Сталь 40х13: состав, свойства, способы обработки, применение

Область применения

Благодаря своим характерным свойствам сталь 40х13 применяется в таких отраслях промышленности как:

авиационная;
машиностроение (в том числе автомобилестроение);
металлообработка;
производство оборудование для пищевой промышленности;
медицине;
изготовление бытовых приборов и устройств.

При производстве вертолётов и самолётов из неё изготавливают отдельные элементы конструкции фюзеляжей.

В машиностроении и автомобилестроении её применяют для изготовления: валов, различных втулок, корпусов, лопастей турбин, игл для карбюраторов автомобильных двигателей, пружин, подшипников. Она активно используется для производства большого разнообразия метизной продукции (болтов и гаек). Кроме этого такая марка стали применяется при изготовлении измерительного инструмента, изделий, предназначенных для работы в слабоагрессивных средах при невысоких температурах (не выше 450 °С).

Особое место она занимает при производстве бытовых и медицинских режущих инструментов. При проведении качественной закалки из стали 40х13 получаются хорошие ножи и скальпели. Поэтому она получила название медицинской стали. В этом случае твёрдость этих инструментов по шкале Роквелла может достигать 58 HRC единиц. Эти инструменты хорошо поддаются заточке, они практически не ржавеют и не требуют дополнительного ухода.

Кроме этих свойств, отмечают, что эта марка металла абсолютно не флокеночувствительна.

Выбор оптимального режима термической обработки

В зависимости от конкретных производственных условий, сталь термически обрабатывают по двум вариантам:

Нормализацией при температуре выдержки 1050…1100 °С, с последующим высоким отпуском с 600…650 °С. Нормализация стабилизирует структуру стали, снижает количество остаточного аустенита, и улучшает обрабатываемость на металлорежущих станках. Это позволяет использовать такую технологию термообработки для получения заготовок ступенчатых валов и осей, работающих преимущественно в средах с повышенной влажностью, а также в условиях коррозионно-механического износа.
Ступенчатой закалки с высоким отпуском. Продолжительность и количество циклов закалки зависит от требуемой поверхностной твёрдости и конечной микроструктуры. Закалка стали 40Х13 по такому способу выполняется для изделий, которые в процессе своей эксплуатации периодически подвергаются ударным нагрузкам.

Температура заготовки в зависимости от цвета при нагреве

При выборе режима термообработки необходимо учитывать, что сталь 40Х13 штампуется при температурном интервале 950…1150 °С: именно в этом диапазоне материал обладает максимальной ковкостью.

Во всех случаях сталь перед обработкой подвергают отжигу. Это связано со следующими особенностями:

наличием карбидов хрома, которые образуются в процессе горячей прокатки заготовок. Они сосредотачиваются на границах зёрен вокруг основной, более пластичной структуры;
присутствием цементита, который по структуре и размерам зерна отличается от любого их карбидов хрома. Это вызывает остаточные напряжения растяжения, снижающие прочность;
опасности избыточного количества остаточного аустенита, который также повышает твёрдость и снижает пластичность;
склонности данной стали к деформационному упрочнению во время пластической деформации.

Опытным путём установлено, что для получения оптимальной макроструктуры режим отжига должен быть следующим: нагрев до 690…730 °С, с выдержкой до полного прогрева сечения детали и последующим охлаждением вместе с печью до 500…550 °С (далее – на воздухе). Конечная структура – зернистый перлит, которые положительно выделяется своей стабильностью, равновесностью и наличием мелкого зерна.

Технология термообработки

Нормализация стали 40Х13 применяется реже, в основном, после горячей штамповки/ковки, когда слиток или заготовка нагревались до максимально возможных температур. При длительном нагреве ускоряется рост зерна, что нежелательно с точки зрения трудоёмкости при окончательной обработке изделий. Нормализация, однако, необходима, если нормализованная и отпущенная деталь имеет сложную форму, с многочисленными перепадами в поперечных сечениях, а также при наличии острых углов и кромок.

