Марка стали 40ХН
Сталь 40ХН конструкционная, легированная, хромоникелевая является одной из популярнейших марок низколегированных сталей, применяемых для производства механизмов. Сталь 40ХН применяется в изготовлении нагруженных подвижных деталей. Ее характеристики позволяют создавать элементы, с успехом выдерживающие постоянные нагрузки в движении – вибрации, скольжение, трение. Сталь не является нержавеющей, но обладает повышенной устойчивостью к влажности благодаря хрому и никелю в составе. Производство сплава не отличается сложностью, в составе отсутствуют дорогостоящие легирующие добавки, что позволяет производить сталь 40ХН без особых затрат. Марка 40ХН редко используется в сварных конструкциях из-за технологической сложности сварки, требующей многошаговых процедур обработки с соблюдением стандартов.
Расшифровка марки 40ХН:
Маркировка стали 40ХН указывает на химический состав и процентные доли содержания основных элементов в сплаве. Основными элементами стали 40ХН, помимо железа, являются углерод, хром и никель. В составе сплава можно обнаружить и другие химические элементы, например, медь, марганец, фосфор, серу. Эти элементы присутствуют в сплаве в незначительных количествах, поэтому не отображаются в маркировке
Расшифровка
Согласно ГОСТ 4543-2016 наименование марок стали состоит из цифр и буквенного обозначения химических элементов:
- Цифра 40 перед буквенным обозначением указывает среднюю массовую долю углерода (С) в стали в сотых долях процента, т.е. среднее содержание углерода в стали 0,40%.
- Буква Х указывает, что сталь легирована хромом, отсутствие цифры после буквы указывает, что содержание хрома в стали до 1,5%.
- Буква Н указывает, что сталь легирована никелем, отсутствие цифры после буквы указывает, что содержание никеля в стали до 1,5%.
Вид поставки
- Сортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 4543-71, ГОСТ 2590-88, ГОСТ 2591-88, ГОСТ 2879-88, ГОСТ 10702-78.
- Калиброванный пруток ГОСТ 4543-71, ГОСТ 7417-75, ГОСТ 8560-78, ГОСТ 10702-78.
- Шлифованный пруток и серебрянка ГОСТ 4543-71, ГОСТ 14955 — 77.
- Лист толстый ТУ 14-1-1930-77.
- Полоса ГОСТ 103-76.
- Поковка и кованая заготовка ГОСТ 4543-71, ГОСТ 1133-71, ГОСТ 8479-70.
- Валки ОСТ 24.013.21-85
- Труба ОСТ 14-21-77.

Заменитель
- Сталь 45ХН,
- Сталь 50ХН,
- Сталь 38ХГН,
- Сталь 40Х,
- Сталь 35ХГФ,
- Сталь 40ХНР,
- Сталь 40ХНМ,
- Сталь 30ХГВТ.
Аналоги
Европа (EN) | 1.5711 |
Германия (DIN, EN) | 40NiCr6 |
США | 3140 |
Использование в промышленности:
Сталь 40ХН является хромо-никелевой конструкционной легированной сталью, относится к группе улучшаемой стали и к сталям повышенной прокаливаемости, т.е. прокаливающейся в деталях диаметром 50-75 мм.
Сталь данной марки относится к лучшим образцам конструкционной стали. Комбинация никеля с хромом позволяет применять сталь 40ХН для изготовления деталей ответственного назначения, например:
- оси,
- валы,
- шатуны,
- зубчатые колеса,
- валы экскаваторов,
- муфты,
- валы-шестерни,
- шпиндели,
- болты,
- рычаги,
- штоки,
- цилиндры и другие ответственные нагруженные детали, подвергающиеся вибрационным и динамическим нагрузкам, к которым предъявляются требования повышенной прочности и вязкости.
- Валки рельсобалочных и крупносортных станов для горячей прокатки металла.
