Особенности стали 40

Сегодня есть много разных видов стали. Различным материалам присваиваются различные маркировки. В данной статье мы узнаем все об особенностях стали марки 40.

Прежде чем углубляться в особенности стали 40, стоит расшифровать ее наименование. Числовое обозначение 40, присутствующее в названии металла, отражает объем углерода в его составе. В качестве основы сплава выступает железо, а на такой химический элемент, как углерод, приходится 0,44% от общего состава. Именно от количества этого компонента зависят основные эксплуатационные и качественные характеристики сырья.

Сталь, которой присвоена маркировка 40, относится к категории конструкционных и углеродистых. Химический состав данного материала собран из нескольких элементов в разных процентных соотношениях:

• кремний, объем которого составляет от 0,17 до 0,37%;
• марганец в объеме 0,50–0,80%;
• есть в сплаве и медь – не более 25%;
• присутствует мышьяк – не более 0,8%;
• никель составляет 0,25%;
• имеется нежелательный и бесполезный элемент – сера, объем которой составляет не больше 0,4%;
• важный компонент сырья – углерод, он содержится в стали марки 40 в объеме 0,37–0,45%;
• содержание фосфора в материале составляет не более 0,035%;
• в сырье содержится хром в объеме не более 0,25%.

Для конструкционного углеродного сплава с маркировкой 40 характерны свои механические и физические особенности. Ознакомимся с ними детально.

Обозначим основные физические свойства, которыми обладает качественный углеродистый сплав под маркой 40.

• Материал характеризуется модулем нормальной упругости (E), который достигает отметки от 212 до 118 Гпа в условиях различных температурных воздействий (от 20 до 800°C).
• Воздействие высоких или низких температур также сказывается и на модуле упругости при скручивании. Показатель может составлять 82–45 Гпа.
• Нормальный показатель плотности сырья с маркировкой 40 составляет 7850 кг/м 3.
• Что касается коэффициентных показателей теплопроводности металла, то здесь актуальны такие значения: от 51 до 26 Вт/ (м°C) в зависимости от температурных воздействий.
• Коэффициентный показатель, касающийся расширения линейного типа, находится в пределах 11,9 –14,5. Подразумевается воздействие температур со значениями от 20 до 900°C.
• Удельная тепловая емкость стали с маркировкой 40 может составить от 486 до 653.
• Твердость качественного материала по Бринеллю (HB) равняется 10 -1 = 187 Мпа.
• Температурные показатели критических точек рассматриваемого конструкционного сплава находятся в таких рамках: Ac1 = 724, Ac3 (Acm) = 790, Ar3 (Arcm) = 760, Ar1 = 680.

Рассмотрим подробное описание механических параметров, свойственных качественному сплаву марки 40.

• Стоит обозначить такой параметр, как ударная вязкость стали 40. При разных температурах значение может меняться. Так, при температурном значении +20°C ударная вязкость достигает отметки 78 Дж/кв. см, при -40°C – 55 Дж/кв. см, при – 80°C – 51 Дж/кв. см.
• Выносливость данного сырья может достигать отметок 231 МПа, 393 МПа.
• Допускаемое напряжение сплава с маркировкой 40 представлено значениями в 1300 и 1550 кгс/см кв.
• Стоит обозначить и свариваемость металла. Рассматриваемый материал относится к группе ограниченно свариваемых. По отношению к металлу марки 40 можно применять такие технологии сварки, как РДС, АДС, ЭШС. Подобные процедуры рекомендуется производить при условии подогрева и дальнейшей термической обработки. КТС в данном случае ограничений не имеет.
• Сплав не является флокеночувствительным.
• Сплав может быть обработан посредством резания при условии горячекатаной формы и таких показателях: HB 170 и σв=520 МПа, К υ тв. спл=1,2 и Кυ б. ст=1,05.
• Для сплава с маркировкой 40 характерна исходная микроструктура зернистого перлита.
• Предел прочности материала при растяжении зависит от температурных параметров.

