Поковка диска с отверстием из стали ст.40ХН

Марка 40ХН: характеристики и применение

Сталь 40ХН относится к конструкционным легированным хромоникелевым сталям: к среднеуглеродистой основе (C 0,36-0,44 %) добавлены никель (1,0-1,4 %) и хром (0,45-0,75 %). Именно никель в сочетании с хромом обеспечивает этой марке глубокую прокаливаемость и высокую ударную вязкость даже в крупных сечениях: для поковки диска с отверстием это означает, что улучшенные свойства достигаются не только на поверхности, но и в теле заготовки. В отличие от простой углеродистой стали 40, легирование позволяет получать более стабильный комплекс прочности и вязкости после термообработки.

Марка предназначена для ответственных нагруженных деталей, работающих при вибрационных и динамических нагрузках. На основании данных описания это оси и валы, шатуны, зубчатые детали, муфты, шпиндели и штоки и цилиндры, а также валки рельсобалочных и крупносортных станов горячей прокатки. Дисковая поковка с отверстием из 40ХН логично применяется как заготовка под зубчатые колёса, фланцы, ступицы и кольца таких узлов, где требуются одновременно повышенная прочность и сопротивление ударным нагрузкам. По прокаливаемости и назначению близкими заменителями указаны 45ХН, 50ХН, 38ХГН, 40Х и 40ХНМ.

По механическим свойствам приведённые в описании значения относятся к улучшенному состоянию (закалка и отпуск, пруток Ø25 по ГОСТ 4543-71): временное сопротивление около 980 МПа, предел текучести около 785 МПа, относительное удлинение δ5 порядка 11 %, сужение ψ до 45 % и ударная вязкость KCU около 690 кДж/м². В отожжённом состоянии твёрдость составляет порядка HB 207, у горячекатаного прутка по ГОСТ 10702-78: около HB 179, что облегчает механическую обработку до финишной термообработки. На практике диск из 40ХН выгодно точить и растачивать в отожжённом или нормализованном состоянии, а закалку с отпуском назначать после черновых операций; обязателен равномерный прогрев под ковку и контролируемое охлаждение, поскольку хромоникелевая сталь склонна к закаливаемости и при резком охлаждении массивной поковки возможны внутренние напряжения и трещины.