Сталь 40х13: характеристики и область применения

Содержание:

ГОСТы на прокат стали 40х13
Область применения
Механические свойства стали 40Х13 при повышенных температурах
Существующие аналоги
Использование
Отличительные свойства
- Применение стали AISI 420
Купите нержавеющую сталь 40Х13 выгодно.
Механические свойства стали 40ХНМА

ГОСТы на прокат стали 40х13

ГОСТ 19903-2015
ГОСТ 1133-71 «Кованая круглая и квадратная. Сортамент»;
ГОСТ 18143-72 «Проволока из высоколегированной коррозионно-стойкой и жаростойкой стали. Технические условия.»;
ГОСТ 18907-73 «Прутки нагартованные, термически обработанные шлифованные из высоколегированной и коррозионно-стойкой стали. Технические условия.»;
ГОСТ 5582-75 «Прокат тонколистовой коррозионно-стойкий, жаростойкий и жаропрочный. Технические условия»;
ГОСТ 5632-72 «Высоколегированные и сплавы коррозионностойкие, жаростойкие и жаропрочные. Марки»;
ГОСТ 5949-75 «Сортовая и калиброванная коррозионностойкая, жаростойкая и жаропрочная.
ГОСТ 4405-75 «Полосы горячекатаные и кованые из инструментальной стали. Сортамент.»;
ГОСТ 14955-77 «Качественная круглая со специальной отделкой поверхности. Технические условия.»;
ГОСТ 2590-2006 «Прокат сортовой стальной горячекатаный круглый. Сортамент.»;
ГОСТ 2591-2006 «Прокат сортовой стальной горячекатаный квадратный. Сортамент.»;
ГОСТ 7417-75 «Калиброванная круглая. Сортамент.»;
ГОСТ 4405-75 «Полосы горячекатаные и кованые из инструментальной стали. Сортамент.»;
ГОСТ 8559-75 «Калиброванная квадратная. Сортамент.»;
ГОСТ 8560-78 «Прокат калиброванный шестигранный. Сортамент.»;
ГОСТ 1133-71 «Кованая круглая и квадратная. Сортамент.»;
ГОСТ 5632-72 «Стали высоколегированные и сплавы коррозионностойкие, жаростойкие и жаропрочные. Марки.»;
ГОСТ 103-2006 «Прокат сортовой стальной горячекатаный полосовой. Сортамент.»;
ГОСТ 5949-75 «Сортовая и калиброванная коррозионно-стойкая, жаростойкая и жаропрочная. Технические условия.»;
ГОСТ 2879-2006 «Прокат сортовой стальной горячекатаный шестигранный. Сортамент.»;
ТУ 14-11-245-88 «Профили стальные фасонные высокой точности. Технические условия.»;
ОСТ 3-1686-90 «Заготовки из конструкционной стали для машиностроения. Общие технические условия.»;

Резка

Исходные данные	Обрабатываемость резанием Ku
Состояние	HB, МПа	sB, МПа	твердый сплав	быстрорежущая сталь
закаленное отпущенное	340	≥735	0,6	0,4

Коррозионная стойкость

Вид коррозии	t	Длительность испытания	Среда	Балл или группа стойкости
0С	ч
Общая	720	H2SO4 (концентрированная)
H2SO4 (р-р 63,4%)
720	Аммиак (24%)

Для увеличения стойкости к коррозии рекомендуется закалку и отпуск проводить при t=250–3000С.

Сталь 40Х13 – химический состав

Массовая доля элементов не более, %:

Кремний	Марганец	Никель	Сера	Углерод	Фосфор	Хром
0,6	0,6	0,6	0,025	0,35–0,44	0,035	12–14

Марка 40Х13 – физические свойства

t	r	R 109	E 10-5	l	a 106	C
0С	кг/м3	Ом·м	МПа	Вт/(м·град)	1/Град	Дж/ (кг·град)
7650	590	2.18	461
100	7630	650	2.14	10.8	482
200	7600	710	2.06	27.2	11.9	523
300	7570	790	1.98	28.3	12.3	565
400	7540	860	1.88	29.1	607
500	7510	940	1.76	29.1	13.6	674
600	7480	1000	1.63	29.1	13.5	775
700	7450	1120	1.48	28.3	13.8	988
800	7420	1180	1.4	27.9	14.6	825
900	1160	28.5	691

Сталь 40Х13 – точные и ближайшие зарубежные аналоги

Англия

Германия

Евросоюз

Испания

Италия

Китай

DIN, WNr

UNE

UNI

1.4031

1.4034

X38Cr13

X39Cr13

X40Cr13

X42Cr13

X46CM3

X46Cr13

1.4031

1.4034

X39Cr13

X40Cr13

X41Cr13

F.3404

F.3405

X40Cr13

X45Cr13

X40Cr14

X41Cr13KU

X46Cr13

Польша

США

Франция

Чехия

Швеция

Япония

—

AFNOR

CSN

JIS

X40Cr14

Z33C13

Z38C13M

Z40C13

Z40C14

Z44C14

Z50C14

Материал 40Х13 – область применения

Сталь марки 40Х13 используют в машиностроении для изготовления деталей с высокой износостойкостью/ прочностью, работающих в коррозионных средах или при температурах до 4500С.

