Марочник сталей

Сталь 40ХФА

Сталь 40ХФА - легированная конструкционная улучшаемая хромованадиевая сталь по ГОСТ 4543-2016. Это среднеуглеродистая сталь, легированная хромом (0,80-1,10%) и ванадием (0,10-0,18%), предназначенная для термического улучшения - закалки с последующим высоким отпуском. После такой обработки она приобретает повышенный комплекс прочности и вязкости, благодаря чему используется для ответственных нагруженных деталей.

Главное отличие 40ХФА от обычной хромистой стали 40Х - присадка ванадия. Ванадий образует устойчивые карбиды, которые измельчают зерно и сдерживают его рост при нагреве. За счёт мелкозернистой структуры сталь получает более высокую прочность и ударную вязкость, пониженную чувствительность к перегреву при термообработке и теплостойкость - способность сохранять механические свойства при нагреве деталей в эксплуатации до 400 °C. Это расширяет технологическое окно нагрева и делает результат термообработки более стабильным по сравнению с 40Х.

Счёт за 15 минут

Договор поставки с ответственностью

Сертификат и паспорт качества к партии

Возврат при несоответствии ГОСТу

Поэтапная оплата для крупных

Реквизиты и ЕГРЮЛ открыто

01О стали 40ХФА

Улучшение (закалка плюс высокий отпуск) обеспечивает следующий комплекс свойств для прутка: временное сопротивление σв ≥880 МПа, предел текучести σт ≥735 МПа, относительное удлинение δ5 ≥10%, относительное сужение ψ ≥50%, ударная вязкость KCU ≥88 Дж/см². Сталь обладает хорошей прокаливаемостью, что позволяет получать однородные механические свойства по сечению деталей средних размеров. Для крупных поковок сечением 100-500 мм расчётные показатели прочности ниже, чем у прутка небольшого диаметра, что учитывают при выборе вида заготовки. После улучшения 40ХФА хорошо поддаётся механической обработке резанием.

Свариваемость стали 40ХФА трудносвариваемая: содержание углерода 0,37-0,44% в сочетании с хромом и ванадием повышает склонность к образованию закалочных структур и трещин в зоне термического влияния, поэтому сварку выполняют только с предварительным подогревом до 200-300 °C и обязательной последующей термообработкой сварного соединения. Плотность стали составляет 7,81 г/см³, что используют при расчёте теоретической массы заготовок и проката. Близкими зарубежными аналогами по составу и уровню легирования считают стали 6135 и 4140 (AISI), 41CrMo4 (DIN), SCM440 (JIS).

02Расшифровка обозначения 40ХФА

Число «40» в начале обозначения показывает среднее содержание углерода в сотых долях процента - около 0,40% (по ГОСТ 4543-2016 диапазон 0,37-0,44%). «Х» означает легирование хромом на уровне около 1% (фактически 0,80-1,10%), повышающим прокаливаемость и прочность. «Ф» - ванадий (0,10-0,18%): образует дисперсные карбиды, измельчает зерно, повышает прочность и придаёт стали теплостойкость - способность сохранять свойства при нагреве до 400 °C. Буква «А» в конце - признак высококачественной стали с пониженным содержанием серы и фосфора (не более 0,025% каждого). Хромованадиевая сталь улучшаемого класса: по сравнению с родственной маркой 40Х (без ванадия) обладает более мелким зерном и теплостойкостью, а от 40ХН (хромоникелевой) отличается системой легирования - вместо никеля работает ванадий.

03Химический состав стали 40ХФА

Показатель	Значение
C (углерод)	0,37-0,44
Si (кремний)	0,17-0,37
Mn (марганец)	0,50-0,80
Ni (никель)	≤0,30
S (сера)	≤0,025
P (фосфор)	≤0,025
Cr (хром)	0,80-1,10
V (ванадий)	0,10-0,18
Cu (медь)	≤0,30

04Механические свойства стали 40ХФА

Заготовка	σв, МПа	σт, МПа	δ5, %	ψ, %	KCU, Дж/см²
Пруток, закалка + отпуск	≥880	≥735	≥10	≥50	≥88
Поковка, сечение 100-300 мм	≥615	≥395	≥15	≥40	≥54
Поковка, сечение 300-500 мм	≥615	≥395	≥13	≥35	≥49

05Физические свойства 40ХФА

Плотность (20 °C)	7,81 г/см³ (7810 кг/м³)
Модуль упругости E (20 °C)	2,15·10⁵ МПа (215 ГПа)
Теплопроводность λ (100 °C)	37 Вт/(м·°C)
ТКЛР α (20-100 °C)	12,1·10⁻⁶ 1/°C
Удельная теплоёмкость C (100 °C)	466 Дж/(кг·°C)

06Термообработка 40ХФА

Улучшение (детали, работающие до 400 °C)	закалка 870 °C, охлаждение в масле + высокий отпуск 550-650 °C, по справочным данным
Закалка с низким отпуском (износостойкие детали, червячные валы)	закалка 870 °C + отпуск 180-220 °C, по справочным данным
Критические точки	Ac1 = 760 °C, Ac3 = 800 °C (по справочным данным)

07Технологические свойства

Режимы термообработки, сварки и резания марки 40ХФА - что важно технологу.

Прочность после улучшения	σв ≥880 МПа, σт ≥735 МПа, δ5 ≥10%, ψ ≥50%, KCU ≥88 Дж/см²
Роль ванадия	Карбиды ванадия измельчают зерно, повышают стойкость к перегреву при термообработке и сохраняют прочность при нагреве до 400 °C
Прокаливаемость	Хорошая, однородные свойства по сечению деталей средних размеров
Свариваемость	Трудносвариваемая; сварку выполняют с подогревом 200-300 °C и последующей термообработкой сварного соединения
Особенности термообработки	Сталь флокеночувствительна и склонна к обратимой отпускной хрупкости при медленном охлаждении после высокого отпуска
Назначение и аналоги	Ответственные нагруженные детали; зарубежные аналоги - 6135, 4140 (AISI), 41CrMo4 (DIN), SCM440 (JIS)

08Применение стали 40ХФА

Где применяется сталь 40ХФА на производстве.

Валы и оси

Силовые валы и оси, работающие на изгиб и кручение при знакопеременных нагрузках, где требуется сочетание прочности и вязкости.

Шестерни

Зубчатые колёса и шестерни редукторов и приводов; мелкое зерно обеспечивает прочность зуба и стойкость к ударным нагрузкам.

Шатуны и силовые детали

Шатуны, пальцы и другие нагруженные детали кривошипно-шатунных групп, испытывающие циклические усилия.

Нагруженный крепёж

Болты, шпильки и пальцы повышенной прочности, передающие значительные усилия в ответственных соединениях.

09Зарубежные аналоги

Аналог (EN / DIN / AISI)
6135 (AISI)
4140 (AISI, близкий)
41CrMo4 (DIN)
SCM440 (JIS)

10Марка 40ХФА в нормативных документах

Действующие стандарты, в которых марка упоминается напрямую или через эквивалент. Каждая ссылка - на справочную страницу ГОСТа.

ГОСТ 4543-2016. Металлопродукция из конструкционной легированной сталиТехнические условия на легированную конструкционную сталь: марки 40Х, 30ХГСА, 40ХН, 20Х, химсостав и свойства после термообработки.

11Частые вопросы по стали 40ХФА

Что даёт ванадий в 40ХФА по сравнению с 40Х?

Ванадий образует мелкодисперсные карбиды, которые измельчают зерно и сдерживают его рост при нагреве. В результате по сравнению с обычной 40Х сталь 40ХФА имеет более высокую прочность и ударную вязкость, пониженную чувствительность к перегреву при термообработке и теплостойкость - способность сохранять свойства при нагреве до 400 °C.

Какой режим термообработки применяют для 40ХФА?

Основной режим - улучшение: закалка при 870 °C с охлаждением в масле и последующий высокий отпуск при 550-650 °C для деталей, работающих при нагреве до 400 °C. Для износостойких деталей, например червячных валов, применяют закалку 870 °C с низким отпуском при 180-220 °C. Критические точки стали Ac1 = 760 °C, Ac3 = 800 °C, по справочным данным.

Почему сталь 40ХФА трудносвариваемая?

Содержание углерода 0,37-0,44% в сочетании с легированием хромом и ванадием повышает склонность стали к образованию твёрдых закалочных структур и трещин в зоне термического влияния при сварке. Поэтому сварку 40ХФА выполняют только с предварительным подогревом до 200-300 °C и обязательной последующей термообработкой сварного соединения для снятия напряжений.

Для каких деталей применяют 40ХФА?

Сталь используют для ответственных нагруженных деталей: валов и осей, шестерён, шатунов и силовых элементов, а также нагруженного крепежа. Сочетание прочности, вязкости, хорошей прокаливаемости и теплостойкости до 400 °C делает её пригодной для деталей, работающих при знакопеременных, ударных и умеренно повышенных температурных нагрузках.

Почему ванадий повышает теплостойкость 40ХФА до 400 °C?

Карбиды ванадия VC отличаются высокой термической стабильностью: в отличие от карбидов железа они не коагулируют (не укрупняются) при нагреве вплоть до 400 °C и сохраняют мелкозернистую структуру металла. Благодаря этому 40ХФА, в отличие от безванадиевой 40Х, не теряет прочность при умеренном нагреве в процессе эксплуатации - это и называют теплостойкостью.

Чем 40ХФА отличается от 40Х и 40ХН?

От 40Х сталь 40ХФА отличается присадкой ванадия (0,10-0,18%), которая измельчает зерно и даёт теплостойкость до 400 °C. От 40ХН, легированной никелем для повышения вязкости и прокаливаемости в крупных сечениях, 40ХФА отличается системой легирования: вместо никеля в ней работает ванадий, что делает марку более узкоспециализированной для теплонагруженных деталей.

12Купить прокат из стали 40ХФА со склада

Калькулятор массы

Расчёт массы по диаметру / толщине загрузится автоматически. Либо откройте калькуляторы веса.

Прокат из стали 40ХФА - под заказ

Позиции под партию подбираем по вашей спецификации - пришлите перечень типоразмеров или чертёж, менеджер посчитает массу и пришлёт счёт. Сертификат и паспорт качества плавки - к каждой партии.

Заказать прокат из стали 40ХФА - счёт за 15 минут

Пришлите чертёж, спецификацию или опишите задачу - менеджер подберёт позицию, посчитает массу и пришлёт счёт за 15 минут. Сертификат и паспорт качества на плавку - к каждой партии.