Сплав марки 40хн является конструкционным хромоникелевым, что позволяет ему находить применение в производстве различных деталей для строительства и машиностроения. Значение 40 в данном случае указывает на содержание углерода: в материале, выполненном по ГОСТ 4543-71, его доля составляет 0,39–0,41%. В целом, химический состав сплава 40хн представлен следующими элементами:

• Ni – 1,00-1,40%
• Mn – 0,50-0,80%
• Cr – 0,45-0,75%
• Si – 0,17-0,37%
• Cu – до 0,30%
• S – до 0,035%
• P – до 0,035%

Сталь 40хн является легированным хромоникелевым стальным сплавом, в котором для повышения химической устойчивости используется большое содержание никеля. Еще в XIX веке химики выяснили, что материалы с высоким содержанием железа и никеля подвергаются коррозии гораздо меньше. Впоследствии с получением ковкого никеля удалось создать первые никелево-стальные сплавы, демонстрировавшие потрясающие антикоррозионные свойства, высокую механическую прочность и вдвое больший предел упругости. В сплаве марки 40хн также применяется хром, который дополнительно придаёт устойчивости к коррозирующим факторам.

Механические свойства и термическая обработка

Прошедшая термическую обработку, сталь 40хн (ГОСТ 4543-71) наделяется  повышенной твёрдостью – 302-352 НВ, высокой предельной прочностью при разрыве – 785 Н/мм², ударной вязкостью в 59 Дж/см², в то время как предел текучести материала при нагружении сохраняется на уровне 640 Н/мм².

Закаливают данный металл чаще всего в масле. Исключение составляют крупногабаритные детали, которые подвергаются закалке в воде, но впоследствии обязательно переносятся в масло или проходят немедленный низкий отпуск. Альтернативный вариант процесса закаливания – нагревание материала высокочастотными токами с последующим отпуском. Данная процедура позволяет получить материал с высокой поверхностной твердостью – 52-56 RC.

Прочие механические свойства стали 40хн представлены в таблице:

Применение стали 40 хн

Высокая прочность и коррозионная стойкость предопределяют основную область применения материала марки 40хн – это производство деталей и элементов, эксплуатирующихся в условиях вибраций и повышенных динамических нагрузок. Такими деталями являются валы, оси, шатуны, муфты, ниппели (применяемые, в том числе и в нефтепроводах). Кроме того, сталь 40хн идет на изготовление болтов, зубчатых колес, шпинделей, валков прокатных станков и штоков гидроцилиндров. Другими словами, такой сплав идеален для изготовления деталей, от материала которых требуется повышенная прочность и вязкость. Отметим, что оптимальные эксплуатационные характеристики сплава 40хн достигаются при толщине металла в изделии не более 120 мм.

Свариваемость

В данном случае речь идет о сильно затрудненном сварочном процессе, что вполне оправданно для любых легированных конструкционных сталей. Околошовная зона стали 40хн склонна к закалке, поэтому в ней велика вероятность образования хрупких структур. В результате, при необходимости осуществления сварки применяются специальные технологии, связанные с предварительным подогревом материала, а также его последующим отжигом или отпуском.