Сталь 40Х13 – характеристика, химический состав, свойства, твердость

На чтение 27 мин. Опубликовано

Evgeniy13

Мне один термист обещал 60,но когда отдал сказал 58 ,проверять не стал,но по очучениям было около того.

Dinamic_kr
ireene
maxx2000

60 ед. может на окалине показать, или наклёп не сошлифован.
ireene
Кэчэда
M0squit0

quote: Изначально написано Ivaldan:

А недавно замеряли кутерные ножи, было около 58.

Ножи от кутлера встречаются из 50х14мф. Для этой стали твердость 57,5HRc – нормально.
maxx2000
Кэчэда

quote: Originally posted by maxx2000:

Вроде из неё в Советские времена все охотничьи ножи делали?
Ivaldan
Ivaldan

Ножи от кутлера встречаются из 50х14мф. Для этой стали твердость 57,5HRc – нормально.

Любая марка стали обладает своим набором характеристик и свойств. При производстве любого изделия металлурги пытаются сделать так, чтобы все требуемые характеристики были на максимальном уровне. Однако произвести сплав, который будет подходить для любых целей невозможно. По этой причине приходится выбирать, какие именно параметры нужно улучшить, чтобы успешно применять сплав в определенном направлении.

Общее описание сталей

Сталь 40 х 13 является наиболее востребованной при производстве ножей. Характеристики этого продукта лучше всего подходят для создания именно такого товара. Здесь стоит понимать, что чем сложнее химический состав, тем сложнее и дольше будет процесс обработки. Кроме того, значительно будет увеличиваться и стоимость готового изделия. Важно также знать, что наилучшая сталь для изготовления ножей, к примеру, получается только после термической обработки.

image

Основные качества сплава

  • Один из первых и очень важных параметров – это высокая жаропрочность материала.
  • Второй параметр, который также играет очень важную роль – это стойкость к разным видам коррозии. Это значительно увеличивает срок службы всех изделий, который изготовлены из этой марки.
  • Сталь 40 х 13 относится к составам, которые практически никогда не ржавеют.

Подобный продукт во многом обязан своими высокими антикоррозионными качествами сложному и длительному технологическому процессу производства, куда обязательно входит такой этап, как закалка материала. Результатом подобной процедуры стало полное растворение такого вещества, как карбид. Именно это и дает высокую защиту от коррозии.

Может случиться так, что стойкость к этому дефекту может быть снижена. Чаще всего это происходит в том случае, если количество карбида в хроме слишком маленькое или если температура плавки стали снижается до 600 градусов. Однако при правильном технологическом процессе этого обычно не происходит.

image

Сталь 40 х 13 проходит плавку в специальных печах открытого типа. Для проведения этой процедуры можно использовать печи индукционного типа. Сам процесс плавки металла происходит при температуре от 850 до 1100 градусов по Цельсию. Для того чтобы избежать трещин при сильном нагреве, технологическая операция происходит поэтапно, где чередуется нагрев и охлаждение материала.

Обработка материала

Термообработка стали 40 х 13 – это процедура, которая во многом определяет наличие положительных характеристик у сплава. После прохождения этого этапа, материал состоит из таких частиц, как карбиды, мартенситы, остаточные аустениты. Если во время термической обработки сплава температура будет превышать 1050 градусов по Цельсию, то будет образовываться больше аустенитных частиц. Это приведет к тому, что твердость стали 40х13 будет снижаться. Если понизить температуру плавки металла до 450-550 градусов по Цельсию, то можно получить такой эффект, как вторичная твердость. Это происходит из-за того, что при такой температуре начинает выделяться вещество, которое называется мелкодисперсным карбидом.

Применение сплава

Основное предназначение использования стали 40 х 13 – это изготовление недорогих, но достаточно прочных кухонных ножей. Все товары из такого сплава отлично подходят для применения в бытовых условиях, так как он практически никогда не покроется ржавчиной. Кроме того, достаточно просто точить ножи, которые сделаны из такой марки стали. Их очень удобно использовать, а также ухаживать за ними.

Преимуществом сплава стало еще и то, что он не только достаточно острый, чтобы успешно резать любые продукты питания, но он еще и полностью безопасен в экологическом плане, что и позволяет применять его на кухне.

Еще одно направление использования такой стали – это изготовление скальпелей медицинского типа. Возможно производство также других деталей, таких как пружины, подшипники и другие. Единственное отрицательное качество этого материала – это низкая устойчивость к воздействию агрессивной окружающей среды, а также высокой температуры. По этим причинам такая сталь не подходит для применения при сварке, к примеру.

Отзывы о продукции

Сталь 40 х 13 пользуется достаточно высоким спросом, что хорошо отражается в количестве положительных отзывов. Основные преимущества этой марки – это срок службы. Даже после заточки ножи будут оставаться острыми достаточно долго. Изделие не поддается коррозии, что также высоко оценивается покупателями. При всем этом стоимость изделий из такого материала полностью приемлема, что максимально увеличивает спрос на продукцию среди потребителей.

