Wabashpress.ru

Техника Гидропрессы
54 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Специфика термообработки стали 40х

Специфика термообработки стали 40х

Термообработка стали 40х имеет свои нюансы, которые связаны с наличием в этом легированном металле множества примесей. Рассмотрим температурные режимы обработки стали, процесс закалки, отпуска и нормализации. Твердость после обработки.

Термообработка стали 40х

Физические свойства материалов могут быть изменены посредством температурной обработки при высокой степени нагрева и последующего охлаждения. Это в первую очередь касается металлов, которые подвергают закалке. Чтобы правильно закалить сталь, нужно знать ее марку: она отражает полный химический состав твердого вещества. Так, проведение термообработки стали 40х имеет свои нюансы, связанные с разновидностью примесей, находящихся в ней.

Если брать точное определение типа стали, к которой относится 40х, то это классический вид легированного материала, где процентное содержание углерода уступает процентному содержанию примеси хрома. Этих элементов здесь от 0.44 до 0.36 и от 1.1 до 0.8 соответственно. Хром в металле способствует его стойкости к агрессивной окисляющей среде и придает ему способность не ржаветь. Кроме этого, хром влияет на механические показатели стали 40х, переводя ее в разряд конструкционных.

Особенности процесса закалки стали 40х

Особенности стали 40х, как указано выше, определяются богатым содержанием в ней примесей. Среди них, кроме основных рассмотренных, есть медь, марганец, никель, кремний, сера и фосфор. Все эти элементы в некотором смысле усложняют обработку такого металла, в том числе и термическую. Так, чтобы достичь нужной пластичности при закалке стали 40х, необходимо обеспечить сильный прогрев ее в муфельной печи до заданных температур. Остужать материал также нужно в определенном режиме для достижения необходимой твердости структуры.

Так как сталь 40х используется при изготовлении деталей ответственных механизмов: шестерней, валов, реек, осей, втулок и болтов, – точности процесса ее закалки уделяют особое внимание.

Что нужно знать о материале, подбирая конкретный режим термообработки:

  1. Твердость металла в исходном состоянии, выраженная в мегапаскалях — HB 10-1 = 217.
  2. Температура так называемых точек критического значения. Это показатели нагрева до определенных градусов, после чего сталь 40х может потерять свои положительные качества: Ar1 = 693, Ar3(Arcm) = 730, Ac3(Acm) = 815, c1 = 743.
  3. Если температуру отпуска принять равной 200 градусов по Цельсию, то показатель твердости HB будет равен 552 МПа.

Закалка стали 40х однозначно ведет к увеличению ее твердости и снижению показателя пластичности. Но процентное соотношение этих показателей для такого металла будет зависеть от следующих факторов:

  1. Время, за которое будет нагрета деталь до заданной температуры, влияет на общие показатели скорости термической обработки.
  2. Интервал выдержки металла в разогретом состоянии. От этого показателя зависит равномерность прогрева всей структуры металла и приведение каждого звена кристаллической решетки в подвижное состояние.
  3. Скорость, с которой заготовка подвергается охлаждению. Важный параметр при формировании новой кристаллической решетки.

Сталь 40х

Оптимальный режим термической обработки

  1. Электропечь прогревают до температуры, близкой к 860 градусам по Цельсию. При стандартной мощности печи по времени это занимает около 40 минут.
  2. Время выдержки заготовки в камере принимают равным 10–15 минутам. Визуально цвет стали 40х должен приобрести однородный желтый оттенок.
  3. Для охлаждения чаще используют масляную среду, реже — воду.

Более точно рассчитать время нагрева изделия из металла можно, используя правило: на каждый кубический миллиметр нужно давать от 1.5 до 2 минут пребывания детали внутри камеры электропечи.

plavilnaja pech

Как показала практика, для стали 40х наиболее эффективный способ закаливания — при разогревании металла токами высокой частоты (ТВЧ). Такой прогрев характеризуется быстрым достижением заданной температуры, а также улучшенными показателями прочности изделия при эксплуатации.

