Главная » Mатериалы для строительства и ремонта » Mеталл » Конструкционная сталь 40ХН2МА

Конструкционная сталь 40ХН2МА

Легированные металлы характеризуются высокими эксплуатационными свойствами, что позволяет использовать их практически повсеместно. Конструкционная сталь 40ХН2МА относится к низкоуглеродистым сплавам нормальной прочности, она применяется для создания строительных конструкций, полностью удовлетворяя требованиям нормативных документов.

 

К основным преимуществам материала относятся:

  • мартенситное состояние;
  • закалка на воздухе;
  • отсутствие хрупкости;
  • стойкость к динамическим нагрузкам;
  • устойчивость к отрицательным температурам;
  • способность сохранять характеристики при температуре до +300-400 градусов.

К недостаткам относятся достаточно высокая стоимость по сравнению с другими сталями, низкая технологичность при резке и склонность к образованию флокенов.

Расшифровка

Расшифровка стали 40ХН2МА включает информацию:

  • 40 – 0,4% углерода;
  • Х – менее 1% хрома;
  • Н2 – 2% никеля;
  • М – до 1% молибдена;
  • А – высокое качество стали (минимальное количество серы и фосфора в составе).

Это прочный, вязкий металл, который при термообработке прокаливается на значительную глубину. Легирующие компоненты предназначены для повышения прочности и стойкости, а молибден упрощает термообработку.

Химический состав

В сплаве содержится максимум:

  • 98% Fe;
  • 2% Ni;
  • 0,9% Cr;
  • 0,8% Mn;
  • 0,4% С;
  • 0,37% Si;
  • 0,3% Cu;
  • 0,25% Mo;
  • 0,025% S;
  • 0,025% P.

Каждый из компонентов улучшает характеристики стали 40ХН2МА. Хром и никель обеспечивают твердость и устойчивость к коррозии, медь – вязкость и теплопроводность, марганец и кремний – связывают свободное железо, снижают влияние серы и фосфора.

Основными физическими характеристиками металла являются:

  • удельное электрическое сопротивление;
  • модуль Юнга;
  • плотность (7850 кг/м3);
  • теплоемкость;
  • коэффициент теплопроводности и температурного расширения.

В зависимости от нагрева при испытаниях показатели могут отличаться. Это позволяет определить оптимальную область эксплуатации конструкции.

Применение

Конструкционная сталь 40ХН2МА не подвержена хрупкому разрушению после отпуска, что обусловлено присутствием молибдена. Благодаря высокой прочности можно использовать материал для производства конструкций, применяемых на производстве и работающих под большой нагрузкой.

Широкое распространение получили изделия:

  • валки для холодного прокатасплавов;
  • диски и нагруженные детали;
  • кронштейны;
  • кулачковые муфты;
  • метизы;
  • цельнокатаные кольца;
  • арматура для трубопроводов;
  • изделия для авиастроительной отрасли, работающие при +500 градусах.

Технические характеристики

Высокие механические свойства 40ХН2МА обусловлены:

твердостью 270 МПа;
площадкой текучести 930 МПа;
плотностью 7850 кг/м3;
удлинением при растяжении 12%;
пределом временной прочности 1080 МПа.

Цена

Стоимость стали составляет минимум 50 руб./кг. Окончательная цена зависит от условий поставки, формы выпуска и объема.

Сортамент

Продукция из данного сплава включает:

  • шестерни;
  • болты с высоким классом ответственности;
  • шатунные валы и крышки для них;
  • клапаны;
  • коленчатые валы.

Производство осуществляется в соответствии с требованиями нормативных документов. Изготовление заключается в выполнении большого количество технологических процессов, одним из которых является механическая обработка. Она предназначена для повышения механической прочности и требуемого внешнего вида. В нашей компании можно выбрать любой вид проката.

Свариваемость

Для оценки свариваемости марки стали 40ХН2МА рассчитывается эквивалент углерода:

Сэ=С+Г/6+Х/5+(Н+Д)/15,

где буквы обозначают соответственно процентное содержание углерода, марганца, хрома, никеля и медив составе. В результате получают число, которое в данном случае меньше 0,76%, что указывает на трудносвариваемость металла.

Коррозионная стойкость

Легирующие добавки обеспечивают коррозионную стойкость сплава, поэтому он характеризуется средней устойчивостью к окислению. Это гарантирует сохранение целостности изделия при межоперационном хранении металла, отсутствие коррозии во время работы в сухих помещениях при отсутствии лакокрасочного покрытия. Эксплуатация во влажной среде требует покрытия стали 40ХН2МА краской.

Пластичность

Пластические качества обусловлены удлинением изделия при разрыве и площадкой текучести. Последняя позволяет обрабатывать тонкие листы штамповкой и гибкой, а толстые перед подобным воздействием требуют нагрева для исключения образования трещин.Это обусловлено разностью деформаций на внутренней и внешней стороне листа. При повышении температуры предел текучести уменьшается, а площадка – увеличивается, поэтому производится предварительный нагрев и увеличение радиуса гиба.

Термообработка

Наиболее эффективным видом термообработки 40ХН2МА является закалка при 850 градусах. Она осуществляется в воду, а отпуск происходит в масляной ванне при 620 градусах.

Улучшение стали – это комплекс мер, включающий полную закалку и высокий отпуск. Материал относится к перлитному классу, поэтому переход осуществляется при 730 и 820 градусах. Доэвтектоидный сплав подвергается полной закалке при 850-870 градусах. Это обеспечивает получение аустенитной структуры, а охлаждение – мартенситной. В обоих случаях зерно характеризуется небольшими размерами. Аустенитные зерна стали 40ХН2МА формируются при переходе из феррита в цементит. При растворении цементита в аустените раствор железа α переходит в γ-аллотропным способом. Процесс занимает больше времени, чем формирование зерна, поэтому при достижении необходимой температуры происходит небольшая выдержка для его завершения.

Охлаждение в воде осуществляется достаточно быстро, что способствует образованию мартенсита с мелкими зернами – пересыщенного твердого раствора углерода в железе α.

Конструкционная сталь 40ХН2МА в таком состоянии склонна к образованию трещин, сколов и других хрупких деформаций. Это обусловлено остаточными напряжениями в твердой структуре. Чтобы исключить риск их появления, производится отпуск при 450-650 градусах. При этом начинает происходить диффузия, которая позволяет мартенситу перейти в перлит, но углерод остается практически в том же положении в структуре стали. В результате сплав приобретает ферритно-цементитную структуру.

Отпуск

Отпуск марки стали 40ХН2МА осуществляется в три этапа:

  1. Выделение части углерода в виде метастабильного ε-карбида без повышения температуры.
  2. Распад мартенситной структуры, остаточного аустенита и начало перехода ε-карбида в цементитную фазу.
  3. Окончание распада мартенситной структуры и карбидной трансформации. Переход мартенсита в феррит, изменение размеров карбидов, структуры феррита и формы карбидно-ферритной смеси при нагреве. Интенсивная диффузия со смещением атомов углерода, рост зерен феррита и цементита (сорбит отпуска).

Выдержка необходима для стабилизации свойств металла. В среднем отпуск длится 1-2 часа при небольшом размере сечения изделия.

Аналоги

К аналогам 40ХН2МА относятся:

  • чешский сплав 16341;
  • европейские 1.6511, 1.6582;
  • японские SNCM439, SNCM447;
  • американские 4340, 9840.

Рекомендуем также обратить внимание:

Полезно? Сохраните себе на стену! Спасибо за лайк!

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

×
Как сэкономить на ремонте?
Подпишитесь на нашу группу!
<