Главная цель закалки — обеспечить достаточный процент мартенсита в стали. Такие требования выдвигаются, если деталь при эксплуатации будет испытывать значительные рабочие напряжения. Максимально достигаемая твёрдость после закалки – обычно 50…55 НRC. Обеспечивается это следующим режимом термобработки: закалкой с 1000…1050 °С в масло, с последующим низким — при 230…280 °С – отпуском.

В связи с низким температурным интервалом термообработки нагрев производят в печах скоростного нагрева, имеющих системы высокоточного автоматического контроля температуры.

Особые требования к соблюдению технологических режимов закалки стали 40Х13:

Температура сред, используемых для охлаждения изделий после их закалки, должна быть на 50…75 °С ниже температуры окончания мартенситного превращения. Оно для рассматриваемой марки стали составляет 650…670 °С. В качестве таких сред используются масло, щёлочные или солевые расплавы. Например, соответствующими возможностями обладает расплав солей KNO₃ и NaNO₃ в соотношении 1:1. Масляные ванны менее предпочтительны, поскольку при длительных выдержках металл науглероживается. Это, хоть и повышает дополнительно твёрдость, но ухудшает обрабатываемость заготовок, особенно при точении и фрезеровании.
Время выдержки изделий при закалке и последующем охлаждении составляет до нескольких часов. Такой длительный период выдержки обусловлен необходимостью создать условия для полного мартенситного превращения.
Скорость дальнейшего (после отпуска) охлаждения закалённых заготовок особого значения не имеет, и определяется только производственными возможностями. При этом предпочтительнее охлаждать детали не в печи, а на открытом, но спокойном воздухе. В таких условиях мартенситное превращение протекает в полном объёме.

Источник

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.

Сталь марки 40Х13 – Металлургическая компания

Краткие обозначения:

σ_в
— временное сопротивление разрыву (предел прочности при растяжении), МПа

ε
— относительная осадка при появлении первой трещины, %

σ_0,05
— предел упругости, МПа

J_к
— предел прочности при кручении, максимальное касательное напряжение, МПа

σ_0,2
— предел текучести условный, МПа

σ_изг
— предел прочности при изгибе, МПа

δ₅,δ₄,δ₁₀

— относительное удлинение после разрыва, %

σ_-1
— предел выносливости при испытании на изгиб с симметричным циклом нагружения, МПа

σ_сж0,05 и σ_сж

— предел текучести при сжатии, МПа

J_-1
— предел выносливости при испытание на кручение с симметричным циклом нагружения, МПа

ν
— относительный сдвиг, %

n
— количество циклов нагружения

s_в
— предел кратковременной прочности, МПа

R и ρ

— удельное электросопротивление, Ом·м

ψ
— относительное сужение, %

E
— модуль упругости нормальный, ГПа

KCU и KCV

— ударная вязкость, определенная на образце с концентраторами соответственно вида U и V, Дж/см2

T
— температура, при которой получены свойства, Град

s_T
— предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), МПа

l и λ

— коэффициент теплопроводности (теплоХотСтилость материала), Вт/(м·°С)

HB
— твердость по Бринеллю

C
— удельная теплоХотСтилость материала (диапазон 20o — T ), [Дж/(кг·град)]

HV
— твердость по Виккерсу

p_n и r

— плотность кг/м3

HRC_э
— твердость по Роквеллу, шкала С

а
— коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20o — T ), 1/°С

HRB
— твердость по Роквеллу, шкала В

σt_Т
— предел длительной прочности, МПа

Сталь 40Х13 коррозионностойкая

Цифра 40 указывает среднюю массовую долю углерода в стали сотых долях процента, т.е. среднее содержание углерода в стали 40Х13 составляет 0,40%.

Буква Х указывает, что сталь легирована хромом (Cr), цифра 13 после буквы указывает, что средняя массовая доля хрома составляет 13%.

