Čelik 40x odnosi se na legure legure konstrukcije. Riječ "konstrukcijsko" označava da se materijal koristi za proizvodnju raznih mehanizama, konstrukcija i dijelova koji se koriste u strojarstvu i konstrukciji, te ima određeni skup kemijskih, fizičkih i mehaničkih svojstava.
Kemijski sastav
Broj 40 u oznaci pokazuje da se postotak ugljika u leguri kreće u rasponu od 0, 36 do 0, 44, a oznaka slova x označava prisutnost legirajućeg elementa kroma u količini ne manjoj od 0, 8 i ne više od 1, 1 posto. Legiranje čelika s kromom daje svojstvo otpornosti na koroziju u oksidirajućem okolišu i atmosferi. Drugim riječima, čelik dobiva svojstva od nehrđajućeg čelika. Osim toga, krom određuje strukturu legure, njezina tehnološka i mehanička svojstva.
Preostali kemijski elementi su dio čelika x 40 u sljedećim količinama:
- ne više od 97% željeza;
- 0, 5 - 0, 8% mangana;
- 0, 17 - 0, 37% silicija;
- ne više od 0, 3% bakra;
- ne više od 0, 3% nikla;
- ne više od 0, 035% fosfora;
- ne više od 0, 035% sumpora.
Fizičke značajke
Gotovo sva fizikalna svojstva metala ovise izravno ili obrnuto o temperaturi . Pokazatelji kao što su otpornost, koeficijent linearnog širenja i specifični toplinski kapacitet rastu s povećanjem temperature, a gustoća čelika, njezin modul elastičnosti i toplinska vodljivost, naprotiv, smanjuju se s povećanjem temperature.
Druga fizikalna karakteristika, nazvana masa, ne ovisi o gotovo ništa. Uzorak se može podvrgnuti toplinskoj obradi, ohladiti, obraditi, dati mu drugačiji oblik, a težina u isto vrijeme ostati nepromijenjena.
Fizički pokazatelji svih poznatih marki domaćih čelika i legura, uključujući i opisane marke, tabelirani su i smješteni u metalografske referentne knjige.
Učinak toplinske obrade na kvalitetu
Čelik je u svom početnom stanju prilično plastična masa i može se obraditi deformacijom. Može se kovati, pečatiti, valjati.
Za promjenu mehaničkih svojstava i postizanje traženih kvaliteta primjenjuje se toplinska obrada metala. Bit termičke ili toplinske obrade je korištenje skupa operacija za grijanje, držanje i hlađenje čvrstih metalnih legura. Kao rezultat ovog tretmana, legura mijenja svoju unutarnju strukturu i dobiva određena svojstva potrebna za proizvođača i potrošača.
Kritične točke
Kritične točke su temperature na kojima se mijenja struktura čelika i njegovo fazno stanje. Izračunao je 1868. ruski metalurg i izumitelj Dmitrij Konstantinović Černov, stoga se ponekad nazivaju Chernov bodovima.
Takve točke označene su slovom A. Donja točka A1 odgovara temperaturi pri kojoj se austenit pretvara u perlit kada se zagrijava ili perlit u austenit. Točka A3 je gornja kritična točka koja odgovara temperaturi pri kojoj se ferit počinje taložiti tijekom hlađenja ili se otapa pri zagrijavanju.
Ako se kritična točka određuje zagrijavanjem, tada se slovo “c” dodaje slovu “A”, a kada se ohladi dodaje se indeks “r”.
Za ovaj čelik određena je sljedeća temperatura kritičnih točaka:
- 743 * S - Ac1;
- 815 * S - Ac3;
- 730 ° C - Ar3;
- 693 ° C - Arl.
Algoritam za toplinsku obradu čelika i legura:
vic:- kaljenje;
- ostaviti;
- normalizacija;
- starenje;
- kriogeno liječenje.
Toplinska obrada čelika 40x . Značajke temperaturnog režima u skladu sa zahtjevima GOST-a 4543–71:
- gašenje čelika 40x u uljnoj okolini pri temperaturi od 860 ° C;
- Odmarajte se u vodi ili ulju na temperaturi od 500 ° C.
Kao rezultat ove toplinske obrade, ovaj čelik dobiva povećanu tvrdoću (tvrdoća HB nije veća od 217), veliku vlačnu čvrstoću pri lomu (980 N / m2) i udarnu čvrstoću 59 J / cm2.
