Конструкционная сталь 40ХН2МА

Легированные металлы обладают выдающимися эксплуатационными характеристиками, что делает их незаменимыми почти в любых сферах применения. Конструкционная сталь 40ХН2МА, относящаяся к низкоуглеродистым сплавам с обычной прочностью, используется для создания строительных объектов, полностью соответствующих стандартам и нормам.

 

Преимущества

К ключевым достоинствам материала можно отнести:

• мартенситное состояние;
• закалка в воздухе;
• отсутствие хрупкости;
• высокая стойкость к динамическим нагрузкам;
• выносливость при низких температурах;
• сохранение эксплуатационных свойств при температурах до +300-400°C.

Недостатки

Недостатками данного материала являются:

• относительно высокая стоимость по сравнению с другими сталями;
• низкая технологичность при резке;
• склонность к образованию флокенов.

Расшифровка названия стали

Расшифровка обозначения стали 40ХН2МА подразумевает следующую информацию:

• 40 – содержание углерода 0,4%;
• Х – содержание хрома менее 1%;
• Н2 – содержание никеля 2%;
• М – содержание молибдена до 1%;
• А – указывает на высокое качество стали (минимальное содержание серы и фосфора).

Химический состав

Сплав 40ХН2МА содержит:

• 98% Fe;
• 2% Ni;
• 0,9% Cr;
• 0,8% Mn;
• 0,4% C;
• 0,37% Si;
• 0,3% Cu;
• 0,25% Mo;
• 0,025% S;
• 0,025% P.

Физические характеристики

К основным физическим свойствам металла относятся:

• удельное электрическое сопротивление;
• модуль Юнга;
• плотность (7850 кг/м³);
• теплоёмкость;
• коэффициент теплопроводности и температурного расширения.

При проведении испытаний результаты могут варьироваться в зависимости от температуры, что помогает установить оптимальные условия эксплуатации конструкции.

Применение

Сталь 40ХН2МА не подвержена хрупкому разрушению после отпуска благодаря наличию молибдена, что позволяет использовать её в конструкциях, подверженных высоким нагрузкам.

Наиболее распространенными изделиями из данного материала являются:

• валки для холодной прокатки;
• диски и детали с высокой нагрузкой;
• кронштейны;
• кулачковые муфты;
• метизы;
• цельнокатаные кольца;
• арматура для трубопроводов;
• компоненты для авиастроительной отрасли, работающие при температурах до +500°C.

Технические характеристики

Твердость	270 МПа
Площадка текучести	930 МПа
Плотность	7850 кг/м3
Удлинение при растяжении	12%
Предел временной прочности	1080 МПа

Цена

Цена на сталь составляет минимум 50 руб./кг. Окончательная стоимость зависит от условий поставки, формы и объема продукции.

Сортамент продукции

Продукция из сплава 40ХН2МА включает:

• шестерни;
• крепежные болты;
• шатунные валы и их крышки;
• клапаны;
• коленчатые валы.

Свариваемость стали

Для определения свариваемости стали 40ХН2МА рассчитывается эквивалент углерода:

Cэ = C + G/6 + X/5 + (Н + Д)/15

где символы обозначают содержание углерода, марганца, хрома, никеля и меди в процентном соотношении. Полученное значение ниже 0,76% указывает на недостаточную свариваемость данного металла.

Коррозионная стойкость

Легирующие компоненты обеспечивают коррозионную стойкость сплава, что приводит к его умеренной устойчивости к окислению. Это гарантирует сохранение целостности продукции при хранении и в условиях с недостаточной влагой. Однако для эксплуатации в условиях высокой влажности требуется нанесение защитного покрытия.

Пластичность

Пластические свойства стали определяются ее удлинением при разрыве и площадкой текучести. Обработка тонких листов может проводиться путем штамповки и гибки, тогда как для толстых требуется предварительный нагрев для избежания трещин из-за различных деформаций внутрь и снаружи листа. При повышении температуры площадка текучести увеличивается, что также требует предварительного нагрева для уменьшения размера радиуса сгиба.

Термообработка

Оптимальной термообработкой для стали 40ХН2МА является закалка при 850°C с последующим отпуском в масляной ванне при 620°C. Процесс закалки обеспечивает переход в аустенитную структуру, а охлаждение формирует мартенсит. Чтобы избежать образования трещин, после закалки производится отпуск.

Отпуск

Отпуск стали 40ХН2МА проходит в три этапа:

1. Выделение части углерода в виде метастабильного карбида без повышения температуры.
2. Распад мартенситной структуры и начало перехода карбидов в цементит.
3. Завершение распада мартенсита и карбидной трансформации с формированием ферритно-цементитной структуры.

Стабилизация свойств металла происходит в среднем за 1-2 часа при невысоком сечении изделий.

Аналоги стали 40ХН2МА

Аналогами стали 40ХН2МА являются:

• Чешский сплав 16341;
• Европейские 1.6511, 1.6582;
• Японские SNCM439, SNCM447;
• Американские 4340, 9840.

Также рекомендуем обратить внимание на:

• 09Г2С;
• 60С2А;
• СТ3ПС;
• 10Х17Н13М2Т;
• 12Х18Н10Т.