40Х

Сталь конструкционная легированная

ГОСТ 4543-71

Вид продукции Наличие	Поставочные стандарты ГОСТ, ТУ, ОСТ	Поставочные размеры Возможно изготовление по размерам заказчика	Под заказ Монтажная норма
Круг г/к 40Х	ГОСТ 2590-2006	ф 5 – 330 мм	От 2 тн (15 дней)
Круг калибр. 40Х	ГОСТ 7417-75	ф 3 – 70 мм	От 0.4 тн (15 дней)
Лист г/к 40Х	ГОСТ 19903-74	h 0.40 – 160 мм	От 3 тн (15 дней)
Поковка 40Х	ГОСТ 1133-71, ГОСТ 8479-79		Расчет по запросу
Полоса г/к 40Х	ГОСТ 1577-93, ГОСТ 82-70	h 16 – 160мм	От 1 тн (15 дней)
Труба 40Х	ГОСТ 32528-2013	20 х 2,5 – 550 Х 75
Труба 40Х	ГОСТ 8732-78	20* х 2,5 – (550) х 75

Технические характеристики

Массовая доля элементов, %, по ГОСТ 4543--71																																		Температура критических точек, °C[1]
C		Si			Mn				S			P			Cr			Ni				Cu					N							Ac₁						Ac₃		Ar₁			Ar₃				Mn [4]
0,36-0,44		0,17-0,37			0,50-0,80				≤ 0,035			≤ 0,035			0,80-1,10			≤ 0,30				≤ 0,30					≤ 0,008							743						815		693			730				325
1. В соответствии с заказом в стали массовая доля Si0,10-0.37% 2. В готовом прокате и поковках при соблюдении норм механических свойств допускаются отклонения по химическому составу, которые должны соответствовать: C± 0,01%; Si± 0,02%; Cr± 0,02%; Mn± 0,02%.
Механические свойства при комнатной температуре
НД			Режим термообработки													Сечение, мм					σ_0,2, Н/мм²					σ_в, Н/мм²				δ, %					ψ, %						KCU, Дж/см²			HRC			НВ
			Операция				t, °C				Охл. среда
																					не менее
ГОСТ 4543--71			Отжиг													Свыше 5 до 250					Не определяются																							--			≤ 217
			Закалка Отпуск				860 500				Масло Вода или масло					До 80					785					980				10					45						59			--			--
																Свыше 80 до 150					785					980				8					40						54			--			--
																Свыше 150 до 250					785					980				7					35						51			--			--
НД			Режим термообработки											Сечение, мм					σ_0,2, Н/мм²				σ_в, Н/мм²					δ, %				ψ, %							KCU, Дж/см²				НВ			КП
			Операция			t, °C				Охл. среда
																			не менее
ГОСТ 8479—70			Нормализация			ПС								500-800					245					470					15				30				34						143-179			245
														300-500					275					530					15				32				29						156-197			275
														До 100 100-300					315 315					570 570					17 14				38 35				39 34						167-207			315
														До 100					345					590					18				45				59						174-217			345
			Закалка Отпуск			ПС								500-800					275					530					13				30				29						156-197			275
														300-500 500-800					315 315					570 570					12 11				30 30				29 29						167-207			315
														100-300 300-500					345 345					590 590					17 14				40 38				54 49						174-217			345
														До 100 100-300 300-500					395 395 395					615 615 615					17 15 13				45 40 35				59 54 49						187-229			395
														До 100 100-300					440 440					635 635					16 14				45 40				59 54						197-235			440
														До 100 100-300					490 490					655 655					16 13				43 40					59 54					212-248			490
Поковки в зависимости от назначения разделяются на группы.
Поковки IVи Vгруппы с обязательным выполнением УЗК по п. 1.3 (Примечание 2 к Приложению 9 ПНАЭГ—7—008—89).
НД	Режим термообработки												Сечение, мм				σ_0,2, Н/мм²			σ_в, Н/мм²					δ, %						ψ, %					KCU, Дж/см²							HRC					НВ
	Операция			t, °C				Охл. среда
																	не менее
ГОСТ 8733--74	В термически обработанном состоянии												ø 5-250 s 5-24				--			618					14						--					--							--					≤ 217