Вид поставки

Сортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 5949-75, ГОСТ 2590-88, ГОСТ 2591-88, ГОСТ 2879-88
Калиброванный пругок ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78, ГОСТ 7417-75.
Полоса ГОСТ 4405-75, ГОСТ 103-76.
Проволока 18143-72.
Поковки и кованые заготовки ГОСТ 1133-71.

Характериситики, свойства и применение

Сталь 40Х13 является хромистой коррозионностойкой (нержавеющей) сталью мартенситного класса и применяется для изготовления деталей работающие при температуре до 400-450°С, а также деталей, работающие в коррозионных средах, например:

режущий инструмент,
мерительный инструмент,
пружины для работы до 400-450&degC;,
карбюраторные иглы,
предметы домашнего обихода,
клапанные пластины компрессоров и другие детали

Cталь 40Х13 выплавляется в индукционных или дуговых печах. Сталь склонна к образованию горячих трещин при больших скоростях нагрева и охлаждения. При нагреве металл сажают в печь при температуре 500-540 °С, далее вместе с печью медленно нагревают до 830 °С. После выравнивания температуры по сечению можно вести ускоренный нагрев;

Cталь деформируется. Температура начала горячей деформации 1100°С, конца 850 °С. После деформации обязательно медленное охлаждение в стопе или песке;

Химический состав, % (ГОСТ 5632-2014)

Номер марки	Массовая доля элементов, %
Углерод	Кремний	Марганец	Хром	Железо	Сера	Фосфор	Коррозионно-стойкая
Не более
1-17	0,36-0,45	Не более 0,80	Не более 0,80	12,00-14,00	Осн.	0,025	0,030	+

Термообработка

Рекомендуемые режимы термической обработки:

I — отжиг при 740-780 °С;
II — закалка с 1030-1100°С на воздухе или в масле, отпуск при 550-650 °С;
III — закалка с 1050-1100°С в масле, отпуск при 200-300 °С.

При проведении термической обработки следует учитывать возможность самопроизвольного растрескивания детали при длительном вылеживании, поэтому отпуск проводится сразу после закалки.

Механические свойства

ГОСТ	Состояние поставки	Сечение, мм	σ_в, МПа	δ₅, %	Твердость
не менее
ГОСТ 5949-75	Пруток.Закалка с 1000-1050 °С в масле;отпуск при 200-300 °С, охл. на воздухе или в масле	Образцы	—	—	Не менее HRC_э 52
ГОСТ 18907-73	Пруток: шлифованный, обработанныйна заданную прочность отожженный	1-30

Механические свойства в зависимости от температуры отпуска

t_отп, °С	σ_0,2, МПа	σ_в, МПа	δ₅, %	ψ, %	KCU, Дж/см 2	Твердость HRC_э, НВ
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	НВ 217

ПРИМЕЧАНИЕ: закалка с 1000 °С в масле.

Механические свойства при повышенных температурах

t_исп, °С	Состояние поставки	σ_0,2,МПа	σ_в,МПа	δ₅,%	ψ, %	KCU,Дж/см 2
20410470510	Закалка с 1030-1050°С на воздухе;отпуск при 530°С, выдержка 2ч,охл. на воздухе	14201310960980	1670136011301070	671212	34364549	11—6—
20200300400500600	Закалка с 1050°С на воздухе;отпуск при 600 °С, выдержка 3ч.	890810710670470255	1120940900780520300	131110122021	324039457784	1249697378118
20400450500	Закалка с 1050°С на воздухе;отпуск при 650 °С, выдержка 3ч.При 20°С НВ 277-286	710—540—	930—640540	14—1518	42—4467	2493—132
80090095010001050110011501200	Образец деформированный диаметром 6 мм и длиной 30 мм;скорость деформирования 16 мм/мин;скорость деформации 0,009 1/c	120100745145433427	130125907557534032	6468847073606460	9692969810098100100	————————

Технологические свойства

Температураковки, °С	Начала 1200,конца 850.Сечения до 200 ммподвергаютсянизкотемпературномуотжигу.
Свариваемость	Не применяетсядля сварныхконструкций.
Обрабатываемостьрезанием	K_{v тв.спл.} = 0,6 и K_{v б.ст.} = 0,4в закаленном иотпущенномсостояниипри НВ 340 и σ_в=730 МПа.