Отмечается лишь то, что стоит осторожно обращаться с продукцией из этой стали, так как сама по себе она достаточно гибкая. По этой причине применять нож для обработки твердой поверхности нельзя. Стоит также отметить, что хранить ножи и прочие режущие инструменты в сырых и влажных местах не стоит – это приведет к их быстрому выходу из строя.

Любая сталь обладает определенными свойствами, присущими только конкретной марке. И металлурги стараются приложить максимальные усилия для получения самых высоких и качественных характеристик материала. Но, так как получить идеальную структуру стали не совсем реально, все сводится к подбору оптимальных возможностей для тех или иных целей. Ведь всем известно, что нож из мягкой стали затачивается легче, чем тот, который изготовлен из более жесткой. А твердая сталь, наоборот, отличается высокой устойчивостью к механическим воздействиям.

При сложном химическом составе замедляется и сам производственный процесс изготовления стали, из-за чего и стоимость готового изделия растет.

Не всегда качество ножа может зависеть от конкретной марки стали. Большую роль здесь играет качественная термообработка изделия. Самой востребованной сталью для изготовления ножей считается сталь 40х13. Она обладает всеми необходимыми свойствами и характеристиками.

Какими характеристиками обладает сталь 40х13

Марка стали 40х13 обладает следующими характеристиками:

  1. Имеет мощную жаропрочность.
  2. Устойчивость к различным коррозиям.
  3. Считается абсолютно не ржавеющим материалом.

Свои антикоррозийные особенности сталь приобретает благодаря сложному технологическому процессу, который предусматривает специальную закалку. В результате такой процедуры происходит полное растворение карбида, что и обеспечивает антикоррозийную защиту материала. Одной из причин снижения стойкости к развитию коррозии является пониженное содержание хрома в карбиде или снижение температуры плавления стали до 600 градусов. Но, если технологический процесс предусмотрен правильно, то этого происходить не должно.

Плавят сталь в специальных печах открытого типа. Для этого могут быть использованы и индукционные печи. Процесс плавления стали осуществляется при температуре от 850 до 1100 градусов, что обеспечивает ее полное деформирование. Чтобы не образовывались трещины, технологическая процедура предусматривает специальные режимы нагрева и охлаждения, которые проводятся попеременно.

Составляющие элементы после закаливания

После того как сталь прошла процедуру закалки, ее составляющими являются такие элементы:

  • карбидные частицы;
  • мартенситы;
  • остаточные аустениты.

После достижения температурного режима предела 1050 градусов и выше, наблюдается снижение твердости материала. Это говорит, об увеличение количества аустенита в составе стали. При снижении температур плавления до 450-550 градусов наблюдается вторичная твердость материала, которая наступает в результате выделения мелкодисперсного карбида из состава стали.

Область применения стали 40х13

Сталь марки 40х13 широко применяют для изготовления недорогих отечественных кухонных ножей. Изделия из этой стали прекрасно подходят для использования в хозяйстве, так как они ни при каких условиях не покрываются ржавчиной, легко точатся и удобны как в использовании, так и в уходе. Ножом с такой сталью легко можно нарезать все виды гастрономических изделий, мясо, рыбу, овощи и фрукты. Такое лезвие не только достаточно острое, но и совсем безопасное для использования в пищевых целях.

Кроме того, сталь 40х13 используется для производства медицинских скальпелей и других инструментов. Из нее делают измерительные приспособления, пружины, подшипники, компрессорные элементы и другие предметы, которые применимы в домашнем хозяйстве.

Единственным минусом изделий из такой стали является такой фактор, как неустойчивость к агрессивным средам и высоким температурным режимам. Поэтому такой вид стали запрещается применять при сварках.

Какими отзывами пользуются изделия из стали 40х13

Изделия из стали 40х13 пользуются огромным спросом среди широкого круга потребителей. Поэтому производство этой марки стали занимает важное место в металлургии. Многие отмечают, что ножи из такого материала очень долговечны из-за своей твердости. Лезвия хорошо точатся и достаточно долго остаются острыми. К тому же сталь не поддается коррозии, что еще больше повышает ее спрос на рынке. Более того, изделия из нее обладают приемлемой стоимостью по сравнению с другими ее аналогами.

Особенно любят сталь 40х13 дайверы, рыбаки, водолазы и просто хозяйки. Ведь ножи, выпускаемые из этой стали, действительно практичны для использования в различных отраслях. Успешно производят из нее и сувенирные клинки.

Стоит отметить, что изделия из стального материала совсем не требуют какого-либо особого ухода, кроме заточки. Но, зато со сталью 40х13 требуется аккуратное обращение, так как лезвия ножей очень гибкие. Например, нельзя использовать такой нож для работы с твердыми поверхностями.