Отпуск и нормализация

Для марки стали 40х можно применить три вида отпуска:

  1. Отпуск на низких температурах предполагает прогрев детали до предела 250 градусов по Цельсию с выдержкой. Остужают заготовку на открытом воздухе. Термообработка такого характера способствует нейтрализации напряжений при минимальном увеличении пластичности без влияния на твердость. Используется метод редко, так как велика вероятность образования хрупкой структуры.
  2. Отпуск на средних температурах. Прогрев здесь идет до 500 градусов по Цельсию. За счет более высокой температуры возрастает вязкость изделия с пропорциональным снижением твердости. Метод подходит для изготовления автомобильных рессор, пружин, другого специфического инструмента.
  3. Отпуск на высоких температурах с увеличением прогрева до 600 градусов по Цельсию. В этом случае внутри кристаллической решетки распадается мартенсит, образуя при этом сорбит. На практике это лучший вариант пропорционального соотношения пластичности и твердости. Ударная вязкость при этом также возрастает. Детали, полученные таким образом, можно применять в механизмах, подверженных воздействию ударных нагрузок.
Читайте так же:
Минимальное напряжение ni mh аккумулятора

Отпуск и нормализация

Чтобы избежать повышенной хрупкости при отпуске, охлаждение при этом процессе следует делать быстро в специальной вакуумной камере с системой продувки аргоном. Последние два условия помогут избежать возникновения внутренних дефектов в структуре материала, а именно образования раковин, полостей и деформаций.

Если после закаливания сталь 40х разогреть до критической точки, выдержать и охладить на воздухе, то внутренняя структура получит мелкозернистое строение – этот процесс носит наименование нормализация. Ее задача — повысить ударную вязкость металла и его пластичность.

Свойства стали после закалки

Если термическая обработка стали 40х (закалка и отпуск) проведены правильно, в соответствии с ГОСТ 4543–71, который регламентирует такие работы, то металл приобретает следующие свойства:

  1. Твердость повышенного характера с показателями НВ около 217.
  2. Прочность с пределом при разрыве 980 Н/м².
  3. Вязкость ударную 59 Дж/см².

Кроме всего прочего, закаленный металл лучше поддается ручной сварке при помощи дуги и электрошлаковой сварке.

Уважаемые посетители сайта: специалисты – технологи по закалке металла и все, кто не понаслышке сталкивался с вопросом термообработки стали 40х, – поделитесь своими знаниями в комментариях, поддержите тему! Всегда важно знать мнение профессионалов!

Сталь 40Х

Основную информацию можно узнать из ГОСТ 4543-2016.

Химический состав стали

Сталью называют сплав железа с углеродом концентрацией не более 2,14 %. 40Х относится к качественным углеродистым конструкционным сталям. Кроме углерода в сплав входят легирующие добавки и вредные примеси.

Fe, %C, %Si, %Mn, %Ni, %S, %P, %Cr, %Cu, %
Около 970,36 – 0,440,17 – 0,370,50 – 0,80Не более 0,30Не более 0,035Не более 0,0350,80 – 1,10Не более 0,30

Химические элементы в стали по-разному влияют на её свойства:

  • Железо является основой любой стали и образует кристаллическую решетку, в которой растворяется углерод и другие химические элементы;
  • Углерод проникает между атомами решетки железа и повышает прочностные свойства стали (твёрдость, предел текучести, предел прочности), понижая пластичность;
  • Кремний и марганец вводятся при выплавке для раскисления стали. Они связывают атомы кислорода и образуют лёгкие оксиды, всплывающие на поверхность расплава в виде шлака;
  • Никель способствует росту прочности и вязкости стали, снижает склонность к хрупкому разрушению;
  • Сера и фосфор являются вредными примесями, попадающими в расплав из руды. Они повышают хрупкость металла и снижают сопротивление коррозии;
  • Хром в составе стали образует твёрдые карбидные частицы, в результате чего улучшаются её прочностные свойства, но ухудшается пластичность;
  • Медь попадает в сплав из руды и стального лома. Она не образует химических соединений и твёрдых растворов с железом, поэтому присутствие более 1 % этого элемента нежелательно.

Все легирующие добавки повышают прокаливаемость стали, то есть максимальную глубину проникновения упрочнённой зоны при закалке.

