Сталь 40ХН: что нужно знать

Среди всех видов металлических сплавов особенного внимания заслуживает качественная конструкционная сталь 40ХН хромоникелевая с содержанием углерода 0,4%. Материал предназначен для производства строительных и машиностроительных изделий, считается легированным. Наличие никеля в составе повышает стойкость к появлению ржавчины. Еще в XIX веке химик Пруст обратил внимание, что железные метеориты слабо подвержены коррозии по причине содержания в них никеля. Через 20 лет первый железоникелевый сплав был создан Фарадеем. Добавление хрома в сталь 40ХН обеспечивает ей не только дополнительную стойкость к ржавлению, но и улучшает механические свойства, повышает прочность и твердость.

Главной сферой применения хромоникелевой стали 40ХН является производство деталей, предназначенных для эксплуатации в негативных условиях мощных вибраций и динамических нагрузок. К примерам такой продукции можно отнести нефтепроводные муфты и ниппели, валы и оси, различные шатуны, шпиндели и зубчатые колеса шестерней, штоки гидравлических цилиндров, болты, валики прокатных станов. Допустимая толщина сплошных изделий из стали 40ХН составляет 120 мм. К аналогам этого металла можно отнести такие сплавы, предназначенные для аналогичных целей, как 40ХНМ и 40Х, 45ХН и 50ХН, 35ХГФ и 30ХГВТ, 38ХГН.

Компонентный состав стали 40ХН в процентах:

• около 0,4-0,43 углерода;

• от 0,46 до 0,74 хрома;

• не менее 1 и не более 1,4 никеля;

• примерно 0,5-0,8 марганца;

• до 0,3 меди.

Легированная сталь 40ХН довольно затруднительно сваривается – зона около шва непроизвольно закаливается, из-за чего внутри нее могут образовываться участки хрупкости, поэтому сварочный процесс требует применения нестандартной технологии. В случае неизбежной необходимости осуществления сварочных работ выполняется предварительный подогрев детали с дальнейшим отжигом или отпуском после завершения процедуры. Допускается термическая обработка продукции с помощью закалки и отпуска, в результате которой двукратно повышается предел выносливости к образованию трещин, и шестикратно – предел прочности к разрушению.

Закаливают сталь 40ХН в промышленных условиях с погружением в масло. Детали крупных габаритов в редких и исключительных случаях (при отсутствии альтернатив) могут быть закалены в воде, но при этом требуется произвести немедленный низкий отпуск или перенести продукцию в масло. Популярным способом закалки круга 40ХН является нагрев высокочастотным током с дальнейшим отпуском – такой подход используется, когда необходимо получить высокую поверхностную твердость материала по шкале Роквелла: значение достигает 52-56 единиц.