Условные обозначения

HRCэ	HB	KCU	y	d5	sT	sв
МПа	кДж / м2	%	%	МПа	МПа
Твердость по Роквеллу	Твердость по Бринеллю	Ударная вязкость	Относительное сужение	Относительное удлинение при разрыве	Предел текучести	Предел кратковременной прочности

Ku	s0,2	t-1	s-1
Коэффициент относительной обрабатываемости	Условный предел текучести с 0,2% допуском при нагружении на значение пластической деформации	Предел выносливости при кручении (симметричный цикл)	Предел выносливости при сжатии-растяжении (симметричный цикл)

N	число циклов деформаций/ напряжений, выдержанных объектом под нагрузкой до появления усталостного разрушения/ трещины

Без ограничений	Ограниченная	Трудно свариваемая
Подогрев	нет	до 100–1200С	200–3000С
Термообработка	нет	есть	отжиг

R	Ом·м	Удельное сопротивление
r	кг/м3	Плотность
C	Дж/(кг·град)	Удельная теплоемкость
l	Вт/(м·град)	Коэффициент теплопроводности
a	1/Град	Коэффициент линейного расширения
E	МПа	Модуль упругости
t	0С	Температура

Область применения

Сталь 12хн3а

Благодаря своим характерным свойствам сталь 40х13 применяется в таких отраслях промышленности как:

авиационная;
машиностроение (в том числе автомобилестроение);
металлообработка;
производство оборудование для пищевой промышленности;
медицине;
изготовление бытовых приборов и устройств.

При производстве вертолётов и самолётов из неё изготавливают отдельные элементы конструкции фюзеляжей.

В машиностроении и автомобилестроении её применяют для изготовления: валов, различных втулок, корпусов, лопастей турбин, игл для карбюраторов автомобильных двигателей, пружин, подшипников. Она активно используется для производства большого разнообразия метизной продукции (болтов и гаек). Кроме этого такая марка стали применяется при изготовлении измерительного инструмента, изделий, предназначенных для работы в слабоагрессивных средах при невысоких температурах (не выше 450 °С).

Особое место она занимает при производстве бытовых и медицинских режущих инструментов. При проведении качественной закалки из стали 40х13 получаются хорошие ножи и скальпели. Поэтому она получила название медицинской стали. В этом случае твёрдость этих инструментов по шкале Роквелла может достигать 58 HRC единиц. Эти инструменты хорошо поддаются заточке, они практически не ржавеют и не требуют дополнительного ухода.

Кроме этих свойств, отмечают, что эта марка металла абсолютно не флокеночувствительна.

Механические свойства стали 40Х13 при повышенных температурах

Нержавеющая сталь 3cr13 (mov)

Влияние повышения температуры на механические свойства стали 40Х13 после закалки с 1050 °С и отпуска при 600 °С показано в таблице 2.

Коррозионная стойкость стали 40Х13

Сталь 40Х13 обладает после закалки и низкого отпуска хорошей коррозионной стойкостью в атмосферных условиях (кроме морской атмосферы), слабых растворах азотной кислоты при умеренных температурах, речной и водопроводной воде.

Коррозионная стойкость стали 40Х13 существенно зависит от качества поверхности изделий. Рекомендуется применять шлифованную и полированную поверхность.

Специальные свойства стали 40Х13

При работе стали 40Х13 в водороде предельные допустимые параметры атмосферы составляют 600 °С и 80 МПа.

Плотность стали 40Х13 — 7,68 г/см3.

Технологические параметры стали 40Х13

Сталь 40Х13 имеет хорошую технологичность при горячей пластической деформации. Температурный интервал горячей пластической деформации составляет от 1100 до 850 °С. Сталь 40Х13 склонна к образованию при больших скоростях нагрева и охлаждения. Поэтому нагрев под прокатку и ковку проводят медленно до 830 °С. После горячей деформации применяют медленное охлаждение.