Так как никель целиком растворяется в твердом растворе, он способствует более значительному увеличению твердости и прочности феррита, чем хром. Особенно важно, что упрочнение здесь сопровождается также увеличением пластичности. При одновременном присутствии в стали никеля и хрома достигается хорошее сочетание механических свойств (прочности и вязкости), а также большая прокаливаемость.
Сталь 40ХН широко применяется в нефтяном машиностроении для изготовления наиболее ответственных деталей, например:
- особо нагруженных подъемных, трансмиссионных и промежуточных валов,
- зубчатых соединительных муфт,
- звездочек ценных передач буровых установок,
- пластин и роликов втулочно-роликовых цепей,
- осей талевых блоков,
- стволов вертлюг,
- защелок и осей элеваторов.
При применении стали хромо-никелевой стали необходимо иметь в виду, что она обладает склонностью к отпускной хрупкости особенно в интервале температур 450-550°C. Поэтому детали из этой стали следует после высокого отпуска охлаждать быстро (в воде или в масле). При в ведении в сталь 40ХН небольшого количества молибдена склонность к отпускной хрупкости понижается.
Характеристики стали 40ХН:
Рекомендации по применению стали 40ХН для деталей арматуры и пневмоприводов, не работающих под давлением и не подлежащих сварке, предназначенных для эксплуатации в условиях низких температур (ГОСТ 33260-2015)
Марка | Закалка + отпуск при | Примерный | Температура | Использование в |
40ХН | 500 | 1000(100) | -80 | 50 |
Температура критических точек, °С
Ac1 | Ас3 | Аr3 | Аr1 | Mн |
735 | 768 | 700 | 660 | 305 |
Химический состав, % (ГОСТ 4543-71)
C | Si | Mn | Сr | Ni | P | S | Cu |
не более | |||||||
0,36-0,44 | 0,17-0,37 | 0,50-0,80 | 0,45-0,75 | 1,00-1,40 | 0,035 | 0,035 | 0,30 |
Химический состав, % (ГОСТ 4543-2016)
Массовая доля элементов, % | |||||||||
C | Si | Mn | Cr | Ni | Mo | Al | Ti | V | В |
0,36-0,44 | 0,17-0,37 | 0,50-0,80 | 0,45-0,75 | 1,00-1,40 | — | — | — | — | — |
ПРИМЕЧАНИЕ: Знак «-» означает, что массовую долю данного элемента не нормируют и не контролируют, если иное не указано в 7.1.2.3 (ГОСТ 4543-2016).
Рекомендуемые температуры закалки отожженной стали 40ХН при нагреве ТВЧ [1]
Марка | Температура нагрева в °C при скорости нагрева выше Ac1 град/сек | ||
30-60 | 100-200 | 400-500 | |
Продолжительность нагрева выше Ac1 сек | |||
2-4 | 1,0-1,5 | 0,5-0,8 | |
40ХН | 900-940°C | 920-960°C | 960-1020°C |
Режим умягчающей обработки стали 40ХН [1]
Марка | Операция | Температура | Условия охлаждения* |
40ХН | Отжиг | 800-820 | 30-40° С/ч |
Ориентировочные режимы термической обработки стали 40ХН [1]
Марка | Температура | Охлаждающая | Температура | Механические свойства | |||
Твердость | Предел | δ в % | |||||
HB | HRC | ||||||
40ХН | 800-840 | Масло | 180-200 | — | 45-50 | 150 | 8 |
550-600 | 255-286 | — | 85-95 | 14-16 |
ПРИМЕЧАНИЕ. Охлаждение с указанной скоростью до 500°C, а затем на воздухе.