Особой популярностью обладает инструмент для маникюра, выполненный из такого материала, как сталь 40х13. Благодаря своей твердости, щипчики хорошо обрабатывают кутикулу. При этом не следует часто натачивать инструмент. А постоянное его использование не приводит к деформации изделия.

Особо довольными остаются качеством лезвий и медицинские работники, в частности, хирурги. Ведь скальпели изготавливают преимущественно из стали 40х13. Она даже приобрела новое название – медицинская сталь.

Приобретая изделия из стали 40х13 необходимо помнить, что относится к вещам нужно аккуратно. Лезвия ножей не любят хранения в сырых и очень влажных условиях. На них могут появиться мелкие точечки ржавчины, которые после заточки, конечно же, исчезнут. Но, лучше не допускать подобных оплошностей.

Несколько лет уже пользуюсь кухонным ножом из стали 40х13. И хочу сказать, что нож из такого материала является довольно прочным и удобным в применении. Он хорошо и легко точиться. Отлично режет даже жесткое мясо и рыбу. Поражает его долговечность. Лезвие абсолютно не сточилось при постоянной его эксплуатации.

Работаю мастером маникюра уже 10 лет. В своей работе приходилось использовать различные режущие инструменты для придания ногтям нужной формы и опрятного внешнего вида. Особо осталась довольна щипчиками для подравнивания кутикул, выполненными из стали 40х13. Материал довольно прочный, долго остается острым, при затачивании не деформируется.

На рынке предложили купить подшипник на велосипед из стали 40х13. Остался очень довольным. Оказался довольно прочным и качественным. Очень рекомендую!

Сталь 40Х13   ГОСТ 5632-72

Сталь мартенситного класса

Массовая доля элементов, %

Углерод

Кремний

Марганец

Хром

 Железо Сера Фосфор Титан Медь Никель

Не более

0,36-0,45

Не более 0,8

Не более 0,8

12,0-14,0

Осн.

0,025

0,030

0,2

0,3

0,6

В отожженном или отпущенном состоянии число твёрдости  229-143 НВ.

Рекомендуемые режимы термической обработки заготовок для изготовления образцов: закалка с 1000 – 1050оС, охлаждение в масле, отпуск при 200–300оС, охлаждение на воздухе или в масле. Твёрдость не менее 50 HRC.

Температура критических точек, оС

Ас1

Ас3 (Асm)

Аr1

МН

820

870

780

270

Состояние поставки,

режимы термической

обработки

Сечение,

мм

Временное

сопротивление

σВ, МПа

Относительное

удлинение

δ5, %

Твёрдость НВ (HRCЭ),

не менее

 Прутки. Закалка 1000-1050оС,масло.

Отпуск 200-300оС,

воздух или масло.

Образцы

–

–

(52)

   Прутки:

     шлифованные, обработанные

     на заданную прочность

     отожжённые

1 – 30

Св. 5

590-810

–

10

–

–

143-229

Листы горячекатаные или холоднокатаные.

Отжиг или отпуск

740 – 800оС,(образцы поперечные)

До 3,9

550

15

–

   Проволока

термообрабатанная

1,0-6,0

590-880

10

–

Временное сопротивление σВ,

Н/мм2 (кгс/мм2)

Относительное удлинение

δ, %, не менее

590-810(60-83)

10

Механические свойства в зависимости от температуры отпуска.

Температура

испытания, оС

Предел

текучести

σ0,2

Временное

сопротивление σВ

Относительное

удлинение

δ5

Относительное

сужение

поперечного

сечения ψ

Ударная

вязкость

 KCU,

Дж/см2

Твёрдость, HRCЭ

(НВ)

МПа

%

Закалка 1000оС, масло

200

1620

1840

1

2

19

52

350

1450

1710

11

22

25

50

500

1390

1680

7

9

19

51

700

500

780

35

59

71

(217)

Температура

испытания, оС

Режимы термообработки, условия испытания

Предел

текучести

σ0,2

Временное

сопротивление σВ

Относительное

удлинение

δ5

Относительное

сужение

поперечного

сечения ψ

Ударная вязкость

 KCU, Дж/см2

МПа

%

20

Закалка 1030-1050оС, воздух. Отпуск 530оС, выдержка 2ч, охлаждение на воздухе

1420

1670

6

34

11

410

1310

1360

7

36

–

470

960

1130

12

45

6

510

980

1070

12

49

–

20

Закалка 1050оС, воздух. Отпуск 600оС, выдержка 3ч

890

1120

13

32

12

200

810

940

11

40

49

300

710

900

10

39

69

400

670

780

12

45

73

500

470

520

20

77

78

600

255

300

21

84

118

20

Закалка 1050оС, воздух. Отпуск 650оС, выдержка 3ч. При 20оС

НВ 277-286

710

930

14

42

24

400

–

–

–

–

93

450

540

640

15

44

–

500

–

540

18

67

132

800

Образец деформированный диаметром 6 мм и длиной 30 мм. Скорость деформирования 16мм/мин. Скорость деформации

0009 1/с

120

130

64

96

–

900

100

125

68

92

–

950

74

90

84

96

–

1000

51

75

70

98

–

1050

45

57

73

100

–

1100

43

53

60

98

–

1150

34

40

64

100

–

1200

27

32

60

100

–

Механические свойства при 20оС в зависимости от тепловой выдержки.