Холодная пластическая деформация стали 40Х13 ограничена. В качестве смягчающей термической обработки после горячей или холоной пластической деформации применяют отжиг при 750-800 °С с последующим охлаждением с печью до 500 °С и далее на воздухе. Окончательной термической обработкой является закалка с 950-1000 °С с охлаждением в масле или на воздухе на заданную твердость и коррозионную стойкость.

Существующие аналоги

08х18н10т: характеристики стали, расшифровка, аналоги

Производством стали с аналогичными свойствами занимаются все развитые страны. В разных странах она имеет свою маркировку:

в США это сталь, которая имеет маркировку AISI 420;
в Германии аналогами нашей стали является целая линейка (от X38Cr13 до X46Cr13);
Китай производит сталь под маркой 4С13;
в Японии это сталь SUS 420J2;
во Франции, тоже имеется целая линейка со схожими характеристиками. Это X40Cr14, Z33C13, Z38C13M, Z40C13, Z40C14, Z44C14, Z50C14.

Все эти аналоги имеют хорошие антикоррозийные показатели. Они могут длительное время выдерживать воздействие с такими слабоагрессивными жидкостями, как спиртосодержащие напитки, вино и даже коньячный спирт.

Использование

Начнем наш экскурс с самого простого, а именно с ответа на довольно важный вопрос. Где же применяется эта сталь или, если немного перефразировать, для какой отрасли характеристики стали 40ХН будут наиболее востребованы?

Если обращаться к документации, а именно к ГОСТу 4543-71, то нам станет ясно, что сталь 40ХН – конструкционная, легированная, хромоникелевая. Такое название четко дает понять, что данный сорт стали применяется преимущественно для изготовления чего-либо. В большинстве случаев применение стали 40ХН тесно связано с изготовлением деталей для различных механизмов.

К примеру, из 40ХН часто изготавливают оси и валы двигателей, шестерни, валики, шатуны, рычаги и многое другое. Все вышеперечисленные детали в течение всей своей эксплуатации подвержены высоким нагрузкам, из чего мы можем сделать вывод, что характеристики и механические свойства стали 40ХН не столь уж и плохи.

Однако не стоит думать, что сталь этой марки выпускают уже в виде готовых деталей. Как и любую другую сталь, 40ХН поставляют на рынок в виде привычных всем полос, прутков, шестигранников, квадратов.

Уверены: для читателей не секрет, что сплав железа с углеродом – это и есть сталь. Чистая сталь, если быть точным. Однако такой материал далеко не всегда оказывается пригодным для использования. Именно для того, чтобы улучшить исходные свойства стали, в ее состав добавляются различные элементы из всем известной таблицы Менделеева, присутствие которых в составе в определенной пропорции наделяет сплав некими свойствами вроде повышенной износостойкости и устойчивости к окислению.

Исключением не стала и сталь 40ХН, характеристики которой напрямую вытекают из лигатурного состава, который выглядит следующим образом:

Увы, технология выплавки не может гарантировать полное отсутствие вредных примесей в составе стали 40ХН. Характеристики же из-за их присутствия значительно не ухудшаются, так как процентное содержание подобных примесей не превышает 0,035%.

Отличительные свойства

От величины содержания углерода в конечной продукции, сталь нержавеющая AISI 420 может по механическим характеристикам соответствовать российским аналогам сталей 40Х13, 30Х13 или 20Х13 в части коррозийной стойкости и жаропрочности. Своим свойствам конкретная партия металла обязана количественному содержанию в составе ванадия и молибдена. Мы в «ОргМеталлПром Нефтекамск» внимательно отслеживаем эти характеристики при поставках на наши склады в Нефтекамск и всегда предупреждаем покупателей о них до начала отгрузки, предоставляя документы о качестве, оформленные заводом-изготовителем.

Применение стали AISI 420

Конкретная сфера применения стали AISI 420 зависит от параметров твердости и прочности. Эти характеристики выше для металла, подвергшегося термической обработке, отжигу и закаливанию. Но в любом из наборов свойств AISI 420 идеальна для механической обработки и шлифования. Это делает возможным ее применение предприятиями строительной отрасли и производителями всевозможного оборудования промышленного и бытового назначения в Нефтекамске.

При обработке заготовок из стали AISI 420 окалина не образуется вплоть до нагрева с температурой в +700 °С, что позволяет существенно сократить затраты по дополнительной доводке конечных изделий до товарного состояния.

Это делает возможным:

производство режущего и мерительного инструмента,
изготовление деталей для машиностроения (иглы карбюраторов, пружины, штоки для поршневых компрессоров и прочие аналогичные детали),
формирование изделий для применения всевозможных деталей, способных выдерживать износ при работе в температурном режиме до +450 °С и в слабоагрессивных средах.

