дж/см2) | ||||||||||
| Т= +20 °С | Т= -40 °С | Т= -60 °С | Термообработка | |||||||
| 103 | 93 | 59 | Закалка 860 °С, масло. Отпуск 580 °С | |||||||
| Механические свойства стали 40ХН2МА в зависимости от сечения | ||||||||||
| Сечение, мм | Место вырезки образца | σ0,2 (МПа) | σв(МПа) | δ4 (%) | ψ % | KCU (Дж / см2) | HRCЭ | |||
| Пруток. Закалка 850 °С, масло. Отпуск 620 °С | ||||||||||
| 40 60 80 100 120 | Ц Ц 1/2R 1/2R 1/3R | 880 830 730 670 630 | 1030 980 880 850 830 | 14 16 17 19 20 | 57 60 61 61 62 | 118 127 127 127 127 | 33 32 29 26 25 | |||
| Закалка 850 °С, масло. Отпуск 540-660 °С | ||||||||||
| до 16 16-40 40-100 100-160 160-250 | Ц Ц Ц Ц Ц | 1000 900 800 700 650 | 1200-1400 1100-1300 1000-1200 900-1100 850-1000 | 9 10 11 12 12 | — — — — — | 90 50 60 60 60 | — — — — — | |||
| Прокаливаемость стали 40ХН2МА | ||||||||||
| Расстояние от торца, мм | Примечание | |||||||||
| 1,5 | 3 | 6 | 9 | 12 | 15 | 21 | 27 | 33 | 42 | Закалка 840 °С |
| 49-59,5 | 40,5-60 | 50-60 | 50-59,5 | 49-59 | 48-59 | 45-56 | 41,5-53 | 41-50,5 | 36,5-48,5 | Твердость для полос прокаливаемости, HRC |
| Количество мартенсита, % | Критическая твердость, HRCэ | Критический диаметр в воде | Критический диаметр в масле | |||||||
| 50 90 | 44-47 49-53 | 153 137-150 | 114 100-114 | |||||||
| Физические свойства стали 40ХН2МА | ||||||||||
| 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 | 39 | 7850 | 331 | ||||||
| 100 | 2.11 | 11.6 | 38 | 490 | ||||||
| 200 | 2.01 | 12.1 | 37 | 506 | ||||||
| 300 | 1.9 | 12.7 | 37 | 522 | ||||||
| 400 | 1.77 | 13.2 | 35 | 536 | ||||||
| 500 | 1.73 | 13.6 | 33 | 565 | ||||||
| 600 | 13.9 | 31 | ||||||||
| 700 | 29 | |||||||||
| 800 | 27 | |||||||||
| Краткие обозначения: | ||||||||||
| σв | — временное сопротивление разрыву (предел прочности при растяжении), МПа | å | — относительная осадка при появлении первой трещины, % | |||||||
| σ0,05 | — предел упругости, МПа | Jê | — 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 ë | — 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 |
xn--402-8cd3de9c.xn--p1ai
Классификация материала и применение марки 40Х13 (другое обозначение 4Х13)
Марка: 40Х13 (другое обозначение 4Х13) Классификация материала: Сталь коррозионно-стойкая жаропрочная Применение: пружины для работы при температурах до 400-450 град. Рессоры, шариковые подшипники, режущий и мерительный инструмент- сталь мартенситного класса
Механические свойства 40Х13 (другое обозначение 4Х13) при температуре 20 o С
| Сортамент | Размер | Напр. | s в | s T | d 5 | y | KCU | Термообр. |
| — | мм | — | МПа | МПа | % | % | кДж / м 2 | — |
| Лист, ГОСТ 5582-75 | 550 | 15 | Отжиг 740 — 800 o C, | |||||
| Пруток, заданой прочности, ГОСТ 18907-73 | 590-810 | 10 | ||||||
| Проволока, ГОСТ 18143-72 | 640-880 | 10-14 |
Расшифровка обозначений, сокращений, параметров
Другие марки из этой категории:
Обращаем ваше внимание на то, что данная информация о марке 40Х13 (другое обозначение 4Х13), приведена в ознакомительных целях. Параметры, свойства и состав реального материала марки 40Х13 (другое обозначение 4Х13) могут отличаться от значений, приведённых на данной странице
Более подробную информацию о марке 40Х13 (другое обозначение 4Х13) можно уточнить на информационном ресурсе Марочник стали и сплавов. Информацию о наличии, сроках поставки и стоимости материалов Вы можете уточнить у наших менеджеров. При обнаружении неточностей в описании материалов или найденных ошибках просим сообщать администраторам сайта, через форму обратной связи. Заранее спасибо за сотрудничество!
Марка 40Х13-Х12МФ1 — композитная сталь, в состав которой входят компоненты из самого названия, поэтому, обсуждая характеристики этой стали в качестве материала для изготовления ножей, необходимо сначала описать свойства каждого компонента в отдельности.
