Oțelul 40x se referă la aliaje structurale aliate. Cuvântul "constructiv" indică faptul că materialul este utilizat pentru fabricarea diferitelor mecanisme, structuri și piese utilizate în ingineria și construcția mecanică și are un anumit set de proprietăți chimice, fizice și mecanice.
Compoziție chimică
Numărul 40 din marcaj indică faptul că procentajul de carbon din aliaj variază de la 0, 36 la 0, 44, iar denumirea literei x indică prezența unui element de aliere a cromului într-o cantitate de cel puțin 0, 8 și nu mai mult de 1, 1%. Alierea oțelului cu crom conferă rezistența la coroziune într-un mediu și în atmosferă de oxidare. Cu alte cuvinte, oțelul dobândește proprietăți inoxidabile . În plus, cromul determină structura aliajului, caracteristicile sale tehnologice și mecanice.
Elementele chimice rămase fac parte din oțel x 40 în următoarele cantități:
- nu mai mult de 97% fier;
- 0, 5 - 0, 8% mangan;
- 0, 17 - 0, 37% siliciu;
- nu mai mult de 0, 3% cupru;
- nu mai mult de 0, 3% nichel;
- nu mai mult de 0, 035% fosfor;
- nu mai mult de 0, 035% sulf.
Caracteristici fizice
Aproape toate proprietățile fizice ale metalelor depind direct sau invers asupra temperaturii . Indicatorii cum ar fi rezistivitatea, coeficientul de dilatare liniară și capacitatea specifică de căldură cresc cu creșterea temperaturii și densitatea oțelului, modulul său de elasticitate și conductivitatea termică, dimpotrivă, scad cu creșterea temperaturii.
O altă caracteristică fizică, numită masă, nu depinde de aproape nimic. Eșantionul poate fi supus unui tratament termic, răcit, procesat, dând o formă diferită, iar greutatea în același timp rămâne neschimbată.
Indicatorii fizici ai tuturor mărcilor bine-cunoscute ale oțelurilor și aliajelor interne, inclusiv marca descrisă, sunt prezentate în tabele și plasate în cărți de referință metalografice.
Efectul tratamentului termic asupra calității
Otelul in stare initiala este o masa mai degraba plastica si poate fi procesata prin deformare. Poate fi falsificat, ștanțat, laminat.
Pentru a schimba proprietatile mecanice si pentru a atinge calitatile cerute, se aplica tratamentul termic al metalului. Esența tratamentului termic sau termic este utilizarea unui set de operațiuni pentru încălzirea, menținerea și răcirea aliajelor metalice solide. Ca urmare a acestui tratament, aliajul își modifică structura internă și dobândește anumite proprietăți necesare producătorului și consumatorului.
Puncte critice
Punctele critice sunt temperaturile la care se schimbă structura oțelului și starea sa de fază. Calculată în 1868 de către metalurgul rus și inventatorul Dmitri Konstantinovici Chernov, prin urmare, uneori ele sunt numite puncte Chernov.
Aceste puncte sunt notate cu litera A. Punctul inferior A1 corespunde temperaturii la care austenita se transformă în perlit atunci când este răcită sau perlit în austenită când este încălzită. Punctul A3 este punctul critic superior care corespunde temperaturii la care ferita începe să precipite în timpul răcirii sau se dizolvă atunci când este încălzită.
Dacă punctul critic este determinat prin încălzire, atunci litera "c" se adaugă la litera "A", iar atunci când se răcește, se adaugă indicele "r".
Pentru acest oțel se determină următoarea temperatură a punctelor critice:
- 743 * С-Ac1;
- 815 * C-Ac3;
- 730 * C-Ar3;
- 693 * C-Ar1.
Algoritm pentru tratarea termică a oțelului și a aliajelor:
glumă:- întărire;
- plece;
- normalizare;
- îmbătrânire;
- tratamentul criogenic.
Tratamentul termic pentru oțel 40x . Caracteristicile regimului de temperatură în conformitate cu cerințele GOST 4543-71:
- temperarea oțelului 40x într-un mediu de ulei la o temperatură de 860 ° C;
- Vacanță în apă sau ulei la o temperatură de 500 ° C
Ca urmare a acestui tratament termic, acest oțel dobândește o duritate crescută (numărul de duritate HB nu este mai mare de 217), rezistența la rupere la rupere (980 N / m2) și rezistența la impact 59 J / cm2.