В настоящее время сталь с обозначением 40 не является единственной в своем роде. Существует достаточное количество иных актуальных сплавов, которые имеют аналогичные технические и физические характеристики. Множество подобных марок выпускают зарубежные производители. Рассмотрим список наиболее популярных и качественных аналогов стали 40, производимых на территории разных стран:

• хорошие металлы с аналогичными параметрами выпускает Америка – 1040, 1042, G10400;
• высоким качеством характеризуются современные немецкие аналоги, которым присваиваются следующие маркировки: 1.0511, 1.1186, C40R, C42D, Ck35, Ck40;
• аналоги производятся и во Франции: 2C40, C40E, FR38;
• популярны современные японские марки стали, имеющие много общего со сплавом 40: S40C, S43C, SWRCH40K;
• английские металлы-аналоги имеют такие маркировки: 060A40, 080A40, C40;
• сырье, которое обладает подобными свойствами, производится и в Евросоюзе: 1.1186, C35, C40, C40E;
• много общего со сталью 40 имеют итальянские сплавы с маркировками C40, C40E, C40R;
• аналог производится в Бельгии, имеет маркировку C40-2;
• испанский аналог обозначается маркировкой C40E;
• аналоги сплаву 40 производятся в Китае, им присваиваются такие марки: 40, ML40;
• аналогичные металлы из Швеции имеют марки 1555, 1650;
• болгарские похожие материалы – 40, C40E;
• похожими параметрами и свойствами обладают и венгерские металлы, к примеру, марка C40E;
• чешский аналог – 12041;
• австралийские металлы с подобными особенностями – 1040, M1040.

Рассматриваемая категория стального сплава получила широкое распространение во многих производственных областях. Технические характеристики, структура и особенности сырья позволяют задействовать его в самых разных процессах.

Сталь с маркировкой 40 чаще всего применяется для изготовления высококачественных деталей и запчастей, от которых требуется продолжительный срок эксплуатации. При этом подобные продукты могут использоваться в условиях температур не более 425°C. Речь идет о такой востребованной продукции:

• трубные конструкции;
• поковки;
• крепежные составляющие разнообразных типов;
• валы;
• фланцевые и дисковые детали;
• колеса зубчатого вида;
• втулки.

В настоящее время качественный стальной сплав с маркировкой 40 реализуется в различных формах и видах. Рассмотрим наиболее распространенный сортамент данного сырья:

• листы, прошедшие специальную термическую обработку;
• трубные конструкции холодного катания;
• горячекатаные трубы;
• прутки, прошедшие процедуру калибровки;
• ленты;
• полосы.

Разный сортамент стали 40 может иметь различные параметры плотности, размерности и жесткости. Каждая позиция, как и ее характеристики, устанавливается и регулируется конкретными ГОСТами.

Рассматриваемый вид конструкционной и углеродистой стали может быть подвергнут различным типам термообработки. Так, заготовки, состоящие из этого сырья, могут проходить процедуру нормализации. При этом допустимыми являются температуры в рамках 840–860°C. Материалам необходим последующий отпуск. Оптимальный отжиг стали 40 должен производиться при температурах 820–850°C.

Температурные значения, разрешенные при проведении отпуска заготовок, устанавливаются, исходя из механических свойств, которые требуются от стали.

Рассматриваемый вид материала также может подвергаться такой процедуре, как ковка. При этом тоже необходимо выдерживать безопасные и допустимые температурные значения. Так, чтобы получить из сплава качественную заготовку в форме слитка, необходимо устанавливать температуры от 1250 до 780°C. Размер сечения изделий при этом может быть абсолютно любым. Поковки подвергаются нормализации, переохлаждению и отпуску.

Если предусматривается не слиток, а заготовка, то необходимо выдерживать другие температурные параметры, а именно: 1250–800°C. При этом размер сечения заготовок может достигать 400 мм. Охлаждение при этом происходит в условиях открытого воздуха.

Если речь идет о процедуре закалки материала в воде, то тогда необходимыми являются температурные показатели от 840 до 860°C. При этом требуется последующий правильный отпуск.