НД		Режим термообработки				Сечение, мм			σ_0,2, Н/мм²		σ_в, Н/мм²	δ, %			ψ, %		KCU, Дж/см²		HRC		НВ
		Операция	t, °C	Охл. среда
									не менее
ГОСТ 10702—78		Прокат горячекатаный и горячекатаный со специальной отделкой поверхности в термически обработанном состоянии				Круглый от 5 до 45 Шестигранный от 8 до 48			--		--	--			--		--		--		≤ 179
		Прокат калиброванный и калиброванный со специальной отделкой поверхности в термически обработанном состоянии (после отпуска лил обычного отжига и сфероидизирующего отжига)				Круглый от 3 до 42 Шестигранный от 7 до 40¹			-- --		+ +	-- --			+ --		-- --		-- --		≤ 207 ≤ 207
		Прокат калиброванный и калиброванный со специальной отделкой поверхности в нагартованном состоянии				Круглый от 3 до 42 Шестигранный от 7 до 40¹			--		690	5			40		--		--		+
¹Со специальной отделкой поверхности от 5 до 30 мм.
Знак “+” означает, что механические свойства и твердость определяют для накопления данных и результаты испытаний указывают в документе о качестве.
НД		Режим термообработки				Сечение, мм			σ_0,2, Н/мм²		σ_в, Н/мм²	δ, %			ψ, %		KCU, Дж/см²		НВ		КП
		Операция	t, °C	Охл. среда
									не менее или в пределах
ГОСТ 20700—75		КатегорияIV. Легированные стали				До 100			Болты, шпильки, пробки и хомуты
		Закалка Отпуск	840-870 500-620	Масло Вода и масло					588-735		735	14			45		59		235-285		590
						Свыше 100 до 300			588-735		735	13			40		49		235-285		590
						До 300			Гайки
									--		--	--			--		--		217-187		--
Примечания. 1. Указанный режим отпуска допускается уточнять по температуре и длительности применительно к размерам сечения заготовок. 2. Температура отпуска заготовок для гаек должна быть выше температуры отпуска заготовок для болтов, шпилек, примерно на 30°C. 3. Для старения марки стали с диаметром или стороной заготовки более 80 мм допускается снижение предела текучести на 20 Н/мм². 4. Твердость гаек допускается равной твердости шпилек, болтов, если один из элементов соединения подвергается упрочняющей химико-термической обработке или накате резьбы. 5. Для крепежных деталей паровых и водогрейных котлов, кроме котлов с электрическим обогревом и котлов, предназначенных для транспортных установок, относительное удлинение при разрыве на продольных образцах должно быть свыше 10⁴/σ_в (Н/мм²), но не менее 12%; отношение предела текучести к пределу прочности при растяжении на образце и температуре 20°Cне должно превышать 0,85; минимальные значения ударной вязкости на продольных образцах для образца типа I по ГОСТ 9454—78 – не менее 49 Дж/см²для диаметра (толщины) заготовки до 100 мм. При выполнении этих норм по относительному удлинению и ударной вязкости допускается применение сталей с отношением предела текучести к пределу прочности (по образцу) свыше 0,85.
Марка стали	НД			Предельные параметры
				Болты, шпильки, пробки, хомуты							Гайки						Шайбы
				Температура среды, °C			Условное давление P_у, Н/мм²				Температура среды, °C			Условное давление P_у, Н/мм²			Температура среды, °C			Условное давление P_у, Н/мм²
40Х	ГОСТ 10702—78 ГОСТ 4543—71			До 425			20				До 450			20			--			--
Только для оборудования и трубопроводов группы C(Примечание 6 к Приложению 9 ПНАЭГ—7—008—89).
Релаксационная стойкость
НД		t, °C	σ₀, Н/мм²	Остаточное напряжение σ_τ, Н/мм², за время τ, ч																	НВ
				100	500			1000		3000			4000			5000		10000
ГОСТ 20700—75		300 300	270 260	255 235	250 225			245 220		-- --			-- --			230 200		-- --			269 207
		350 350 350	190 270 420	155 210 295	140 190 270			135 180 260		-- -- --			-- -- --			115 150 215		-- -- --			207 207 207
		400 400 400	230 290 360	120 135 140	100 105 110			85 98 100		-- -- --			70 78 86			-- -- --		-- -- --			207 207 207
		400 400	200 250	178 224	171 215			169 212		159 200			-- --			147 195		135 182			262 262

