Jeklo 40x se nanaša na legirane strukturne zlitine. Beseda »konstrukcijska« pomeni, da se material uporablja za izdelavo različnih mehanizmov, struktur in delov, ki se uporabljajo v strojništvu in gradnji, in ima določeno vrsto kemičnih, fizikalnih in mehanskih lastnosti.
Kemična sestava
Številka 40 v oznaki označuje, da se delež ogljika v zlitini giblje med 0, 36 in 0, 44, oznaka črke x pa označuje prisotnost zlitinskega elementa kroma v količini, ki ni manjša od 0, 8 in ne več kot 1, 1 odstotka. Legiranje jekla s kromom daje lastnost korozijske odpornosti v oksidacijskem okolju in atmosferi. Z drugimi besedami, jeklo pridobi nerjavne lastnosti . Poleg tega krom določa strukturo zlitine, njene tehnološke in mehanske lastnosti.
Preostali kemični elementi so del jekla x 40 v naslednjih količinah: \ t
- ne več kot 97% železa;
- 0, 5 - 0, 8% mangana;
- 0, 17 - 0, 37% silicija;
- največ 0, 3% bakra;
- največ 0, 3% niklja;
- največ 0, 035% fosforja;
- ne več kot 0, 035% žvepla.
Fizične lastnosti
Skoraj vse fizikalne lastnosti kovin so neposredno ali obratno odvisne od temperature . Kazalniki, kot so upornost, koeficient linearnega raztezanja in specifična toplotna moč naraščajo z naraščanjem temperature, in gostota jekla, njen modul elastičnosti in toplotna prevodnost, nasprotno, z naraščanjem temperature padejo.
Druga fizikalna lastnost, imenovana masa, ni odvisna od skoraj ničesar. Vzorec lahko izpostavimo toplotni obdelavi, ohladimo, predelamo, dajemo drugačno obliko in hkrati ostane nespremenjen.
Fizični kazalniki vseh znanih blagovnih znamk domačih jekel in zlitin, vključno z opisano blagovno znamko, so tabelirani in umeščeni v referenčne knjige metalografije.
Učinek toplotne obdelave na kakovost
Jeklo v začetnem stanju je precej plastična masa in se lahko obdeluje z deformacijo. Lahko je kovana, žigosana, valjana.
Za spremembo mehanskih lastnosti in doseganje zahtevanih lastnosti se uporablja toplotna obdelava kovine. Bistvo toplotne ali toplotne obdelave je uporaba niza operacij za ogrevanje, držanje in hlajenje trdnih kovinskih zlitin. Zaradi te obdelave zlitina spremeni svojo notranjo strukturo in pridobi določene lastnosti, ki so potrebne za proizvajalca in potrošnika.
Kritične točke
Kritične točke so temperature, pri katerih se spremeni struktura jekla in njegovo fazno stanje. Izračunal leta 1868 ruski metalurg in izumitelj Dmitrij Konstantinovič Černov, zato se včasih imenujejo Chernovove točke.
Takšne točke so označene s črko A. Spodnja točka A1 ustreza temperaturi, pri kateri se avstenit, ko se ohladi ali perlit v avstenit, pri segrevanju spremeni v perlit. Točka A3 je zgornja kritična točka, ki ustreza temperaturi, pri kateri se ferit začne ob ohladitvi obrniti ali raztopi, ko se segreje.
Če se kritična točka določi s segrevanjem, se črki “A” doda črka “c” in ko se ohladi, se doda indeks “r”.
Za to jeklo se določi naslednja temperatura kritičnih točk:
- 743 * С - Ac1;
- 815 * С - Ac3;
- 730 * C - Ar3;
- 693 * C - Ar1.
Algoritem za toplotno obdelavo jekla in zlitin:
žarjenje:- gašenje;
- počitnice;
- normalizacija;
- staranje;
- kriogeno zdravljenje.
Toplotna obdelava jekla 40x . Značilnosti temperaturnega režima v skladu z zahtevami GOST 4543–71:
- kaljenje jekla 40x v oljnem okolju pri temperaturi 860 ° C;
- Dopust v vodi ali olju pri temperaturi 500 ° C.
Kot rezultat te toplotne obdelave je to jeklo pridobilo večjo trdoto (trdota HB ni večja od 217), visoko natezno trdnost ob zlomu (980 N / m2) in udarno trdnost 59 J / cm2.