Применение стали актуально предприятиями по производству строительного крепежа, деталей для котельного оборудования и элементов турбин, а также в производстве кухонной утвари. Признано, что сталь AISI 420 успешно может успешно использоваться в изготовлении деталей и изделий по требованиям ГОСТ 5632 и полостью заменить в этом другие аналоги.

На сайте neftekamsk.orgmetall.ru представлен большой ассортимент, а также цены на нержавеющую продукцию. Доставка по г. Нефтекамск осуществляется в минимальные сроки. Чтобы купить металлопрокат по данной марке, необходимо отправить спецификацию или заказ в свободной форме непосредственно через сайт или на электронный адрес отдела продаж: zakaz@orgmetall.ru

AISI 420 аналог 40Х13 в г. Нефтекамск, а также представлена в других городах РФ, в том числе:

Купите нержавеющую сталь 40Х13 выгодно.

Предлагаем купитьпрокат нержавеющей стали 40Х13 на выгодных условиях:

Большой выбор сортамента и типоразмерного ряда.
Возможность дополнительной обработки металла — резка, гибка, цинкование, перфорация
Продажа кусками и заготовками
Реализация изделия, как оптом, так и в розницу.
Цены без комиссий посредников.
Различные способы и условия оплаты.
Гибкая система скидок для оптовых и постоянных партнеров.
Бесплатные профессиональные консультации.
Возможность предварительной комплектации заказа на складе.
Быстрые сроки доставки. Отгрузка оплаченного товара в течение суток по Москве.
Доставка в регионы России за 2-3 дня. При необходимости мы самостоятельно просчитаем и закажем услуги транспортной компании. Доставка до терминала транспортной компании бесплатная.
Упаковка товара в соответствии с требованиями заказчика. Есть возможность использования нескольких типов упаковки: полиэстеровой ленты ПЭТ и полиэтиленовой пленки ПВХ.
Возможность хранения товара на нашем складе до отгрузки.
Возврат товара в соответствии с законодательством РФ.

Механические свойства стали 40ХНМА

Механические свойства при 20°С

Состояние поставки	Сечение ,мм	t_отпуск ,°C	S_t\|S_0,2 ,МПа	s_B ,МПа	d₅ ,%	y ,%	KCU, кДж/м2	HB	HRC
Градация показателей свойств готовых термообработанных деталей по ОСТ 1 90005-91
				980-1130				285-331	30,0-36,0
				1080-1270				311-363	34,0-39,0
								285-341	27,0-37,0
Заготовки деталей трубопроводной арматуры. Закалка в масло от 840-860 °C (выдержка 2,5-4,5 ч в зависимости от толщины и массы заготовки) + Отпуск, охлаждение в воде или масле
	≤100	550-620	735-835	≥880	≥13	≥40	≥600	277-321
	≤80	550-560	785-930	≥930	≥12	≥40	≥600	293-331
Заготовки деталей трубопроводной арматуры. Закалка в масло от 840-860 °C (выдержка 2,5-4,5 ч в зависимости от толщины и массы заготовки) + Отпуск, охлаждение в масле или на воздухе
	≤20	200-250	≥1470	≥1617	≥9	≥45	≥490		49,3-54,2
	≤240	570-600	≥590	≥735	≥13	≥40	≥490	235-277
	≤500	580-620	≥490	≥655	≥12	≥35	≥490	212-248
Прутки и полосы г/к и кованые. Закалка в масло с 835-865 °C + отпуск при 570-670 °C, охлаждение в воде или в масле
	Образец		≥835	≥980	≥12	≥55	≥980	294-341
Прутки и полосы г/к и кованые. Закалка в масло с 835-865 °C + Отпуск при 570-670 °C, охлаждение в масле
	Образец 25 мм		≥932	≥1080	≥12	≥50	≥785	321-376
Сортовой прокат. Закалка в масло от 835-865 °C + Отпуск при 540-570 °C, охлаждение в воде или масле
	поперечный		≥930	≥1080	≥7	≥32	≥490	321-375
	продольный		≥930	≥1080	≥12	≥50	≥780	321-375
Сортовой прокат. Закалка в масло от 835-865 °C + Отпуск при 570-620 °C, охлаждение на воздухе
	поперечный		≥830	≥980	≥7	≥35	≥590	293-341
	продольный		≥830	≥980	≥12	≥50	≥980	293-341