Состав и структура стали марки 40х

Химический состав можно узнать путем расшифровки маркировки, но там могут указываться не все компоненты. Точный состав:

  1. Углерод. Содержание — 0,36%–0,44%. Из-за определенных сложностей, связанных с производством металла, производители не могут получить более точный процент содержания углерода.
  2. Основной легирующий компонент — хром. Содержание — от 0,8 до 1,1%.
  3. Другие легирующие компоненты, которые не указываются в маркировке, — марганец, кремний, никель. Общее процентное содержание — до 1%. Влияют на технические характеристики сплава.
  4. Побочные элементы, которые ухудшают эксплуатационные качества материала, — сера, фосфор.
  5. Медь. Содержание не более 0,035%. Не влияет на технические характеристики.

Если появляется другой элемент, который изменяет эксплуатационные качества стали, он занимает место в маркировке. Чтобы рафинировать структуру сплава разными легирующими добавками, на производстве применяются сильные раскислители. Шлак, который получается на выходе, обрабатывается углеродом, кремнием.


Медь (Фото: Instagram / an_drei8047)

Читайте так же:
Разборка ручных рычажных ножниц по металлу

Расшифровка стали 40Х

Марку 40Х, относят к конструкционным, легированным. В результате того, что в состав стали может входить от 0.36 и 0.44% углерода и от 0.8 и до 1.1% хрома, она становится трудно свариваемой. То есть, для получения качественного шва необходимо выполнить ряд дополнительных технологических операций. Перед тем как начать сварку, кромки деталей необходимо подогреть до 300 ºC. После того как шов получен, надо выполнить отжиг.

Полный состав 40Х:

С(углерод)Si(кремний)Mn(марганец)Ni(никель)S(сера)P(фосфор)Cr(хром)Cu(медь)
0,36-0,440,17-0,370,5-0,8до 0,3до 0,035до 0,0350,8-1,1до 0,3

Химический состав стали 40Х позволяет ее применять для производства деталей с высокими параметрами прочности. К этим деталям относят:

  • валы механизмов;
  • оси;
  • шпиндели;
  • зубчатые венцы и пр.

Аналоги

Кстати, при выборе прутка из стали 40Х в качестве основного материала, проектировщик должен помнить о том, что существует возможность применения отечественных аналогов, таких как — 45Х, 38ХА, 40ХН, 40ХС, 40ХФ, 40ХР. Среди сталей, производимых за рубежом, существуют следующие аналоги как:

  • G51400, H51350 — США;
  • 37Cr4, 41Cr4, 41CrS4 — Германия;
  • 35Cr, 38CrA, 40Cr, 40CrA — КНР.

Характеристики и свойства стали марки 40х

  1. Высокая прочность.
  2. Повышенная твердость — 271 Мпа.
  3. Сохранение структуры при больших нагрузках.
  4. Устойчивость к образованию ржавчины.
  5. Плотность — 7820 кг/м3.
  6. Предел текучести, модуль упругости высокие. Изменяются при повышении или понижении температуры. Средний предел текучести — 785 Мпа.
  7. Временное сопротивление — 980 Мпа.
  8. Минимальное относительное удлинение — 10%.
  9. Относительное сужение — 45%.

Сталь 40: химический состав и механические характеристики

К 97-процентной основе из железа (Fe) в данном сплаве добавляется 0,37-0,45% углерода. Основным улучшающим элементом здесь служит марганец – 0,5-0,8%. Остальные химические составляющие представлены в следующих пропорциях:

  • Si – 0,17-0,37%
  • Cu – не более 0,3%
  • Cr – не более 0,25%
  • Ni – не более 0,25%
  • As – не более 0,08%
  • P – не более 0,035%
  • S – не более 0,035%

При чётком соблюдении технологии выплавки твердость данного сплава может достигать HB 10-1=187МПа. Согласно ГОСТу, 40 марка является не склонной к отпускной хрупкости и не чувствительна к образованию флокенов. Прочие эксплуатационные и механические свойства стали 40 марки можно найти в таблицах:

Производство стали марки 40х

  1. Подготовка и плавка шихты. Нагревание жидкого металла в специальной ванне. На этом этапе происходит окисление железа, образуется его оксид. Одновременно с этим окисляются основные примеси — фосфор, марганец, кремний. Одна из главных задач этапа — удаление фосфора из состава. Для снижения его процентного содержания нужна небольшая температура ванны со шлаком, металлом. В ней должно содержаться определенное количество оксида железа.
  2. Кипение металлической ванны. Температура повышается постепенно. Если нагрев будет происходить быстро, начнется окисление углерода. На этом этапе снижается содержание серы в сплаве.
  3. Раскисление стали. Выполняется двумя способами. Первый — диффузионный. Осуществляется с помощью шлака. На его поверхность погружается измельченный алюминий, ферросилиций, ферромарганец. С помощью раскислителей оксид железа восстанавливается, его процентное содержание в сплаве уменьшается. Второй способ — осаждение. В жидкую сталь вводятся растворимые раскислители — алюминий, ферросилиций, ферромарганец. Железо восстанавливается, образуются сторонние оксиды, которые уходят в шлак.

Последний этап производства — легирование стали. В расплавленный металл вводятся определенные компоненты, которые нужны для изменения его технических характеристик.

Стальной медальон для кошки (Фото: Instagram / gravceh)

Сталь 40х

Указанный вид стали относится к хромистым конструкционным улучшаемым легированным. Цифры в начале названия показывают процент содержания углерода, а буквы – легирующие элементы. Буква «х» в свою очередь обозначает применение хрома в производстве стали 40х.

Из нее чаще изготавливают средненагруженные детали небольшого размера, причем, чем выше содержание углерода в данной линейке стали, тем выше прочность и ниже пластичность и вязкость. Кроме этого, стали из хрома характеризуются довольно низкой прокаливаемостью

  1. Конструкционная сталь — это углеродистая или легированная сталь, которая обладает химическими, физическими, механическими свойствами. Сталь данного качества используется в изготовлении механизмов, различных деталей, машиностроительных конструкций и в строительстве. Процесс легирования происходит с помощью следующих химических элементов: титан, марганец, ванадий, молибден, хром, никель, медь, кремний, азот, ниобий, селен, кобальт, вольфрам, бериллий, бор, алюминий.
  2. Инструментальная сталь — это легированная или углеродистая сталь, из которой изготавливаются измерительные и режущие инструменты, штампы горячего и холодного деформирования, а также детали машин. Острота кромки режущих инструментов объясняются именно наличием в стали молибдена. Процесс легирования инструментальной стали происходит с помощью следующих химических элементов: титан, бериллий, молибден, алюминий, вольфрам, ванадий, медь, хром, марганец, кремний, никель, азот, ниобий, селен, кобальт, молибден, бор.
Читайте так же:
Чем чистить бронзу в домашних условиях

Где применяют сталь марки 40х?

Свойства материала определяют сферы его применения. Она используется для изготовления:

  1. Труб. Применяются при сборке трубопроводов для транспортировки разных жидкостей, обустройстве систем отопления.
  2. Поковок. Нужны для изготовления других металлических изделий.
  3. Листов. Применяются для горячей, холодной штамповки. Другие области применения — сборка металлоконструкций, обшивка каркасов.
  4. Металлопроката. Нужен для сборки промышленного оборудования, машин, судов, разных деталей.

Поскольку материал имеет ряд недостатков, для их устранения применяется термическая обработка. После ее проведения сплав используется при изготовлении деталей повышенной прочности — плунжеров, кулачковых и коленчатых валов, колец для промышленного оборудования, губчатых венцов, реек, полуосей, болтов, втулок, подвижных вало

Описание механических обозначений

НазваниеОписание
СечениеСечение
sТ|s0,2Предел текучести или предел пропорциональности с допуском на остаточную деформацию — 0,2%
σBПредел кратковременной прочности
d5Относительное удлинение после разрыва
d4Относительное удлинение после разрыва
d10Относительное удлинение после разрыва
d10Относительное удлинение после разрыва
yОтносительное сужение
кДж/м2Ударная вязкость
HRBТвёрдость по Роквеллу (индентор стальной, сферический)

Достоинства и недостатки стали марки 40х

  1. Высокая прочность, твердость.
  2. Устойчивость к образованию ржавчины.
  3. Высокий предел текучести.
  4. Устойчивость к механическим воздействиям.
  1. Возможность образования флокенов. Этот недостаток свойственен многим видам сталей.
  2. Высокая отпускная хрупкость. После выполнения процесса закалки структура становится уязвимой к механическим нагрузкам.
  3. Плохая свариваемость. Из-за этого возникает сложности в изготовлении металлоконструкций из данного сплава.
  4. Высокий риск образования трещин, пустот внутри структуры при изготовлении отливок из стали.