Moč donosa
Ko govorimo o mehanskih lastnostih, je treba omeniti tako pomembno značilnost kot mejo tečenja. Če je uporabljena obremenitev prevelika, se struktura ali njeni deli začnejo deformirati in niso elastični (popolnoma izginjajo, reverzibilni), vendar se v kovini pojavijo plastične (nepopravljive preostale) deformacije. Z drugimi besedami, kovina "teče".
Meja tečenja je meja med elastičnimi in elastoplastičnimi deformacijami. Vrednost meje tečenja je odvisna od številnih dejavnikov: načina toplotne obdelave, prisotnosti nečistoč in legirnih elementov v jeklu, mikrostrukture in vrste kristalne mreže, temperature.
V metalurgiji se razlikujejo pojmi fizične in konvencionalne trdnosti.
Fizična trdnost tečenja je vrednost napetosti, pri kateri se deformacija preskusnega vzorca poveča brez povečanja uporabljene obremenitve. V referenčnih knjigah je ta vrednost označena z σt, za blagovno znamko 40x pa njena vrednost ni manjša od 785 N / mm2 ali 80 KGS / mm2.
Opozoriti je treba, da se plastične (nepovratne) deformacije ne pojavijo v kovini takoj, temveč postopoma, s povečanjem uporabljene obremenitve. Zato je z vidika tehnologije bolj primerno uporabiti izraz „pogojna (tehnična) meja tečenja“.
Pogojna (ali tehnična) trdnost obremenitve je obremenitev, pri kateri prototip prejme plastično (nepovratno) raztezanje ocenjene dolžine za 0, 2%. V tabelah je ta vrednost označena z σ 0, 2, za jeklo 40x pa:
- pri temperaturi od 101 do 200 ° C - 490 MPa;
- pri temperaturi od 201 do 300 ° C - 440 MPa;
- pri temperaturi od 301 do 500 * С - 345 MPa.
Tehnološke značilnosti
Če povzamemo, jeklo 40x lahko označimo kot trden in trpežen material, ki lahko prenese velike obremenitve brez poškodb. Število pozitivnih lastnosti osebnega računalnika vključuje:
- odpornost na temperaturna nihanja;
- odlične korozijske lastnosti;
- visoka trdnost.
Skupaj s temi lastnostmi ima ta material žal in slabosti. Te vključujejo:
- težave pri varjenju;
- nagnjenost k temperamentnosti;
- občutljivost na nastanek floken.
Po segrevanju, ki mu sledi toplotna obdelava, je opisano jeklo primerno za ročno obločno varjenje (RDS) in elektrolitsko varjenje (ESW). Če se uporablja kontaktno točkovno varjenje (CTS), je potrebna nadaljnja toplotna obdelava.
Počasno hlajenje strukturnega legiranega jekla 40x po kaljenju vodi v njegovo krhkost. Ta pomanjkljivost ni prisotna pri hitrem hlajenju, vendar se lahko v tem primeru pojavijo notranje napetosti, ki povzročajo deformacijo.
Flocking občutljivost je težnja kovine, da tvorijo notranje napake (votline in razpoke), tako imenovane flocs. Da bi odpravili to pomanjkljivost, je zlitina izpraznjena v lončku s sočasno čiščenjem z argonom in električnim oblokom.
Asortiman valjane kovine
Jeklo 40x se proizvaja in dostavlja na trg v naslednji obliki:
- dolgi izdelki (vključno z oblikovanim jeklom) po GOST 4543−71, 2591−2006, 2590−2006, 10702−78 in 2879−2006;
- srebrna in polirana bar po GOST 14955−77;
- palica kalibrirana po GOST 8559−75, 7417−75, 1051−73 in 8560−78;
- pasu po GOST standardih 82−70, 103−2006 in 1577−93;
- cevi po GOST 13663−86, 8731−74, 8733−74;
- odkovki po GOST 8479−70;
- debela pločevina po GOST 19903−74i1577−93.
Znano je zadostno število domačih (40ХР, 40ХС, 40ХН, 40ХF, 38ХА, 45Х) in tujih analogov opisane vrste jekla.
Področje uporabe
Zaradi svojih lastnosti se jeklo 40x pogosto uporablja v različnih industrijah. Uporablja se za izdelavo odmičnih in ročičnih gredi, osi in osnih gredi, palic, batov, gredi zobnikov, vreten, obročev, trnov, vijakov, tirnic, puš in drugih delov, katerih trdnost so večje zahteve. To jeklo se uporablja tudi za izdelavo konstrukcij, ki delujejo pri nizkih temperaturah okolja, na primer pri gradnji cestnih in železniških mostov v severnih širinah.