Механические свойства
НД		Режим термообработки						Сечение, мм	t, °C	σ_0,2, Н/мм²		σ_в, Н/мм²		δ, %		ψ, %		KCU, Дж/см²	НВ	КП
		Операция			t, °C		Охл. среда
										не менее или в пределах
ГОСТ 23304—78		Закалка Отпуск			840-870 500-650		Масло Масло или вода	До 100	20	Болты, шпильки
										392-539		441		15		40		59	187-217	395
									350	245		--		--		--		--	--	--
								До 100	20	588-735		735		14		45		59	235-285	590
									350	441		--		--		--		--	--	--
		Закалка Отпуск			840-870 500-650		Масло Масло или вода	До 100	20	Гайки, плоские подкладные шайбы
										392-539		441		15		40		59	187-217	395
									350	245		--		--		--		--	--	--
Сталь ограниченного применения.
Примечания. 1. Допускается изготовлять сферические шайбы по ГОСТ 4543—71. 2. При определении механических свойств заготовок гаек и шайб на тангенциальных образцах допускается снижение металлических свойств относительно норм для σ_0,2, σ_в,δ, ψ, KCVсоответственно на 5, 5, 25, 20, 25%. 3. Режимы отпуска и старения являются рекомендуемыми и могут назначаться по согласованию с головной материаловедческой организацией. Режимы закалки, нормализации и аустенитизации могут уточняться по согласованию с головной материаловедческой организацией. 4. На резьбовые детали, которые по условиям работы соответствуют болтам, шпилькам и гайкам (футорки, резьбовые втулки и т.д.), распространяются технические требования, предъявляемые к перечисленным деталям. 5. В процессе изготовления крепежных деталей поверхности, окончательно подготовленные для нанесения резьбы, должны быть подвергнуты контролю магнитным методом или цветной дефектоскопией на отсутствие трещин. Внутренние поверхности гаек контролируют магнитопорошковой или цветной дефектоскопией при диаметре 110 мм и более. Для болтов и шпилек групп качества 3 и 3а контролируют детали диаметром резьбы М24 и более. 6. Ультразвуковой контроль (УЗК) проводят на заготовках, прошедших окончательную термическую обработку. При проведении повторной полной термической обработки заготовок должен проводиться повторный УЗК. Для деталей, подвергаемых химико-термической обработке, УЗК проводят до химико-термической обработки. 7. Рекомендуется для шпилек и болтов применять сталь с КП 395, КП 590; для гаек и плоских подкладных шайб – с КП 395; для сферических шайб (выпуклых и вогнутых) – по ГОСТ 4543—71.
Назначение.Валы, диски и роторы паровых турбин, трубы. Крепежные детали (болты, шпильки, гайки и плоские подкладные шайбы). Оси, вал-шестерни, плунжеры, штоки, коленчатые и кулачковые валы, кольца, шпиндели, оправки, рейки, кулачки, зубчатые венцы, болты, полуоси, пиноли, втулки и другие детали повышенной прочности. Штоки, крестовин рабочих колес поворотно-лопастных турбин. Максимальная допускаемая температура применения для деталей АЭС 500°C(ПНАЭГ—7—008—89).
НД	Предел выносливости, Н/мм²					Термообработка				Ударная вязкость, KCU, Дж/см², при t, °C[1]							Термообработка
	σ_-1		τ_-1	N						+ 20	- 25		- 40		- 70
[1]	380 230¹		-- --	10⁷ 10⁷		Закалка с 860°Cв масле, отпуск при 550°C				163	151		109		87		Закалка с 860°Cв масле, отпуск при 650°C
	--		170	--		Нормализация с 860°C
[4]	363		--	10⁶		σ_в = 690 Н/мм²
	470		--	10⁶		σ_в = 940 Н/мм²
	509		--	--		σ_в = 960 Н/мм²; σ_0,2 = 870 Н/мм²				93	84		--		55		Закалка с 860°Cв масле, отпуск при 580°C
	333		240	5*10⁶		σ_в = 690 Н/мм²
	372		--	--		Закалка с 860°Cв масле, отпуск при 550°C
¹Образец с надрезом.

Предел выносливости, Н/мм²

Тип образца

Способ нагружения

Термообработка

σ_-1

τ_-1

276

10⁷

Гладкий

Изгиб

Отжиг. σ_в = 680 Н/мм²

10⁷

С надрезом, Rн = 0,2 мм

465

10⁷

Гладкий

Изгиб

Закалка и отпуск. σ_в = 790 Н/мм²

170

10⁷

С надрезом, Rн = 0,2 мм

455

370

340

10⁵

10⁶

5*10⁶

Гладкий

Изгиб

Закалка и отпуск. σ_в = 700 Н/мм²

245

5*10⁶

Гладкий

Кручение

Закалка и отпуск. σ_в = 700 Н/мм²

480

10⁶

Гладкий

Растяжение

Нормализация, закалка и отпуск. σ_в= 960 Н/мм²

Механические свойства в зависимости от температуры испытания

НД

Режим термообработки

Сечение, мм

t, °C

σ_0,2, Н/мм²

σ_в, Н/мм²

δ, %

ψ, %

KCU, Дж/см²

НВ

Операция

t, °C

Охл. среда

не менее

[1, 6]