Чтобы сделать сплав более восприимчивым к разным видам обработки, промышленными предприятиями проводится вакуумизация. Она позволяет снизить количество вредных компонентов состава. Готовые детали подходят для применения при низких температурах, на открытом воздухе.

Стальные листы (Фото: Instagram / polezhaeva999)

Характеристики стали 40

Эксплуатационные и технические характеристики изделий из стали 40 регламентируются нормами ГОСТ 1050-88. В состав данного сплава входит 7 элементов.

Процентное соотношение всех компонентов вещества представлено в таблице ниже.

CrMnNiMoCFePS
до 0,25,5 — 0,8до 0,250,25 – 0,4до 0,1296-97до 0,035до 0,035

Нелегированная специальная сталь 40 применяется для изготовления закрепляющих деталей, к которым предъявляются требования высокой поверхностной твердости и повышенной износостойкости при малой деформации.Температура ковки, °С: начала 1250, конца 800.

Способы обработки стали марки 40х

Материал плохо сваривается. Для устранения этого недостатка применяется термическая обработка. С ее помощью можно получить более универсальный сплав, улучшить его технические характеристики. Термическая обработка проводится в несколько этапов:

  1. Закалка. Проводится в масляной среде. Нужная для улучшения качества поверхностей структуры.
  2. Охлаждение детали. Осуществляется с помощью масла или на воздухе. Лучше использовать масло, поскольку оно повышает качество обработанной заготовки. Если применять воду, могут появиться дефекты.
  3. Отпуск. С его помощью устраняется внутреннее напряжение металла. Проводится на воздухе или с помощью масла.

Если термическая обработка была проведена правильно, твердость повышается до 217 НВ. При этом снижается внутреннее напряжение. Закалку проводят при температуре 860 °C, отпуск — при 200 °C. Если температурный режим не был нарушен, срок эксплуатации сплава увеличивается.

Поле проведения термической обработки улучшается свариваемость металла, для получения качественного шва до применения сварки места соединения нужно разогреть.

Сталь 40х имеет высокую себестоимость из-за сложностей производства, дополнительной термической обработки. Легированный металл чаще применяется для производства деталей, которые длительное время подвергаются большой нагрузке.

Читайте так же:
Пке 722 2у2 схема подключения

Сталь ст 3

Сталь 3 (ст3) входит в список конструкционных углеродистых стали. Продукция выпускается различных видов в форме сортового и листового проката. Свойства этого вида стали являются условием для включения их к группе А, вот почему в ее наименовании отсутствуют дополнительные обозначения – ст3. Сталь данного типа производится методом сварки и давления, без горячей или другой дополнительной обработки. При этом используется углеродистая сталь 3.

Представим расшифровку стали 3: «ст» обозначает «сталь», а цифра – номер марки. Процент содержания углерода в данном виде стали указан в номере, и необходимо знать – чем выше номер, тем выше содержание углерода. После номера марки иногда указывается степень раскисления продукта, по параметрам которого сталь подразделяют на кипящие (кп), спокойные (сп) и полуспокойные (пс). Благодаря хорошей свариваемости и простоте данная марка применяется в различных металлических конструкциях и в строительстве.

Сравнение труб из стали 30хгса и 40х

Сравнение труб из стали 30хгса и 40х

Области использования стальных труб зависят как от способа производства, так и от состава сплавов.

Характеристика стали 30хгса

Конструкционная высококачественная среднелегированная сталь выпускается со следующим составом в процентах:

  • С составляет 0.28 ‒ 0.34;
  • Si 0.9 ‒ 1.2;
  • Mn и Cr 0.8 ‒ 1.1;
  • S и P менее 0.025.