Сталь марки 40Х13 в обиходе часто называют «медицинская» сталь, потому что из неё делают хирургические инструменты, в частности скальпели. В промышленности из стали марки 40Х13 изготавливают режущий инструмент, рессоры, подшипники, а также мерительный инструмент, так как эта сталь очень хорошо держит форму в значительном интервале температур.
Жаропрочная, износостойкая и коррозионно-стойкая сталь 40Х13 находит себе и более широкое применение, из неё получаются прекрасные клинки для бытовых, охотничьих ножей и разных категорий холодного оружия. Лезвия ножей из стали 40Х13 считаются относительно «мягкими», поэтому отлично поддаются заточке, но и держат её не слишком долго. При правильной закалке можно добиться и более высоких отметок твёрдости (~ 58HRC), но при этом сильно страдает пластичность стали.
Состав стали марки 40Х13:
Вторым компонентом композитной стали 40Х13-Х12МФ1 является Х12МФ1 — «штамповая» сталь. Хорошо сохраняет форму, достаточно пластичная, износостойкая и отлично закаливается при не очень сложном технологическом процессе до твёрдости 62-64 HRC. Для ножевой и вообще клинковой стали это очень большие величины, так как усложняется заточка ножа в бытовых условиях, лезвие становится хрупким, поэтому для достижения приемлемых характеристик промышленный отпуск стали Х12МФ1 в процессе закалки является достаточно сложной операцией.
Об отличной износостойкости стали Х12МФ1 говорит тот факт, что из неё изготавливают так называемые «эталонные» шестерни и волоки для производства проволоки, а способность держать форму при многократном механическом воздействии используется в изготовлении матриц и пуансонов для штамповки.
Твёрдость стали Х12МФ1 задаёт высокое содержание углерода.
Состав стали Х12МФ1:
Композитную сталь 40Х13-Х12МФ1, как и большинство дамасских сталей, получают путём многократной проковки большого количества слоёв (>150), составленных из её будущих компонентов — «медицинской» стали марки 40Х13 и «штамповой» стали марки Х12МФ1. В процессе ковки слои «свариваются» между собой, создавая пластичный твёрдый композит, замечательно подходящий для производства высококачественных ножей и клинкового оружия.
Оба сплава, из которых выковывается композит 40Х13-Х12МФ1, относят к нержавеющим сталям благодаря высокому содержанию хрома, поэтому конечный продукт тоже является нержавеющим. Сталь 40Х13-Х12МФ1 называют «нержавеющий дамаск».
Отличное сочетание очень твёрдой и относительно мягкой сталей создаёт поразительный эффект: на лезвии ножа из 40Х13-Х12МФ1 образуется микроскопическая пила, которая создаёт хороший рез даже в том случае, когда нож по ощущениям уже должен затупиться.
Технология производства стали 40Х13-Х12МФ1 была разработана и внедрена на ЗЗОСС (Златоустовский Завод Оружейных Специализированных Сталей), и уже много лет успешно используется для производства клинкового оружия.
Область применения
Металлопрокат стали 40Х получил широкое применение в машиностроительных отраслях для производства изделий повышенной прочности и выносливости при воздействии интенсивных нагрузок:
- труб для отопительных систем;
- дисков, роторов для паровых турбин;
- коленчатых и кулачковых валов;
- крепежных деталей.
Листовую сталь используют:
- для холодной и горячей штамповки;
- обшивки каркасных конструкций.
Из прутков, изготовленных по ГОСТу 5950-2000, производят инструменты, применяющиеся в условиях небольших скоростей и температур, не превышающих 2 тыс. градусов.
Для изготовления основных деталей арматуры атомных станций
Сплав поставляется в виде кускового металла, обработанного горячим штампованием или в форме крепежных изделий. Применение конечного продукта при температуре свыше +500°С не допускается.
Арматура для атомных станций также изготавливается из стали
Металл деталей теряет свои свойства и не рекомендован к применению при температуре ниже -60°С. Не допускается использовать детали сечением более 30 мм и прочностью менее 1000 Н. Требуются два этапа обработки — прокаливание и отпуск.
Детали арматуры, изготавливаемые из стали
Для изготовления шпинделей и штоков
Материал поставляется в форме сортового проката. Конечный продукт допускается к использованию в температурных пределах -40…+450°С при условии прокаливания.
Шпиндель, изготовленный из стали
Для корпусов, крышек, фланцев, мембран и узла затвора, изготовленных из проката, поковок
Форма поставки — кусковой металл, прошедший горячее штампование или прокатные заготовки. Сплав сохраняет структуру и свойства при температуре окружающей среды -40…+450°С.
При использовании для блоков и стволов арматуры, нижний температурный порог составляет -30°С. Допускаются к применению заготовки, улучшенные прокаливанием и высоким отпуском, не подвергавшиеся сварке.
Фланец из стали
Для крепежных деталей арматуры
Нижняя граница допустимой температуры среды составляет -60…-40°С. Каждый образец продукции подвергается испытанию по Шарпи на удар маятникового копра в месте напротив надреза. Результат считается положительным, если показатель вязкости к действию ударной нагрузки равен или превышает 300 кДж/м.
Крепежные детали из стали