Режимы

термической

обработки

Тепловая выдержка

Предел текучести σ0,2

Временное

сопротивле-

ние σВ,

Относи-тельное удлине-ние δ5

Относи-тельное сужение ψ

Ударная вязкость, KCU, Дж/см2

Температура,

 оС

Время, ч

МПа

%

 Закалка 1050оС, масло.

 Отпуск 550оС, выдержка 10ч

Без тепловой выдержки

940

1140

13

48

21

470

1 000

870

1080

11

43

–

3 000

900

13

42

23

600оС, выдержка 3ч

Без тепловой выдержки

890

1120

13

32

11

450

5 000

820

1080

12

28 – 31

–

10 000

840

1000

13

25 – 33

–

530оС, выдержка 6ч

470

500

930

1100

13

47

15

1 000

880

1060

14

46

–

5 000

750

990

14

37

22

Предел выносливости σ-1=370 МПа при σВ=880 МПа, НВ 270

Ударная вязкость KCU, Дж/см2

Температура, оС

Состояние поставки

+20

-78

54

7

Пруток диаметром 55 мм

Коррозионная стойкость

Среда

Температура,

оС

Длительность

испытания, ч

Глубина коррозии,

мм/год

H2SO4  концентрированная

20

720

0,01

63,4% раствор H2SO4

40

24

5,27

Аммиак, 24%

20

720

0,0032

Физические свойства

Температура испытания, оС

20

100

200

300

400

500

600

700

800

900

   Модуль нормальной упругости    Е, ГПа

214

208

202

194

185

173

160

–

–

–

   Плотность ρn, кг/см3

7650

7630

7600

7570

7540

7510

7480

7450

7420

–

   Коэффициент теплопроводности λ, Вт/(м · С)

25

26

27

28

29

29

29

28

28

29

Удельное сопротивление

ρ, НОм · м

–

786

830

890

950

998

1046

1122

–

–

Физические свойства

Температура испытания, оС

20-

100

20-

200

20-

300

20-

400

20-

500

20-

600

20-

700

20-

800

20-

900

20-

1000

   Коэффициент линейного

расширения   α, 10-6, 1/оС

10,7

11,5

11,9

12,2

12,5

12,8

13,0

13,2

–

–

   Удельная теплоёмкость 

 С, Дж/(кг· оС)

452

477

502

528

553

578

620

666

691

–

Назначение: режущий, мерительный и хирургический инструмент, пружины, карбюраторные иглы, предметы домашнего обихода, клапанные пластины компрессоров.

Примечание: сталь применяется после закалки и низкого отпуска со шлифованной и полированной поверхностью, обладает повышенной твёрдостью.

Сталь  применяется как коррозионно-стойкая.

Температура ковки, оС: начала 1200, конца 850. Сечения до 200 мм подвергаются низкотемпературному отжигу.

Свариваемость – не применяется для сварных конструкций.

Обрабатываемость резанием – в закалённом и отпущенном состоянии при НВ 340, σВ=730 МПа,  Kυ б. ст=0,4,          Kυ тв. спл=0,6

Сортамент, форма и размеры стали должны соответствовать требованиям:

         горячекатаной круглой – ГОСТ 2590-88;

         горячекатаной квадратной – ГОСТ 2591-88, ОСТ 14-2-205-87, отраслевого стандарта Минчермета СССР;

         кованой круглой и квадратной – ГОСТ 1133-71;

         горячекатаной и кованой полосовой – ГОСТ 4405-75;

         горячекатаной полосовой – ГОСТ 103-76;

горячекатаной шестигранной – ГОСТ 2879-88;

калиброванной круглой – ГОСТ 7417-75;

калиброванной квадратной  – ГОСТ 8559-75;

калиброванной шестигранной – ГОСТ 8560-78;

со специальной отделкой поверхности – ГОСТ 14955-77.

Применение стали 40Х13

Сталь 40Х13 применяют:

  • как коррозионностойкий материал с высокой твердостью для: — режущего, измерительного и хирургического инструментов; — пружин, подшипников и других изделий, работающих на износ в слабоагрессивных средах; — бытовых приборах и предметах домашнего обихода.;
  • как жаропрочный и жаростойкий материал при работе до 400-450 °С для крепежных изделий, валов, упругих элементов, испытывающих воздействие слабоагрессивных сред, например, при переработке нефти.

Превращения и микроструктура стали 40Х13

  1. При нагреве сталь 40Х13 имеет полиморфное альфа-гамма превращение в интервале температур от 820 °С (Ас1) до 880 (Ас3).
  2. При нагреве несколько выше температуры точки Ас3 структура стали состоит из аустенита и карбидов хрома типа Cr23C6. Полное растворение карбидов происходит при 950-1000 °С.
  3. Сталь 40Х13 имеет наилучшую коррозионную стойкость после закалки с температуры, которая обеспечивает полное растворение карбидов.
  4. Сталь 40Х13 имеет достаточно высокую прокаливаемость: закалка деталей может производиться при охлаждении в масле или на воздухе.
  5. В стали 40Х13 перед перлитным превращением аустенита из него выделяются карбиды Cr23C6. После обеднения аустенита по углероду происходит перлитное превращение аустенита.
  6. Интервал мартенситного превращения в стали 40Х13 составляет 270-80 °С. При закалке с температур 980-1000 °С происходит практически полное превращение аустенита в мартенсит.
  7. Промежуточное (бейнитное) превращение в стали 40Х13 отсутствует.
  8. Отпуск закаленной стали 40Х13 приводит к распаду мартенсита на феррито-карбидную смесь. С повышением температуры отпуска твердость стали 40Х13 снижается. При отпуске в интервале 480-520 °С происходит существенное снижение пластичности и ударной вязкости из-за развития процессов отпускной хрупкости.
  9. Сталь 40Х13 в зависимости от заданной твердости применяют или после низкотемпературного отпуска при 200-400 °С, или после высокого отпуска при 600-650 °С. Для промежуточных температур отпуска характерно снижение коррозионной стойкости.

Качественный нож на все случаи жизни из стали 40Х13

Внимание!!!

Данная самоделка размещена исключительно в ознакомительных целях. Запрещено создание и применение в качестве холодного оружия, согласно ст223.4 УК РФ грозит лишение свободы до двух лет!

Всем привет, предлагаю к рассмотрению качественный, красивый, крепкий нож из нержавеющей стали 40Х13 (AISI 420), который вы сможете сделать своими руками! Сделать такой нож совсем не сложно, нужно запастись терпением и иметь небольшой опыт работы с металлом. Конечно, хорошо бы иметь для изготовления ленточную шлифовальную машину, с ней процесс шлифовки проходит куда быстрее и качественнее. А в целом ничего особенного знать для изготовления такого шедевра и не нужно, более подробно читаем далее! Материалы и инструменты, которые использовал автор:

Список материалов:

— нержавеющая сталь марки 40Х13 (AISI 420); — древесина для накладок; — латунные стержни для штифтов; — медная трубочка; — эпоксидный клей; — масло для пропитки дерева.

Читайте также:  Конструкционные нержавеющие стали

Список инструментов:

— ленточная шлифовальная машина; — бормашина; — дрель; — наждачная бумага; — болгарка; — заточный станок для ножей; — полировальный станок; — тиски; — напильники; — маркер; — бумага, ножницы, карандаш (для шаблона); — циркулярная пила; — зажимы; — духовка; — печь и масло для закалки.

Процесс изготовления ножа:

Шаг первый. Изготавливаем шаблон и переносим на заготовку

Шаг второй. Изготовление основного профиля ножа Далее автор приступает к резке, тут была использована болгарка. Если у вас нет ленточной шлифовальной машины, то нужно максимально поработать болгаркой, чтобы потом было меньше работ по шлифовке. После резки отправляемся к ленточной шлифовальной машине и обрабатываем профиль как по контуру, так и выравниваем плоскости. Те места, куда не удалось подлезть ленточной машиной, обрабатываем бормашиной или напильниками. Клинок будет довольно сильно нагреваться при шлифовке, охлаждаем его в воде.

Шаг третий. Отверстия Далее сверлим отверстия в рукоятке, они нам будут нужны для установки штифтов. Еще одно отверстие понадобится для установки медной трубочки. Такую работу лучше проводить на сверлильном станке. Сверлить лучше всего с маслом, так сверла будут служить куда дольше.

Шаг четвертый. Термообработка Профессиональная термообработка включает минимум две стадии, это закалка и отпуск. Благодаря таким процедурам получается качественный клинок, лезвие которого долго не тупится и не ломается под большой нагрузкой на изгиб.

Для начала нам нужно закалить клинок, раскаляем металл до красного свечения и опускаем в масло. Подойдет растительное масло или минеральное, автор использовал автомобильную отработку, судя по цвету масла.

После закалки обязательно отпускаем сталь, чтобы она начала пружинить. Делается это в духовке при температуре около 200 градусов Цельсия, для каждой марки стали этот параметр индивидуален. Чтобы понять, получился ли отпуск, клинок нужно отшлифовать. При отпуске сталь становится соломенного цвета.

Шаг пятый. Формируем скосы и шлифуем

Шаг шестой. Зазубрина По желанию на лезвии можно сделать зазубрину. Для этого автор использовал бормашину с соответствующей насадкой.

Шаг седьмой. Полировка Полируем клинок до зеркального блеска. Для этих целей нам понадобится полировальный станок и паста ГОИ. Немного времени и сил, теперь в клинок можно смотреть как в зеркало. После этого заматываем его изолентой, чтобы не повредить клинок и не порезаться самому.

Шаг восьмой. Изготовление ручки Для ручки вырежьте две накладки из красивой древесины. Также автор вырезал еще две пластины из латуни, они будут установлены перед деревянными накладками. С ними нож смотрится красивее.

Далее сверлим отверстия, подготавливаем штифты и трубку. Осталось размешать эпоксидку и склеить ручку.

После сушки формируем желаемый профиль ручки на ленточной машине или вручную напильниками. Финальную обработку проводим вручную наждачной бумагой. Ручка должна стать идеально гладкой.

Ручку обязательно пропитываем маслом для защиты от влаги. К тому же, с маслом древесина смотрится просто восхитительно.

Читайте также:  Каталог информации

Шаг девятый. Заточка Для заточки у автора есть специальный станочек, тут используются заточные камни разной зернистости. После заточки нож должен легко резать бумагу.

На этом все, нож готов. Удачи и творческих вдохновений, если надумаете повторить!

Внимание!!!

Данная самоделка размещена исключительно в ознакомительных целях. Запрещено создание и применение в качестве холодного оружия, согласно ст223.4 УК РФ грозит лишение свободы до двух лет! Источник (Source)

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

Сталь 40Х13: марочник сталей и сплавов. Ниже представлена систематизированная информация о назначении, химическом составе, видах поставок, заменителях, температуре критических точек, физических, механических, технологических и литейных свойствах для марки – Сталь 40Х13.

Общие сведения стали 40Х13

Заменитель марки
стал 30Х13
Вид поставки
Лист 40х13, круг 40х13, проволока 40х13, полоса 40х13, шестигранник 40х13, труба 40х13, сортовой прокат, вВ том числе фасонный: ГОСТ 5949-75, ГОСТ 2590-71, ГОСТ 2591-71, ГОСТ 2879-69. Калиброванный пруток ГОСТ 7417-75, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78. Шлифованный пруток иВ серебрянка ГОСТ 14955-77, ГОСТ 18907-73. Лист тонкий ГОСТ 5582-75. Проволока ГОСТ 18143-72. Полоса ГОСТ 4405-75, ГОСТ 103-76, ГОСТ 18968-73. Поковки иВ кованые заготовки ГОСТ 1133-71.
Применение
режущий, мерительный инструмент, пружины, карбюраторные иглы, предметы домашнего обихода, клапанные пластины компрессоров иВ другие детали, работающие при температуре доВ 400-450В°С,В аВ также детали, работающие вВ коррозионных средах. Сталь коррозионно-стойкая мартенситного класса.

Химический состав стали 40Х13

Химический элемент %
Кремний (Si), неВ более 0.8В 
Марганец (Mn), неВ более 0.8В 
Медь (Cu), неВ более 0.30В 
Никель (Ni), неВ более 0.6В 
Сера (S), неВ более 0.025В 
Титан (Ti), неВ более 0.2В 
Углерод (C)В  0.36-0.45В 
Фосфор (P), неВ более 0.030В 
Хром (Cr)В  12.0-14.0В 

Механические свойства стали 40Х13

Механические свойства

Термообработка, состояние поставки Сечение, мм ПѓB, МПа Оґ5, % HB HRCэ
Прутки. Закалка 1000-1050В°С,В масло. Отпуск 200-300В°С,В охлаждение наВ воздухе или вВ масле. образцы >52В 
Прутки шлифованные, обработанные наВ заданную прочность 1-30В  590-810В  10В 
Прутки отожженные >5В  143-229В 
Листы горячекатанные или холоднокатанные. Отжиг или отпуск 740-800В°СВ (образцы поперечные) <3,9 В </td> 550 В  15 В  В  В 
Проволока термообработанная 1-6В  590-880В  10В 

Механические свойства при повышенных температурах

t испытания,В°C t отпуска,В°С Пѓ0,2, МПа ПѓB, МПа Оґ5, % П€, % KCU, Дж/м2 HB
Закалка 1000В°СВ вВ масло.
700В  500В  780В  35В  59В  71В  217В 
Закалка 1030-1050В°С,В воздух. Отпуск 530В°С,В выдержка 2В ч,В охлаждение наВ воздухе.
20В  1420В  1670В  6В  34В  11В 
410В  1310В  1360В  7В  36В 
470В  960В  1130В  12В  45В  6В 
510В  980В  1070В  12В  49В 
Закалка 1050В°С,В воздух. Отпуск 600В°С,В выдержка 3В ч.
20В  890В  1120В  13В  32В  12В 
200В  810В  940В  11В  40В  49В 
300В  710В  900В  10В  39В  69В 
400В  670В  780В  12В  45В  73В 
500В  470В  520В  20В  77В  78В 
600В  255В  300В  21В  84В  118В 
Закалка 1050В°С,В воздух. Отпуск 650В°С,В выдержка 3В ч.В При 20В°СВ НВВ 277-286
20В  710В  930В  14В  42В  24В 
400В  93В 
450В  540В  640В  15В  44В 
500В  540В  18В  67В  132В 
Образец деформированный диаметром 6В ммВ иВ длиной 30В мм.В Скорость деформирования 16В мм/мин. Скорость деформации 0,009В 1/с.
800В  120В  130В  64В  96В 
900В  100В  125В  68В  92В 
950В  74В  90В  84В  96В 
1000В  51В  75В  70В  98В 
1050В  45В  57В  73В  100В 
1100В  43В  53В  60В  98В 
1150В  34В  40В  64В  100В 
1200В  27В  35В  60В  100В 

Механические свойства вВ зависимости отВ температуры отпуска

t отпуска,В°С Пѓ0,2, МПа ПѓB, МПа Оґ5, % П€, % KCU, Дж/м2 HRCэ
Закалка 1000В°СВ вВ масло.
200В  1620В  1840В  1В  2В  19В  52В 
350В  1450В  1710В  11В  22В  25В  50В 
500В  1390В  1680В  7В  9В  19В  51В 

Механические свойства при 20В СВ вВ завис. отВ тепловой выдержки

Термообработка, состояние поставки Пѓ0,2, МПа ПѓB, МПа Оґ5, % П€, % KCU, Дж/м2
Закалка 1050В°С,В масло. Отпуск 550В°С,В выдержка 10В ч
Без тепловой выдержки 940В  1140В  13В  48В  21В 
Тепловая выдержка 470В°С,В 1000В чВ  870В  1080В  11В  43В 
Тепловая выдержка 470В°С,В 3000В чВ  900В  1080В  13В  42В  23В 
Закалка 1050В°С,В масло. Отпуск 600В°С,В выдержка 3В ч
Без тепловой выдержки 890В  1120В  13В  32В  11В 
Тепловая выдержка 450В°С,В 5000В чВ  820В  1080В  12В  28-31В 
Тепловая выдержка 450В°С,В 10000В чВ  840В  1000В  13В  25-33В 
Закалка 1050В°С,В масло. Отпуск 530В°С,В выдержка 6В ч
Тепловая выдержка 470В°С,В 500В чВ  930В  1100В  13В  47В  15В 
Тепловая выдержка 470В°С,В 1000В чВ  880В  1060В  14В  46В 
Тепловая выдержка 470В°С,В 5000В чВ  750В  990В  14В  37В  22В 

Технологические свойства стали 40Х13

Температура ковки
Начала 1200, конца 850. Сечения доВ 200В ммВ подвергаются низкотемпературному отжигу.
Свариваемость
не применяется для сварных конструкций.
Обрабатываемость резанием
В закаленном иВ отпущенном состоянии при НВВ 340 иВ ПѓBВ = 730В МПа KП… тв.спл. = 0,6, KП…В б.ст. = 0,4.

Температура критических точек стали 40Х13

Критическая точка В°С
Ac1В  820
Ac3В  870
Ar1В  780
Mn 270

Ударная вязкость стали 40Х13

Ударная вязкость, KCU, Дж/см2

Состояние поставки, термообработка +20В  -78В 
Пруток диаметром 55В мм. 54 7

Предел выносливости стали 40Х13

Пѓ-1, МПа ПѓB, МПа Термообработка, состояниестали
370 880 НВВ 270

Коррозийнные свойства стали 40Х13

Среда Температура испытания,В°С Длительность испытания, ч Глубина, мм/год
H2SO4В концентрированная 20 720 0,01
H2SO4В 63,4В % раствор 40 24 5,27
Аммиак, 24В % 20 720 0,0032

Физические свойства стали 40Х13

Температура испытания,В°С 20 100 200 300 400 500 600 700 800 900
Модуль нормальной упругости, Е,В ГПа 214 208 202 194 185 173 160
Плотность стали, pn,В кг/м3 7650 7630 7600 7570 7540 7510 7480 7450 7420
Коэффициент теплопроводности Вт/(мВ О‡В°С) 25 26 27 28 29 29 29 28 28 29
Уд.В электросопротивление (p,В НОм О‡ м) 786 830 890 950 998 1046 1122
Температура испытания,В°С 20-100 20-200 20-300 20-400 20-500 20-600 20-700 20-800 20-900 20-1000
Коэффициент линейного расширения (a,В 10-6В 1/В°С) 10.7 11.5 11.9 12.2 12.5 12.8 13.0 13.2
Удельная теплоемкость (С,В Дж/(кгВ О‡В°С)) 452 477 502 528 553 578 620 666 691

При перепечатке материалов нашего марочника сталей и сплавов указывайте ссылку, пожалуйста.

Люди комментируют

Одним из наиболее востребованных материалов в сфере человеческой деятельности является сталь. Сплав железа и углерода обладает уникальными техническими характеристиками, благодаря которым и обеспечивается универсальность этого материала. И в числе лучших находятся технические характеристики стали 40х13, из-за чего она используется в довольно большом количестве производственных процессов.

Маркировка стали

Для того, чтобы понять характеристики, присущее представленному материалу, необходимо разобраться, что означает ее маркировка. В мире существует большое количество сталей, все отличаются своими свойствами. Причем каждый день может выпускаться новая марка материала. Поэтому следует разобраться с аббревиатурой продукта.

imageСталь 40х13 является легированной, то есть в ее составе, помимо углерода и железа, находятся другие активные элементы. В данном случае содержится хром: об этом говорит буква Х в маркировке. Его процентное содержание 1,3 процента. Но технические характеристики стали 40х13 зависят главным образом от количества углерода, содержащегося в ней. В данном случае в материале имеется 0,40 процентов элемента с порядковым номером 6.

Производство легированной стали

Технология производства легированной стали включает в себя несколько этапов, которые в основном выполняются в электродуговых печах:

  1. Очищение железной руды.
  2. Выплавка стали.
  3. Внедрение дополнительных добавок.

В первую очередь железную руду очищают: избавляют от чужеродных компонентов главным образом серы, фосфора. Этот процесс осуществляется в открытых плавильных печах с применением технологии внепечной обработки. Процесс рафинирования – удаление из состава мышьяка и примеси цветных металлов. Он осуществляется посредством вакуумной плавки.

imageСледующий этап изготовления легированной марки стали состоит непосредственно в выплавке стального изделия. Для этого сырье в электродуговой печи разогревают до температуры от 400 до 600 градусов. Во время плавления железо превращается в чугун, который обладает неустойчивой кристаллической решеткой. Посредством ее стабилизации и получают сталь.

Для этого в камеру подается кислород, который, сгорая, выбрасывает в атмосферу печи углерод. Он, перемешиваясь с железом, преобразует чугун в сталь. После этого в сырье добавляют разнородные добавки (в нашем случае хром). В результате кристаллическая решетка металлопродукции уплотняется еще сильнее, и получается легированный продукт.

Технические характеристики

Следующий за выплавкой легированной марки стали следует процесс закалки и отпуска образца. Закаливание образца осуществляется при температуре 1100 градусов. После этого важно соблюсти постепенный отпуск, иначе образец покроется трещинами. Чтобы этого не допустить, это мероприятие проводится при температуре 600 градусов.

imageБлагодаря такому процессу изготовления конечный продукт обладает такими техническими характеристиками:

  1. Временное сопротивление разрыву – 1140 МПа.
  2. Условный предел текучести при остаточной деформации – 910 МПа.
  3. Относительное удлинение – 12,5 процента на пятикратную длину образца.
  4. Ударная вязкость – 12 Дж/.

Данные характеристики позволяются использоваться материал в различных сферах человеческой деятельности.

Применение

В промышленности нашлось широкое применение стали 40х13. Главным образом она используется в среде с повышенной влажности. Содержащийся в ней хром усиливает антикоррозийные свойства, полученные от обычной закалки.

imageПредставленная марка обладает хорошими показателями пластичности: при температуре более 1000 градусов легко поддается деформациям. Данный материал активно применяется при производстве режущего и измерительного инструмента, предметов домашнего обихода.

Характеристики стали 40х13 позволили использовать ее при производстве деталей машин, главным образом подшипников и частей компрессоров. Главное условие использования готовых элементов – температура рабочей среды не должна превышать 400 градусов. В строительстве материал практически не используется, ибо не сваривается.

Антикоррозийные показатели и их влияние на применение стали

Сталь 40х13 ГОСТ обладает отличительными показателями коррозийной стойкости. Она достигается за счет закалки изделия с температуры, при которой обеспечивается полное растворение карбидов. Но, если после термической обработки повысить температуру отпуска, произойдет снижение показателей устойчивости к коррозии из-за улетучивания хрома из материала. Снижение параметров случается при температуре отпускания выше 600 градусов.

Вследствие этого, дабы получить более выгодные технические характеристики стали 40х13, ее необходимо отпускать при температурах от 200 до 300 градусов, чтобы получить высокие показатели твердости и устойчивости к коррозии, либо при температуре 600-650 единиц по Цельсию – для преобразования продукта в сталь конструкционного назначения.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
А как считаете Вы?
Напишите в комментариях, что вы думаете – согласны
ли со статьей или есть что добавить?
Добавить комментарий

© 2022