Ocel 40x označuje konstrukční legované slitiny. Slovo „konstrukční“ znamená, že materiál se používá pro výrobu různých mechanismů, konstrukcí a dílů používaných ve strojírenství a stavebnictví a má určitý soubor chemických, fyzikálních a mechanických vlastností.
Chemické složení
Číslo 40 v označení označuje, že procento uhlíku ve slitině se pohybuje v rozmezí od 0, 36 do 0, 44 a označení písmene x označuje přítomnost legovacího prvku chrómu v množství ne méně než 0, 8 a ne více než 1, 1%. Slitina oceli s chromem mu dodává odolnost proti korozi v oxidačním prostředí a atmosféře. Jinými slovy, ocel získává nerezové vlastnosti . Kromě toho chrom určuje strukturu slitiny, její technologické a mechanické vlastnosti.
Zbývající chemické prvky jsou součástí oceli x 40 v následujících množstvích:
- ne více než 97% železa;
- 0, 5 - 0, 8% manganu;
- 0, 17 - 0, 37% křemíku;
- ne více než 0, 3% mědi;
- ne více než 0, 3% niklu;
- ne více než 0, 035% fosforu;
- ne více než 0, 035% síry.
Fyzikální vlastnosti
Téměř všechny fyzikální vlastnosti kovů přímo nebo nepřímo závisí na teplotě . Indikátory, jako je měrný odpor, koeficient lineární expanze a měrný tepelný výkon, se zvyšující se teplotou zvyšují a hustota oceli, její modul pružnosti a tepelná vodivost se naopak snižují s rostoucí teplotou.
Další fyzikální charakteristika, zvaná hmota, nezávisí na téměř ničem. Vzorek může být podroben tepelnému ošetření, ochlazení, zpracování, dát mu jiný tvar a hmotnost zůstane nezměněna.
Fyzikální ukazatele všech známých značek domácích ocelí a slitin, včetně popsané značky, jsou uvedeny v tabulkách a umístěny v metalografických referenčních knihách.
Vliv tepelného zpracování na kvalitu
Ocel v počátečním stavu je spíše plastická hmota a může být zpracována deformací. Může být kovaná, lisovaná, válcovaná.
Pro změnu mechanických vlastností a dosažení požadovaných vlastností se aplikuje tepelné zpracování kovu. Podstatou tepelného nebo tepelného zpracování je použití souboru operací pro ohřev, přidržování a chlazení pevných kovových slitin. V důsledku tohoto zpracování mění slitina svou vnitřní strukturu a získává určité vlastnosti nezbytné pro výrobce a spotřebitele.
Kritické body
Kritické body jsou teploty, při kterých se mění struktura oceli a její fázový stav. V roce 1868 ji vypočítal ruský metalurg a vynálezce Dmitrij Konstantinovič Chernov, proto se někdy nazývají Chernovské body.
Tyto body jsou označeny písmenem A. Spodní bod A1 odpovídá teplotě, při které se austenit mění, když se ochlazuje nebo perlit na austenit, když se zahřívá. Bod A3 je horní kritický bod odpovídající teplotě, při které se ferit začíná srážet během ochlazování nebo se rozpouští při zahřívání.
Je-li kritický bod určen ohřevem, je k písmenu „A“ přidáno písmeno „c“ a při ochlazení je přidán index „r“.
Pro tuto ocel je určena následující teplota kritických bodů:
- 743 * С - Ac1;
- 815 * С-Ac3;
- 730 * C - Ar3;
- 693 * C - Ar1.
Algoritmus pro tepelné zpracování oceli a slitin: \ t
žíhání:- kalení;
- dovolená;
- normalizace;
- stárnutí;
- kryogenní ošetření.
Tepelné zpracování oceli 40x . Charakteristika teplotního režimu podle požadavků GOST 4543–71:
- kalení oceli 40x v olejovém prostředí při teplotě 860 ° C;
- Dovolená ve vodě nebo oleji při teplotě 500 ° C.
V důsledku tohoto tepelného zpracování získává tato ocel zvýšenou tvrdost (číslo tvrdosti HB není větší než 217), vysoká pevnost v tahu při přetržení (980 N / m2) a rázová houževnatost 59 J / cm2.