При этом легирующие добавки влияют на свойства сплава следующим образом:

  • углерод увеличивает твёрдость и прочность, ухудшая пластичность;
  • кремний повышает устойчивость к повышению температуры;
  • хром отвечает за коррозионную стойкость, жаропрочность, износостойкость;
  • марганец положительно влияет на свариваемость, качество поверхности, уменьшает растрескивание в процессе термообработки.

Сталь представляется как улучшенная, так как прошла закаливание с отпуском. Эта операция способствует повышению упругости в три раза. Физические и технологические свойства выглядят так:

  • плотность 7850 кг/м3;
  • плавится металл при 1500оС, выдерживает нагрузки до 980МПа;
  • невысокая степень противостояния коррозии;
  • пластичность на растягивание до 11%, что позволяет справляться с динамическими нагрузками;
  • твёрдость 50 ед. по шкале Роквелла подходит основной массе деталей;
  • эксплуатация до 400оС без изменения основных характеристик.

«Хромансиль», первоначально созданный для авиастроения, постепенно перекочевал и в другие отрасли, в том числе производство труб различного назначения.

Свойства стали 40х

Конструкционный легированный сплав содержит, помимо железа, следующие элементы в процентном вхождении:

  • углерод 0.36 ‒ 0.44;
  • кремний 0.17 ‒ 0.37;
  • хром 0.8 ‒ 1.1;
  • марганец 0.5 ‒ 0.8;
  • никель, медь менее 0.3;
  • фосфор, сера менее 0.035.

Марка ст 40Х отличается:

  • повышенной прочностью;
  • подходит для ковки, холодной, горячей штамповки;
  • плохой свариваемостью, поэтому перед проведением операции поверхность нагревают, после шов термически обрабатывают;
  • флокеночувствительностью;
  • высокой степенью твёрдости (217МПа);
  • плотностью 7820 кг/м3;
  • устойчивостью к низким температурам и их перепадам;
  • средне выраженной коррозионной стойкостью;
  • склонностью к отпускной хрупкости.

Разница в применении труб 30хгса и 40х

Оба сплава имеют схожий элементный состав. В обоих углерод придаёт изделиям повышенную прочность, а хром повышает сопротивление к износу и действию коррозионных процессов. Разница состоит в количестве легирующих добавок, что влияет на появление некоторых различий в условиях эксплуатации.

Применяют трубы из сплавов 30ХГСА и 40Х для изготовления:

  • нефтяного оснащения;
  • узлов подъёмных механизмов;
  • станков;
  • деталей тяжёлых агрегатов, судов;
  • геофизического оборудования.

Металлоизделия из ст 30ХГСА, 40Х выпускают горячедеформированным способом по ГОСТ 8732-78 и холодной прокаткой по ГОСТ 8734-75. В основном это бесшовные изделия. При схожем применении отмечают следующие различия:

  • трудносвариваемая труба 40Х показывает хорошее сопротивление трению и не предназначена для ударных воздействий; сочетает свойства конструкционных и теплоустойчивых сталей, ограниченно сваривается.

Области применения труб 30ХГСА:

  • машиностроение и авиастроение для элементов, подвергающихся регулярным нагрузкам;
  • нефтегазодобыча для транспортировки рабочих сред на большие расстояния;
  • в коммунальной сфере для систем водоснабжения и водоотведения благодаря способности материала выдерживать высокие температуры;
  • в металлургии, оборонной промышленности для конструкций повышенной прочности.

Бесшовная труба 40Х задействуется в энергетической, нефтяной, газовой индустрии и других областях, где присутствует высокое внутреннее давление.

Производство, применение и характеристики стали 40х13

Одним из наиболее востребованных материалов в сфере человеческой деятельности является сталь. Сплав железа и углерода обладает уникальными техническими характеристиками, благодаря которым и обеспечивается универсальность этого материала. И в числе лучших находятся технические характеристики стали 40х13, из-за чего она используется в довольно большом количестве производственных процессов.