Закалка

Отпуск

820-840

550

Масло

Воздух

Образцы

200

300

400

500

785

706

677

608

432

932

883

873

687

490

118

Механические свойства при высоких температурах (продольные образцы)

НД

Режим термообработки

Сечение, мм

t, °C

σ_0,2, Н/мм²

σ_в, Н/мм²

δ, %

ψ, %

KCU, Дж/см²

НВ

Операция

t, °C

Охл. среда

не менее

[5]

Закалка

Отпуск

820-840

550, 3 ч

Масло

Воздух

Пруток

ø 28-55

200

300

400

450

500

800

720

690

620

550

440

940

890

700

600

500

120

100

Закалка

Отпуск

820-840

680, 3 ч

Масло

Воздух

Пруток

ø 28-55

200

400

450

500

600

580

480

430

400

370

215

710

660

605

445

430

250

220

215

135

Закалка

Отпуск

820-840

720, 3 ч

Масло

Воздух

Пруток

ø 28-55

300

400

450

500

550

600

400

330

310

300

250

220

190

560

570

500

420

320

250

210

180

270

130

105

Механические свойства в зависимости от температуры отпуска

НД

Режим термообработки

Сечение, мм

σ_0,2, Н/мм²

σ_в, Н/мм²

δ, %

ψ, %

KCU, Дж/см²

НВ

Операция

t, °C

Охл. среда

не менее

[1]

Закалка

Отпуск

850

200

300

400

500

600

700

Вода

Образцы

1559

1393

1177

912

726

579

1765

1608

1324

1147

863

736

7,5

29,4

17,7

49,0

76,0

147,0

196,0

552

498

417

326

265

226

Механические свойства в зависимости от старения
НД	Режим термообработки								Сечение, мм		σ_0,2, Н/мм²					σ_в, Н/мм²			δ, %					ψ, %			KCU, Дж/см²					НВ
	Операция				t, °C		Охл. среда
											не менее
[4]	Закалка Отпуск				840-860 580-650		Масло Воздух		101-200 201-300 301-500		490 440 345					655 635 590			15 14 14					45 40 38			59 54 49					212-248 197-235 174-217
Механические свойства после длительного старения
НД		Режим термообработки						Сечение, мм		Режим старения					σ_0,2, Н/мм²			σ_в, Н/мм²				δ, %			ψ, %			KCU, Дж/см²				НВ
		Операция	t, °C			Охл. среда				t, °C		τ, ч
															не менее
[5]		ПС						Образцы		Исходное состояние					800			955				13			55			85				--
										500 500		3 10			600 550			730 680				20 20			65 65			170 170				-- --
										Исходное состояние					700			870				14			52			40				--
										500 500		3 10			530 490			760 680				20 20			58 65			70 100				--
										Исходное состояние					490			700				20			70			170
										500		5			460			680				20			70			190
Релаксационная стойкость стали
НД	Режим термообработки								t, °C		σ₀, Н/мм²			Остаточное напряжение σ_τ, Н/мм², за время τ, ч																		НВ (начальная твердость)
	Операция				t, °C		Охл. среда							100			500			1000			3000			4000			5000		10000
[5, 6]	ПС								300 300		270 260			255 235			250 225			245 220			-- --			-- --			230 200		-- --	269 207
									350 350		270 190			210 155			190 140			180 135			-- --			-- --			150 115		-- --	207 207
									400 400 400 400 400		360 290 230 250 200			140 135 120 224 178			110 105 100 215 171			100 98 85 212 169			-- -- -- 200 159			86 78 70 -- --			-- -- -- 195 197		-- -- -- 182 135	207 207 207 260 260
Технологические характеристики [1, 6]
Ковка								Охлаждение поковок, изготовленных
Вид полуфабриката				Температурный интервал ковки, °C				из слитков													из заготовок
								Размер сечения, мм					Условия охлаждения								Размер сечения, мм									Условия охлаждения
Слиток Заготовка				1250-800 1250-800				Поковки всех размеров:					Отжиг с перекристаллизацией, два переохлаждения, отпуск								До 350									На воздухе
								ответственного назначения
								остальные					Отжиг низкотемпературный, одно переохлаждение
Свариваемость								Обрабатываемость резанием													Флокеночувствительность
Трудно свариваемая. Способы сварки: РД, РАД и КТ. Необходимы подогрев и последующая термообработка								В горячекатаном состоянии при 163-168 НВ и σ_в= 620 Н/мм² Kv= 1,20 (твердый сплав), Kv= 0,95 (быстрорежущая сталь)													Чувствительна
																					Склонность к отпускной хрупкости
																					Склонна