Snaga prinosa
Govoreći o mehaničkim svojstvima, potrebno je spomenuti tako važnu karakteristiku kao granicu tečenja. Ako je primijenjeno opterećenje preveliko, tada se struktura ili njeni dijelovi počinju deformirati i nisu elastični (potpuno nestaju, reverzibilni), ali se u metalu pojavljuju plastične (nepovratne rezidualne) deformacije. Drugim riječima, metal "teče".
Granica razvlačenja je granica između elastičnih i elastoplastičnih deformacija. Vrijednost granice razvlačenja ovisi o mnogim čimbenicima: načinu toplinske obrade, prisutnosti nečistoća i legirajućih elemenata u čeliku, mikrostrukturi i vrsti kristalne rešetke, temperaturi.
U metalurgiji se razlikuju pojmovi fizičke i uvjetne granice tečenja.
Fizička granica popuštanja je vrijednost naprezanja pri kojoj se deformacija ispitnog uzorka povećava bez povećanja primijenjenog opterećenja. U referentnim knjigama ova vrijednost je označena s σt, a za marku 40x njena vrijednost nije manja od 785 N / mm2 ili 80 KGS / mm2.
Treba napomenuti da se plastične (ireverzibilne) deformacije ne pojavljuju trenutno u metalu, već se postupno povećavaju, s povećanjem primijenjenog opterećenja. Stoga je, s gledišta tehnologije, prikladnije koristiti pojam "uvjetna (tehnička) granica popuštanja".
Uvjetna (ili tehnička) granica razvlačenja je naprezanje pri kojem prototip dobiva plastično (ireverzibilno) izduženje svoje procijenjene duljine za 0, 2%. U tablicama je ova vrijednost označena kao σ 0, 2, a za čelik 40x:
- pri temperaturi od 101 do 200 ° C - 490 MPa;
- na temperaturi od 201 do 300 ° C - 440 MPa;
- na temperaturi od 301 do 500 * S - 345 MPa.
Tehnološke značajke
Ukratko, čelik 40x može se okarakterizirati kao čvrsti i izdržljivi materijal koji može izdržati teška opterećenja bez oštećenja. Broj pozitivnih svojstava računala uključuje:
- otpornost na temperaturne promjene;
- izvrsna svojstva korozije;
- visoka čvrstoća.
Uz ove kvalitete, ovaj materijal nažalost ima i nedostatke. To uključuje:
- teškoće zavarivanja;
- sklonost kaljenosti krhkosti;
- osjetljivost na stvaranje flokana.
Nakon zagrijavanja, nakon čega slijedi toplinska obrada, opisani čelik je pogodan za ručno elektrolučno zavarivanje (RDS) i elektrolučno zavarivanje (ESW). Ako se koristi točkasto zavarivanje (CTS), potrebna je naknadna toplinska obrada.
Sporo hlađenje strukturnog legiranog čelika 40x nakon kaljenja dovodi do njegove krhkosti. Ovaj nedostatak nije prisutan tijekom brzog hlađenja, ali u tom slučaju mogu nastati unutarnja naprezanja koja uzrokuju deformacije.
Flocking osjetljivost je sklonost metala da se formira unutarnje defekte (šupljine i pukotine), tzv flokula. Da bi se uklonio ovaj nedostatak, legura se evakuira u loncu s istovremenim pročišćavanjem argonom i električnim lučnim zagrijavanjem.
Asortiman valjanog metala
Čelik 40x se proizvodi i isporučuje na tržište u sljedećem obliku:
- dugi proizvodi (uključujući oblikovani čelik) prema GOST 4543−71, 2591−2006, 2590−2006, 10702−78 i 2879−2006;
- srebrna i polirana šipka prema GOST 14955−77;
- šipka kalibrirana prema GOST 8559−75, 7417−75, 1051−73 i 8560−78;
- opseg prema GOST standardima 82−70, 103−2006 i 1577−93;
- cijevi prema GOST 13663−86, 8731−74, 8733−74;
- otkivci prema GOST 8479−70;
- debeli list prema GOST 19903−74i1577−93.
Poznat je dovoljan broj domaćih (40HR, 40H, 40HF, 38HA, 45H) i stranih analoga opisane vrste čelika.
sfera primjene
Zbog svojih svojstava, čelik 40x se široko koristi u raznim industrijama. Koristi se u proizvodnji grebenastih i koljenastih osovina, osovina i osovinskih osovina, šipki, klipova, vratila zupčanika, vretena, prstena, trnova, vijaka, tračnica, čahura i drugih dijelova čija je čvrstoća povećani zahtjevi. Taj se čelik koristi i za izradu konstrukcija koje rade na niskim temperaturama okoline, primjerice u izgradnji cestovnih i željezničkih mostova u sjevernim širinama.