Ориентировочные режимы предварительной термической обработки стали 40ХН [2]
Марка | Операция | Температура, | Способ | Твердость |
40ХН | Нормализация | 840-860 | На воздухе | 207-255 |
Отжиг | 800-830 | Медленное | 187-241 |
Механические свойства
Источник | Состояние | Сечение, | КП | Предел | Предел | Относительное | Относительное | KCU, | Твердость |
не менее | |||||||||
ГОСТ | Пруток. | 25 | — | 785 | 980 | 11 | 45 | 69 | — |
ГОСТ | Поковка. | 100-300 | 315 | 315 | 570 | 14 | 35 | 34 | 167-207 |
300-500 | 12 | 30 | 29 | 167-207 | |||||
500-800 | 11 | 30 | 29 | 167-207 | |||||
Поковка. | 300-500 | 345 | 345 | 590 | 14 | 38 | 49 | 174-217 | |
До 100 | 395 | 395 | 615 | 17 | 45 | 59 | 187-229 | ||
100-300 | 15 | 40 | 54 | ||||||
300-500 | 13 | 35 | 49 | ||||||
500-800 | 11 | 30 | 39 | ||||||
До 100 | 440 | 440 | 635 | 16 | 45 | 59 | 197-235 | ||
100-300 | 14 | 40 | 54 | ||||||
300-500 | 13 | 35 | 49 | ||||||
500-800 | 11 | 30 | 39 | ||||||
До 100 | 490 | 490 | 655 | 16 | 45 | 59 | 212-248 | ||
100-300 | 13 | 40 | 54 | ||||||
До 100 | 540 | 540 | 685 | 15 | 45 | 59 | 223-262 | ||
100-300 | 13 | 40 | 49 | ||||||
До 100 | 590 | 590 | 735 | 14 | 45 | 59 | 235-277 | ||
100-300 | 13 | 40 | 49 |
Механические свойства проката в зависимости от сечения [2]
Сечение, мм | Предел | Предел | Относительное | Относительное | Твердость HB |
40 | 780 | 960 | 18 | 58 | 325 |
80 | 730 | 920 | 20 | 54 | 302 |
120 | 710 | 910 | — | 50 | 300 |
ПРИМЕЧАНИЕ. Нормализация при 870-925°С; закалка с 790°С в масле; отпуск при 540°С.
Механические свойства в зависимости от температуры отпуска
tотп, °С | Предел | Предел | Относительное | Относительное | KCU, Дж/см2 | Твердость HB |
400 | 1220 | 1370 | 10 | 41 | 32 | 387 |
600 | 1080 | 1160 | 14 | 51 | 46 | 302 |
600 | 760 | 910 | 20 | 60 | 83 | 241 |
ПРИМЕЧАНИЕ. Закалка с 820°С в масле.
Механические свойства при повышенных температурах
tисп, °С | Предел | Относительное | Относительное |
Нормализация при 850°С | |||
20 | 790 | 18 | 48 |
200 | 750 | — | 50 |
300 | 690 | 20 | — |
400 | 540 | 25 | 65 |
500 | 480 | 25 | 79 |
600 | 350 | 27 | 85 |
Образец диаметром 6мм, длиной 30 мм, кованый и нормализованный. | |||
700 | 225 | 36 | 92 |
800 | 130 | 57 | 96 |
900 | 91 | 71 | 100 |
1000 | 62 | 75 | 100 |
1100 | 45 | 76 | 100 |
1200 | 31 | — | 100 |
Предел выносливости
Характеристики прочности | σ-1, МПа | τ-1, МПа |
Предел | 490 | 294 |
Предел | 441 | 274 |
Предел | 392 | 235 |
Предел | 314-392(n=107) | — |
Ударная вязкость KCU
Состояние поставки | КСU, Дж/см2 при температуре, °С | |||
+20 | -20 | -40 | -60 | |
Поковка 200×30мм. Закалка+отпуск | 116 | 116 | 93 | 80 |
ПРИМЕЧАНИЕ. σ4252,6/10000=103 МПа, σ4256/10000=138 МПа, σ4256,1/100000=69 МПа; σ5353,2/10000=21 МПа.