Pevnost v tahu
Pokud jde o mechanické vlastnosti, je třeba zmínit tuto důležitou vlastnost jako mez kluzu. Pokud je aplikované zatížení příliš velké, pak se konstrukce nebo její části začnou deformovat a nejsou elastické (zcela mizí, jsou reverzibilní), ale v kovu dochází k plastickým (nevratným zbytkovým) deformacím. Jinými slovy, kov „proudí“.
Mez kluzu je hranice mezi elastickými a elastoplastickými deformacemi. Hodnota meze kluzu závisí na mnoha faktorech: způsobu tepelného zpracování, přítomnosti nečistot a legujících prvků v oceli, mikrostruktuře a typu krystalové mřížky, teplotě.
V metalurgii se rozlišují pojmy fyzikální a podmíněná mez kluzu.
Fyzická mez kluzu je hodnota napětí, při které se deformace zkušebního vzorku zvětšuje bez zvýšení aplikovaného zatížení. V referenčních knihách je tato hodnota označena σt a pro značku 40x její hodnota není menší než 785 N / mm2 nebo 80 KGS / mm2.
Je třeba poznamenat, že plastické (nevratné) deformace se v kovovém materiálu nevyskytují okamžitě, ale postupně se zvyšují se zvýšeným zatížením. Z technologického hlediska je proto vhodnější použít termín „podmíněná (technická) mez kluzu“.
Podmíněná (nebo technická) mez kluzu je napětí, při kterém prototyp obdrží plastické (nevratné) prodloužení odhadované délky o 0, 2%. V tabulkách je tato hodnota označena jako σ 0, 2 a pro ocel 40x:
- při teplotě od 101 do 200 ° C - 490 MPa;
- při teplotě 201 až 300 ° C - 440 MPa;
- při teplotě od 301 do 500 * С - 345 MPa.
Technologické charakteristiky
Stručně řečeno, ocel 40x lze charakterizovat jako pevný a trvanlivý materiál, který vydrží těžké zatížení bez poškození. Počet pozitivních vlastností PC zahrnuje:
- odolnost vůči výkyvům teploty;
- vynikající korozní vlastnosti;
- vysoká pevnost.
Spolu s těmito vlastnostmi má tento materiál bohužel i nevýhody. Patří mezi ně:
- obtíže při svařování;
- tendence zmírňovat křehkost;
- citlivost na tvorbu vloček.
Po zahřátí, následném tepelném zpracování, je popsaná ocel přístupná ručnímu obloukovému svařování (RDS) a elektrosvalovému svařování (ESW). Je-li použito bodové svařování (CTS), je nutné následné tepelné zpracování.
Pomalé chlazení konstrukční legované oceli 40x po popouštění vede k její křehkosti. Tato nevýhoda chybí při rychlém ochlazování, ale v tomto případě může dojít k vnitřnímu namáhání, které způsobuje deformaci.
Citlivost kývání je tendence kovu vytvářet vnitřní defekty (dutiny a praskliny), tzv. Floky. Aby se tento nedostatek odstranil, je slitina evakuována v pánvi za současného čištění argonem a elektrickým obloukovým ohřevem.
Sortiment válcovaného kovu
Steel 40x se vyrábí a dodává na trh v následující podobě:
- dlouhé výrobky (včetně tvarované oceli) podle GOST 4543−71, 2591–2006, 2590–2006, 10702−78 a 2879–2006;
- stříbrný a leštěný bar podle GOST 14955−77;
- tyč kalibrovaná podle GOST 8559−75, 7417−75, 1051−73 a 8560−78;
- pásmo podle norem GOST 82–70, 103−2006 a 1577−93;
- trubky podle GOST 13663−86, 8731−74, 8733−74;
- výkovky dle GOST 8479−70;
- tlustý plech podle GOST 19903−74i1577−93.
Je znám dostatečný počet domácích (40 (, 40ХС, 40ХN, 40Х, 38Х, 45Х) a cizích analogů popsané jakosti oceli.
Rozsah působnosti
Díky svým vlastnostem je ocel 40x široce používána v různých průmyslových odvětvích. Používá se při výrobě vačkových a klikových hřídelí, náprav a hřídelů náprav, tyčí, pístů, hřídelů převodovek, vřeten, kroužků, trnů, šroubů, kolejnic, průchodek a dalších dílů, jejichž pevnost je zvýšena. Tato ocel se také používá pro výrobu konstrukcí provozovaných při nízkých okolních teplotách, například při výstavbě silničních a železničních mostů v severních zeměpisných šířkách.