Механические свойства в зависимости от сечения

Состояние поставки	Сечение ,мм	S_t\|S_0,2 ,МПа	s_B ,МПа	d₅ ,%	y ,%	HRC
Сортовой прокат. Закалка в масло с 850 °С + Отпуск при 540-660 °С (указано место вырезки образца)
центр	100-160	≥700	900-1100	≥12
центр	16-40	≥900	1100-1300	≥10
центр	160-250	≥650	850-1000	≥12
центр	40-100	≥800	1000-1200	≥11
центр		≥1000	1200-1400	≥9
Сортовой прокат. Закалка в масло с 850 °С + Отпуск при 620 °С (указано место вырезки образца)
1/2R	60-80	≥730	≥880	≥17	≥61	≥29
1/2R	80-100	≥670	≥850	≥19	≥61	≥26
1/3R	100-120	≥630	≥830	≥20	≥62	≥25
центр	25-40	≥880	≥1030	≥14	≥57	≥33
центр	40-60	≥830	≥980	≥16	≥60	≥32

Механические свойства прутка

Состояние поставки	Сечение ,мм	s_B ,МПа	y ,%	HB
Сталь горячекатаная и горячекатаная со специальной отделкой поверхности. Термообработанная (отжиг)
	Образец			≤269
Сталь калиброванная и калиброванная со специальной отделкой поверхности. После сфероидезирующего отжига
	Образец	≤640	≥50	≤269

Механические свойства в зависимости от сечения поковки и режима термообработки

Состояние поставки	Сечение ,мм	S_t\|S_0,2 ,МПа	s_B ,МПа	d₅ ,%	y ,%	KCU, кДж/м2	HB
Поковки. Закалка + Отпуск
КП 440	500-800	≥440	≥635	≥11	≥30	≥390	197-235
КП 490	300-500	≥490	≥655	≥12	≥35	≥490	212-248
КП 490	500-800	≥490	≥655	≥11	≥30	≥390	212-248
КП 540	100-300	≥540	≥685	≥13	≥40	≥490	223-262
КП 540	300-500	≥540	≥685	≥12	≥35	≥440	223-262
КП 590	100-300	≥590	≥735	≥13	≥40	≥490	235-277
КП 590	300-500	≥590	≥735	≥12	≥35	≥440	235-277
КП 590	500-800	≥590	≥735	≥10	≥30	≥390	235-277
КП 640	100-300	≥640	≥785	≥13	≥38	≥490	248-293
КП 640	300-500	≥640	≥785	≥11	≥33	≥440	248-293
КП 685	100-300	≥685	≥835	≥12	≥33	≥490	262-311
КП 735	≤100	≥735	≥880	≥13	≥40	≥590	277-321
КП 735	100-300	≥735	≥880	≥12	≥35	≥490	277-321
КП 785	≤100	≥785	≥885	≥12	≥40	≥590	293-331
КП 785	100-300	≥785	≥885	≥11	≥35	≥490	293-331

Механические свойства в зависимости от температуры отпуска

Состояние поставки	t_отпуск ,°C	S_t\|S_0,2 ,МПа	s_B ,МПа	d₅ ,%	y ,%	KCU, кДж/м2	HB
Сортовой прокат. Закалка в масло с 850 °С + Отпуск
	200	≥1600	≥1750	≥10	≥50	≥590	≥525
	300	≥1470	≥1600	≥10	≥50	≥490	≥475
	400	≥1240	≥1370	≥12	≥52	≥590	≥420
	500	≥1080	≥1180	≥15	≥59	≥880	≥350
	600	≥860	≥960	≥20	≥62	≥1450	≥275

Механические свойства при повышенных температурах

Состояние поставки	t_исп. ,°C	S_t\|S_0,2 ,МПа	s_B ,МПа	d₅ ,%	y ,%
Образец диаметром 5 мм, длиной 25 мм, прокатанный. Скорость деформирования 2 мм/мин. Скорость деформации 0,001 1/с
	700		≥185	≥17	≥32
	800		≥89	≥66	≥90
	900		≥50	≥69	≥90
	1000		≥35	≥75	≥90
	1100		≥24	≥72	≥90
	1200		≥14	≥62	≥90
Сортовой прокат. Закалка в масло с 850 °С + Отпуск при 580 °С
	20	≥950	≥1070	≥16	≥58
	250	≥830	≥1010	≥13	≥47
	400	≥770	≥950	≥17	≥63
	500	≥680	≥700	≥18	≥80

Дополнительная информация

Рекомендуемый режим термообработки поковок и штамповок по ТУ 1-92-156-90: Нормализация при 840-880 °С или Нормализация + Отпуск.