Читайте так же:
Что такое кокиль в кулинарии

Маркировка стали

Для того, чтобы понять характеристики, присущее представленному материалу, необходимо разобраться, что означает ее маркировка. В мире существует большое количество сталей, все отличаются своими свойствами. Причем каждый день может выпускаться новая марка материала. Поэтому следует разобраться с аббревиатурой продукта.

характеристики стали 40х13

Сталь 40х13 является легированной, то есть в ее составе, помимо углерода и железа, находятся другие активные элементы. В данном случае содержится хром: об этом говорит буква Х в маркировке. Его процентное содержание 1,3 процента. Но технические характеристики стали 40х13 зависят главным образом от количества углерода, содержащегося в ней. В данном случае в материале имеется 0,40 процентов элемента с порядковым номером 6.

Производство легированной стали

Технология производства легированной стали включает в себя несколько этапов, которые в основном выполняются в электродуговых печах:

  1. Очищение железной руды.
  2. Выплавка стали.
  3. Внедрение дополнительных добавок.

В первую очередь железную руду очищают: избавляют от чужеродных компонентов главным образом серы, фосфора. Этот процесс осуществляется в открытых плавильных печах с применением технологии внепечной обработки. Процесс рафинирования – удаление из состава мышьяка и примеси цветных металлов. Он осуществляется посредством вакуумной плавки.

 сталь 40х13 гост

Следующий этап изготовления легированной марки стали состоит непосредственно в выплавке стального изделия. Для этого сырье в электродуговой печи разогревают до температуры от 400 до 600 градусов. Во время плавления железо превращается в чугун, который обладает неустойчивой кристаллической решеткой. Посредством ее стабилизации и получают сталь.

Для этого в камеру подается кислород, который, сгорая, выбрасывает в атмосферу печи углерод. Он, перемешиваясь с железом, преобразует чугун в сталь. После этого в сырье добавляют разнородные добавки (в нашем случае хром). В результате кристаллическая решетка металлопродукции уплотняется еще сильнее, и получается легированный продукт.

Технические характеристики

Следующий за выплавкой легированной марки стали следует процесс закалки и отпуска образца. Закаливание образца осуществляется при температуре 1100 градусов. После этого важно соблюсти постепенный отпуск, иначе образец покроется трещинами. Чтобы этого не допустить, это мероприятие проводится при температуре 600 градусов.

марки стали

Благодаря такому процессу изготовления конечный продукт обладает такими техническими характеристиками:

  1. Временное сопротивление разрыву – 1140 МПа.
  2. Условный предел текучести при остаточной деформации – 910 МПа.
  3. Относительное удлинение – 12,5 процента на пятикратную длину образца.
  4. Ударная вязкость – 12 Дж/.

Данные характеристики позволяются использоваться материал в различных сферах человеческой деятельности.

Применение

В промышленности нашлось широкое применение стали 40х13. Главным образом она используется в среде с повышенной влажности. Содержащийся в ней хром усиливает антикоррозийные свойства, полученные от обычной закалки.

применение стали 40х13

Представленная марка обладает хорошими показателями пластичности: при температуре более 1000 градусов легко поддается деформациям. Данный материал активно применяется при производстве режущего и измерительного инструмента, предметов домашнего обихода.

Характеристики стали 40х13 позволили использовать ее при производстве деталей машин, главным образом подшипников и частей компрессоров. Главное условие использования готовых элементов – температура рабочей среды не должна превышать 400 градусов. В строительстве материал практически не используется, ибо не сваривается.

Антикоррозийные показатели и их влияние на применение стали

Сталь 40х13 ГОСТ обладает отличительными показателями коррозийной стойкости. Она достигается за счет закалки изделия с температуры, при которой обеспечивается полное растворение карбидов. Но, если после термической обработки повысить температуру отпуска, произойдет снижение показателей устойчивости к коррозии из-за улетучивания хрома из материала. Снижение параметров случается при температуре отпускания выше 600 градусов.

Вследствие этого, дабы получить более выгодные технические характеристики стали 40х13, ее необходимо отпускать при температурах от 200 до 300 градусов, чтобы получить высокие показатели твердости и устойчивости к коррозии, либо при температуре 600-650 единиц по Цельсию – для преобразования продукта в сталь конструкционного назначения.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector