Стомана 40х се отнася до структурни сплавени сплави. Думата "конструктивна" показва, че материалът се използва за производството на различни механизми, конструкции и части, използвани в машиностроенето и строителството, и има определен набор от химически, физични и механични свойства.
Химичен състав
Числото 40 в маркировката показва, че процентът въглерод в сплавта варира от 0.36 до 0.44, а буквеното означение х показва наличието на легиращ елемент на хром в количество не по-малко от 0.8 и не повече от 1.1%. Легирането на стомана с хром му придава свойствата на корозионна устойчивост в окислителна среда и атмосфера. С други думи, стоманата придобива неръждаеми свойства . Освен това, хромът определя структурата на сплавта, неговите технологични и механични характеристики.
Останалите химични елементи са част от стомана х 40 в следните количества:
- не повече от 97% желязо;
- 0.5 - 0.8% манган;
- 0.17 - 0.37% силиций;
- не повече от 0, 3% мед;
- не повече от 0, 3% никел;
- не повече от 0, 035% фосфор;
- не повече от 0, 035% сяра.
Физически характеристики
Почти всички физични свойства на металите зависят пряко или обратно от температурата . Индикатори като съпротивление, коефициент на линейно разширение и специфичен топлинен капацитет се увеличават с повишаване на температурата, а плътността на стоманата, нейният модул на еластичност и топлопроводимостта, напротив, намаляват с увеличаване на температурата.
Друга физическа характеристика, наречена маса, не зависи от почти нищо. Пробата може да бъде подложена на топлинна обработка, охлаждане, процес, придаване на различна форма и тежест в същото време ще остане непроменена.
Физическите показатели на всички известни марки домашни стомани и сплави, включително описаната марка, са представени в таблични и поставени в справочници по металография.
Ефектът от топлинната обработка върху качеството
Стоманата в първоначалното си състояние е по-скоро пластмасова маса и може да се обработва чрез деформация. Тя може да бъде кована, щампована, валцована.
За промяна на механичните свойства и постигане на необходимите качества се прилага термична обработка на метала. Същността на термичната или топлинна обработка е използването на набор от операции за отопление, задържане и охлаждане на твърди метални сплави. В резултат на тази обработка сплавът променя своята вътрешна структура и придобива определени свойства, необходими за производителя и потребителя.
Критични точки
Критични точки са температурите, при които се променя структурата на стоманата и нейното фазово състояние. Изчислено през 1868 г. от руския металург и изобретател Дмитрий Константинович Чернов, затова понякога те се наричат точки Чернов.
Такива точки се обозначават с буквата А. Долната точка А1 съответства на температурата, при която аустенитът се превръща в перлит при охлаждане или перлит в аустенит при нагряване. Точка A3 е горната критична точка, съответстваща на температурата, при която феритът започва да се утаява по време на охлаждането или се разтваря при нагряване.
Ако критичната точка се определя чрез нагряване, тогава буквата “c” се добавя към буквата “А” и когато се охлади, се добавя индексът “r”.
За тази стомана се определя следната температура на критичните точки:
- 743 * С - Ac1;
- 815 * С - Ac3;
- 730 * С-Аг3;
- 693 * С - Аг1.
Алгоритъм за топлинна обработка на стомана и сплави:
виц:- втвърдяване;
- напусне;
- нормализиране;
- стареене;
- криогенно лечение.
Термична обработка на стомана 40х . Характеристики на температурния режим в съответствие с изискванията на ГОСТ 4543–71:
- закаляване на стомана 40х в нефтена среда при температура 860 ° С;
- Ваканция във вода или масло при температура 500 ° C.
В резултат на тази топлинна обработка, тази стомана придобива повишена твърдост (твърдост HB е не повече от 217), висока якост на опън при скъсване (980 N / m2) и ударна якост 59 J / cm2.
Сила на добив
По отношение на механичните свойства е необходимо да се спомене такава важна характеристика като граница на провлачване. Ако приложеното натоварване е твърде голямо, структурата или нейните части започват да се деформират и да не са еластични (напълно изчезват, обратими), но в метала се появяват пластични (необратими остатъчни) деформации. С други думи, металът "тече".
Границата на провлачане е границата между еластичните и еластопластичните деформации. Стойността на границата на провлачване зависи от много фактори: режима на топлинна обработка, наличието на примеси и легиращи елементи в стоманата, микроструктурата и вида на кристалната решетка, температурата.
В металургията се разграничават понятията за физическа и условна граница на провлачване.
Физическата граница на натоварване е стойността на напрежението, при която деформацията на образеца се увеличава без увеличаване на приложеното натоварване. В справочниците тази стойност се обозначава с σt, а за марката 40x нейната стойност е не по-малка от 785 N / mm2 или 80 KGS / mm2.
Трябва да се отбележи, че пластмасовите (необратими) деформации не се появяват мигновено в метала, а нарастват постепенно, с увеличаване на прилагания товар. Следователно, от гледна точка на технологията, по-подходящо е да се използва терминът "условна (техническа) граница на провлачване".
Условната (или техническата) граница на провлачане е напрежението, при което прототипът получава пластмасово (необратимо) удължение на очакваната му дължина с 0, 2%. В таблиците тази стойност се обозначава с σ 0.2, а за стомана 40х:
- при температура от 101 до 200 ° С - 490 МРа;
- при температура от 201 до 300 ° С - 440 МРа;
- при температура от 301 до 500 * С - 345 МРа.
Технологични характеристики
Като обобщение, стомана 40х може да се характеризира като твърд и дълготраен материал, който може да издържа на тежки натоварвания без да се повреди. Броят положителни свойства на PC включва:
- устойчивост на температурни колебания;
- отлични корозионни свойства;
- висока якост.
Заедно с тези качества, този материал има, за съжаление, и недостатъци. Те включват:
- трудности при заваряване;
- склонност към темпераментна крехкост;
- чувствителност към образуването на флокени.
След нагряване, последвано от топлинна обработка, описаната стомана се поддава на ръчно електродъгово заваряване (RDS) и електрошлакова заварка (ESW). Ако се използва контактна точкова заварка (CTS), е необходима последваща топлинна обработка.
Бавното охлаждане на структурната легирана стомана 40x след темперирането води до нейната нестабилност. Този недостатък липсва при бързо охлаждане, но в този случай могат да възникнат вътрешни напрежения, причиняващи деформация.
Флокиращата чувствителност е тенденцията на метал да образува вътрешни дефекти (кухини и пукнатини), т.нар. За да се елиминира този недостатък, сплавта се евакуира в кофа с едновременно продухване с аргон и електрическо дъгово загряване.
Асортимент от валцуван метал
Стомана 40x се произвежда и доставя на пазара в следната форма:
- дълги продукти (включително оформена стомана) съгласно ГОСТ 4543−71, 2591−2006, 2590−2006, 10702−78 и 2879−2006;
- сребро и полиран бар по ГОСТ 14955−77;
- пръчка, калибрирана по ГОСТ 8559-75, 7417-75, 1051−73 и 8560−78;
- обхвата по ГОСТ 82−70, 103−2006 и 1577-93;
- тръби по ГОСТ 13663−86, 8731−74, 8733−74;
- изковки по ГОСТ 8479−70;
- дебел лист съгласно ГОСТ 19903−74и1577-93.
Известни са достатъчен брой битови (40ХР, 40ХС, 40ХН, 38ХА, 45Х) и чужди аналози на описаната стомана.
сфера на приложение
Поради свойствата си, стомана 40x се използва широко в различни индустрии. Той се използва при производството на гърбични и колянови валове, оси и валове, пръти, бутала, зъбни колела, шпиндели, пръстени, дорници, болтове, релси, втулки и други части, чиято здравина са повишени изисквания. Тази стомана се използва и за производство на конструкции, експлоатирани при ниски температури на околната среда, например при изграждането на пътни и железопътни мостове в северните ширини.