Марочник сталей

Сталь 40ХН

Сталь 40ХН - среднеуглеродистая легированная конструкционная сталь хромоникелевой группы по ГОСТ 4543-2016, относящаяся к улучшаемым. По своей сути это материал для ответственных нагруженных деталей: основное легирование хромом и никелем при содержании углерода 0,36-0,44% обеспечивает хорошую прокаливаемость и позволяет получать после термообработки высокий и устойчивый комплекс механических свойств по всему сечению. Химический состав регламентирует Cr 0,45-0,75%, Ni 1,00-1,40%, Mn 0,50-0,80%, Si 0,17-0,37%, Cu не более 0,30% при ограничении вредных примесей серы и фосфора не более 0,035% каждого.

Ключевую роль в марке играет никель в сочетании с хромом. Совместное легирование заметно повышает прокаливаемость, благодаря чему детали сравнительно крупных сечений прокаливаются насквозь и получают однородную структуру. При этом никель не только повышает прочность, но и существенно улучшает ударную вязкость и пластичность, в том числе при пониженных температурах, снижая склонность стали к хрупкому разрушению. Именно поэтому 40ХН ценят там, где простой прочности недостаточно и важно сопротивление динамическим и знакопеременным нагрузкам.

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 40ХН

Свой основной комплекс свойств сталь приобретает после улучшения - закалки с последующим высоким отпуском. В улучшенном состоянии достигаются временное сопротивление σв не менее 1000 МПа, предел текучести σт не менее 800 МПа, относительное удлинение δ5 не менее 11%, относительное сужение ψ не менее 45% и ударная вязкость KCU не менее 69 Дж/см². Такое сочетание прочности и вязкости и определяет назначение марки для ответственных силовых деталей.

Свариваемость 40ХН трудносвариваемая: из-за повышенного содержания углерода и легирующих элементов для получения качественного сварного шва требуется подогрев до 200-300 °C и последующая термообработка после сварки для снятия напряжений и предотвращения трещин, поэтому сварные соединения для этой марки нетипичны. Обработка резанием хорошо ведётся в улучшенном состоянии. Плотность стали составляет 7,82 г/см³, что используют при расчёте теоретической массы проката. Точного прямого зарубежного аналога марка не имеет; условно близкими считают стали типа 3140 (AISI) и 36NiCr6 (DIN), однако такое соответствие приблизительно и при ответственном применении требует проверки по фактическому составу и свойствам.

02Расшифровка обозначения 40ХН

Число «40» в начале обозначения показывает среднее содержание углерода в сотых долях процента - около 0,40% (по ГОСТ 4543-2016 диапазон 0,36-0,44%). «Х» означает легирование хромом; отсутствие цифры после буквы означает содержание около 1% (фактически 0,45-0,75%), хром повышает прокаливаемость и прочность. «Н» - никель, также без цифры, то есть около 1% (фактически 1,00-1,40%) - главный легирующий элемент марки, который повышает вязкость и прокаливаемость стали. По сравнению с сиблингами 40Х (без никеля, более узкая прокаливаемость и меньшая вязкость) и 40ХН2МА (повышенное содержание никеля и дополнительно молибден) сталь 40ХН занимает промежуточное положение по уровню легирования.

03Химический состав стали 40ХН

Показатель	Значение
C (углерод)	0,36-0,44
Si (кремний)	0,17-0,37
Mn (марганец)	0,50-0,80
Cr (хром)	0,45-0,75
Ni (никель)	1,00-1,40
S (сера)	≤0,035
P (фосфор)	≤0,035
Cu (медь)	≤0,30

04Механические свойства стали 40ХН

Показатель	Значение
σв, МПа	≥1000
σт, МПа	≥800
δ5, %	≥11
ψ, %	≥45
KCU, Дж/см²	≥69

05Физические свойства 40ХН

Плотность (20 °C)	7,82 г/см³ (7820 кг/м³)
Модуль упругости E (20 °C)	2,00·10⁵ МПа (200 ГПа)
Теплопроводность λ (100 °C)	44 Вт/(м·°C)
ТКЛР α (20-100 °C)	11,8·10⁻⁶ 1/°C

06Термообработка 40ХН: режимы закалки и отпуска

Закалка	820 °C, охлаждение в масле - формирует мартенситную структуру перед высоким отпуском, по справочным данным
Высокий отпуск (улучшение)	500-600 °C - основной вид термообработки марки, снимает закалочные напряжения и даёт сочетание прочности с вязкостью, по справочным данным
Критические точки	Ac1 = 735 °C, Ac3 = 768 °C (по справочным данным)