Rezistența la randament
Referindu-se la proprietățile mecanice, este necesar să menționăm o astfel de caracteristică importantă ca rezistența la curgere. În cazul în care sarcina aplicată este prea mare, atunci structura sau părțile acesteia încep să se deformeze și nu elastice (complet dispar, reversibile), dar deformările plastice (reziduale ireversibile) apar în metal. Cu alte cuvinte, metalul "curge".
Rezistența la curgere este limita dintre deformările elastice și elastoplastice. Valoarea puterii de curgere depinde de mai mulți factori: modul de tratare termică, prezența impurităților și a elementelor de aliere în oțel, microstructura și tipul de latură de cristal, temperatura.
În metalurgie, se disting conceptele de rezistență la curgere fizică și condițională.
Rezistența fizică a randamentului este valoarea tensiunii la care deformarea eșantionului de testare crește fără a crește sarcina aplicată. În cărțile de referință, această valoare este notată στ și pentru marca 40x valoarea sa nu este mai mică de 785 N / mm2 sau 80 KGS / mm2.
Trebuie remarcat faptul că deformările plastice (ireversibile) nu apar instantaneu în metal, ci cresc treptat, cu o creștere a încărcăturii aplicate. Prin urmare, din punct de vedere al tehnologiei, este mai adecvat să se utilizeze termenul "puterea de curgere condiționată (tehnică)".
Condiționata (sau tehnic) puterea de curgere este stresul la care prototipul primește o alungire plastică (ireversibilă) a lungimii estimate cu 0, 2%. În tabele, această valoare este notată cu p 0, 2 și pentru oțel 40x este:
- la o temperatură de la 101 până la 200 ° C - 490 MPa;
- la o temperatură de 201 până la 300 ° C - 440 MPa;
- la o temperatură de la 301 până la 500 ° C - 345 MPa.
Caracteristici tehnologice
Pentru a rezuma, oțelul de 40x poate fi caracterizat ca un material solid și durabil care poate rezista la sarcini grele fără deteriorări. Numărul de proprietăți pozitive pentru PC include:
- rezistenta la fluctuatiile de temperatura;
- excelente proprietati de coroziune;
- rezistență ridicată.
Împreună cu aceste calități, acest material are, din nefericire, și dezavantaje. Acestea includ:
- dificultăți de sudare;
- tendința de a tempera fragilitatea;
- sensibilitate la formarea flocenului.
După încălzire, urmată de tratament termic, oțelul descris este susceptibil de sudare manuală cu arc (RDS) și sudare cu electroslag (ESW). Dacă se utilizează sudarea cu puncte de contact (CTS), este necesar un tratament termic ulterior.
Răcirea lentă a oțelului din aliaj structural 40x după temperare duce la fragilitatea sa. Acest dezavantaj este absent în timpul răcirii rapide, dar în acest caz pot apărea tensiuni interne, provocând deformări.
Sensibilitatea în flotare este tendința unui metal de a forma defecte interne (cavități și fisuri), așa-numitele flocuri. Pentru a elimina acest dezavantaj, aliajul este evacuat într-o ladă, cu purjare simultană cu încălzire cu arc și cu arc electric.
Sortiment de metale laminate
Otelul 40x este produs si livrat pe piata in urmatoarea forma:
- produse lungi (inclusiv oțel în formă) în conformitate cu GOST 4543-71, 2591-2006, 2590-2006, 10702-78 și 2879-2006;
- argint și bara lustruită conform GOST 14955-77;
- tija calibrată conform GOST 8559-75, 7417-75, 1051-73 și 8560-78;
- banda conform standardelor GOST 82-70, 103-2006 și 1577-93;
- țevi în conformitate cu GOST 13663-86, 8731-74, 8733-74;
- piese forjate conform GOST 8479-70;
- în conformitate cu GOST 19903-74i1577-93.
Este cunoscut un număr suficient de analogi interni (40ХР, 40ХС, 40ХН, 40ХФ, 38ХА, 45Х) și analogi străini din clasa de oțel descrisă.
sfera de aplicare
Datorită proprietăților sale, oțelul de 40x este utilizat pe scară largă în diverse industrii. Se folosește la fabricarea camelor și arborilor cotiți, a axelor și arborilor de ax, a tijelor, a pistoanelor, a arborelui de transmisie, a axelor, a inelelor, a mandibulelor, a șuruburilor, șinelor, bucșe și a altor părți, a căror rezistență este o cerință crescută. Acest oțel este, de asemenea, utilizat pentru fabricarea structurilor exploatate la temperaturi scăzute ale mediului ambiant, de exemplu în construcția de poduri de cale ferată și de cale ferată în latitudini nordice.