Технологические свойства
Температура ковки, ° | Сначала 1250, конца 830. |
Свариваемость | Трудносвариваемая. Способ сварки — РДС, АДС под флюсом, ЭШС. Необходимы подогрев и последующая термообработка. |
Обрабатываемость резанием | Kv тв.спл. = 1,0 и Kv б.ст. = 0,9 в горячекатанном состоянии при НВ 166-170 и Предел |
Флокеночувствительность | Повышенно чувствительна. |
Склонность к отпускной хрупкости | Склонна |
Прокаливаемость
Полоса прокаливаемости для стали 40ХН после нормализации при 850°С и закалки с 820°С приведена на рисунке ниже.
Критический диаметр d после закалки в различных средах
Количество | Критическая | d, мм | |
в воде | в масле | ||
50 | 44-47 | 60-112 | 34-76 |
90 | 50-53 | 40-86 | 18-56 |
Плотность ρп кг/см3 при температуре испытаний, °С
Сталь | 20 | 100 | 200 | 300 | 400 |
40ХН | 7820 | 7800 | 7770 | 7740 | 7700 |
Коэффициент линейного расширения α*106, К-1
Марка | α*106, К-1 при температуре испытаний, °С | |||
20-100 | 20-200 | 20-300 | 20-400 | |
40ХН | 11,8 | 12,3 | 13,4 | 14,0 |
Коэффициент теплопроводности λ Вт/(м*К)
Марка | λ Вт/(м*К), при температуре испытаний, °С | |||||
20 | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | |
40ХН | — | 44 | 43 | 41 | 39 | 37 |
Модуль Юнга (нормальной упругости) Е, ГПа
Марка | При температуре | |
20°С | ||
40ХН | 200 |
наш сортамент:
Для заказа металлопроката интересующих Вас размеров, свяжитесь с нами любым удобным для Вас способом.
- Круг 40 мм, 40ХН, ГОСТ 2590
- Круг 45 мм, 40ХН, ГОСТ 2590
- Круг 50 мм, 40ХН, ГОСТ 2590, без т/о
- Круг 56 мм, 40ХН, ГОСТ 2590
- Круг 60 мм, 40ХН, ГОСТ 2590, без т/о
- Круг 70 мм, 40ХН, ГОСТ 2590, без т/о
- Круг 65 мм, 40ХН, ГОСТ 2590
- Круг 80 мм, 40ХН, ГОСТ 2590, без т/о
- Круг 90 мм, 40ХН, ГОСТ 2590, без т/о
- Круг 95 мм, 40ХН, ГОСТ 2590, без т/о
- Круг100 мм, 40ХН, ГОСТ 2590
- Круг110 мм, 40ХН, ГОСТ 2590
- Круг120 мм, 40ХН, ГОСТ 2590, без т/о
- Круг130 мм, 40ХН, ГОСТ 2590
- Круг140 мм, 40ХН, ГОСТ 2590
- Круг150 мм, 40ХН, ГОСТ 2590, без т/о
- Круг160 мм, 40ХН, ГОСТ 2590, без т/о
- Круг170 мм, 40ХН, ГОСТ 2590
- Круг180 мм, 40ХН, ГОСТ 2590, без т/о
- Круг190 мм, 40ХН, ГОСТ 2590
- Круг200 мм, 40ХН, ГОСТ 2590, без т/о
- Круг210 мм, 40ХН, ГОСТ 2590, без т/о
- Круг220 мм, 40ХН, ГОСТ 2590, т/о
- Круг240 мм, 40ХН, ГОСТ 2590
- Круг250 мм, 40ХН, ГОСТ 2590, т/о
- Круг270 мм, 40ХН, ГОСТ 2590
- Круг280 мм, 40ХН, ТУ 14-1-2118, т/о
- Круг300 мм, 40ХН, ГОСТ 2590, без т/о
- Круг320 мм, 40ХН, ТУ 14-1-2118, без т/о
- Круг350 мм, 40ХН, ТУ 14-1-2118, без т/о