07Технологические свойства 40ХН: свариваемость, прокаливаемость

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

Прочность после улучшения	После закалки и высокого отпуска σв ≥ 1000 МПа, σт ≥ 800 МПа
Прокаливаемость и роль никеля	Хром и никель обеспечивают хорошую прокаливаемость деталей средних и крупных сечений
Вязкость и пластичность	KCU ≥ 69 Дж/см², δ5 ≥ 11%, ψ ≥ 45%; повышенная вязкость, в том числе при низких температурах
Свариваемость	Трудносвариваемая - требуется подогрев до 200-300 °C и термообработка после сварки; сталь также флокеночувствительна и склонна к отпускной хрупкости
Назначение	Ответственные нагруженные детали в улучшенном состоянии: валы, оси, шестерни

08Применение стали 40ХН

Где применяется сталь 40ХН на производстве.

Валы, оси, шатуны

Нагруженные валы, оси и шатуны, работающие при знакопеременных и ударных нагрузках; высокая прочность сочетается с вязкостью, что снижает риск хрупкого разрушения.

Шестерни и зубчатые колёса

Нагруженные шестерни и зубчатые колёса, где требуется прочность сердцевины и сопротивление динамическим нагрузкам после улучшения.

Ответственный крепёж и силовые детали

Силовые крепёжные изделия и детали механизмов, несущие значительные статические и переменные нагрузки.

Детали крупных сечений

Ответственные детали сравнительно больших диаметров, где важна сквозная прокаливаемость и однородность свойств по сечению, обеспечиваемая хромоникелевым легированием.

09Зарубежные аналоги

Аналог (EN / DIN / AISI)
3140 (AISI, близкий)
36NiCr6 (DIN)
640M40 (BS)
SNC236 (JIS)

10Марка 40ХН 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 40ХН

Зачем в стали 40ХН нужен никель?

Никель в сочетании с хромом повышает прокаливаемость, обеспечивая однородные свойства по всему сечению детали, а также увеличивает ударную вязкость и пластичность, в том числе при пониженных температурах. Это снижает склонность стали к хрупкому разрушению и делает её пригодной для ответственных нагруженных деталей.

Какая термообработка нужна стали 40ХН?

Основной режим - улучшение: закалка при 820 °C с охлаждением в масле и последующий высокий отпуск при 500-600 °C. В улучшенном состоянии сталь получает высокий и устойчивый комплекс прочности и вязкости по всему сечению, что и определяет её применение для силовых деталей.

Можно ли сваривать 40ХН?

Свариваемость трудносвариваемая. Из-за повышенного содержания углерода (0,36-0,44%) и легирующих элементов сталь склонна к образованию закалочных структур и трещин, поэтому для получения качественного шва требуется подогрев до 200-300 °C и обязательная термообработка после сварки. Сварные конструкции для этой марки нетипичны, её применяют преимущественно для механически обрабатываемых деталей.

Чем 40ХН отличается от 40Х и от 40ХН2МА?

По сравнению с хромистой 40Х добавление никеля в 40ХН повышает прокаливаемость и вязкость, поэтому марка лучше подходит для деталей более крупных сечений и ударных нагрузок. Сталь 40ХН2МА дополнительно легирована повышенным никелем и молибденом, что даёт ещё более высокую прокаливаемость и прочность для особо ответственных деталей; 40ХН занимает промежуточное положение по уровню легирования и свойств.

Почему у 40ХН лучше прокаливаемость и вязкость, чем у 40Х?

Никель сдвигает С-образные кривые распада переохлаждённого аустенита вправо, снижая критическую скорость закалки, поэтому сталь прокаливается на большую глубину, чем безникелевая 40Х. Кроме того, никель понижает порог хладноломкости феррита, повышая ударную вязкость, в том числе при пониженных температурах. Совместно с хромом это даёт 40ХН заметное преимущество в деталях крупных сечений и при ударных нагрузках.

Почему 40ХН трудносвариваемая сталь?

Сочетание среднего содержания углерода (0,36-0,44%) с хромом и никелем повышает прокаливаемость настолько, что уже при остывании сварного шва на воздухе в зоне термического влияния успевает образоваться твёрдый и хрупкий закалочный мартенсит, склонный к трещинам. Чтобы этого избежать, сварку ведут с подогревом до 200-300 °C и обязательно проводят термообработку после сварки, снимающую закалочные напряжения.

12Купить прокат из стали 40ХН со склада

Калькулятор массы

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

Позиции из стали 40ХН в наличии

Весь сортамент из стали 40ХН в каталоге - 49 позиц.

Заказать прокат из стали 40ХН - 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.