Коррозионная стойкость

Среда	Температура, °С	Длительностьиспытания, ч	Глубинакоррозии, мм/год
H₂SO₄(концентрированная)	20	720	0,01
H₂SO₄(63,4%-ный раствор)	40	24	5,27
Аммиак (24%-ный)	20	720	0,0032

Стойкость конструкционных материалов против щелевой эрозии

Группастойкости	Балл	Эрозионнаястойкость поотношениюк стали12X18H10T	Материал(Хромистаянержавеющаясталь)
Стойкая	3	0,25-0,75	40X13

ПРИМЕЧАНИЕ. Коэффициент эрозионной стойкости материала представляет собой отношение скорости эрозионного износа материала к скорости эрозионного износа стали 12Х18Н10Т (принятой за 1).

Порядок расчета стальных конструкций стыковыми швами
Стремянка 8 ступеней стальная сибртех
Сталь 45 обозначение на чертеже
Сталь 4х5мф1с характеристики применение
Стальные штампы для тиснения

Применение стали 40Х13

Уникальные свойства стали этой марки позволили применять её в авиастроении. Дело в том, что эта отрасль постоянно нуждается в материалах, которые обладают высокой прочностью во время работы при высоких температуре, например, в авиационном двигателе. Кроме того, в современной авиационной технике детали, выполненные из этой стали, применяют в силовых элементах конструкции фюзеляжа и пр.

Кстати, неофициальное название стали 40Х13 — ножевая. Несмотря на то что этот материал относительно мягок, при проведении правильной термической обработки он показывает хорошую твёрдость — 57HRC.

Ножи, выполненные с маркировкой 40х13, пользуются популярностью и домохозяек, и у охотников, рыбаков и пр. Все дело в том, что ножи, выполненные из этого материала, не ржавеют и не нуждаются в особом уходе.

Область применения

По степени свариваемости структуры она относится к 4 группе. Сварочный шов может стать причиной образования различных трещин. Именно поэтому материал 40Х перед выполнением сварочных работ предварительно разогревается, что позволяет избежать просто огромного количества проблем с эксплуатацией полученного изделия.

Другие свойства рассматриваемого материала определяют его широкое применение. На производственные площадки поставляются заготовки следующего типа:

Листы. Листвой металл получил широкое распространение, к примеру, при холодной или горячей штамповке. Кроме этого, листы металл используются при обшивке каркасных конструкций.
Поковки используются в качестве основы при создании различных изделий.
Трубы сегодня весьма распространены, к примеру, при создании отопительной системы или для транспортировки различной жидкости.
Металлопрокат применяется в машиностроительной области в качестве заготовки для различных деталей.

Круг ф 160 ст 40Х с обточкой

После проведения термической обработки Сталь 40 может применяться для получения насадок, разверток и корпусов метчиков. Аналог стали 40Х может использоваться для получения различных ответственных конструкций, к примеру, осей, валов, зубчатых колес, болтов или плунжеров. Аналоги зарубежные могут использоваться для изготовления деталей, которые будут эксплуатироваться на открытом воздухе при низкой температуре. Примером назовем элементы мостов и железнодорожных конструкций.

Закалка приводит к существенному повышению твердости поверхности, однако хрупкость снизить можно только при отпуске. Достигнуть требуемых показателей можно только при соблюдении особенностей технологии.

Лучшие марки стали для ножей

Лучшие марки стали для ножей В зависимости от процентного содержания углерода в сплаве, сталь разделяют на три вида: высокоуглеродистая, среднеуглеродистая, низкоуглеродистая. Если при этом сплав содержит другие химические элементы, она называется легированной. Если процентное содержание легирующих элементов, изменяющих ее свойства, составляет от 10 до 50, сталь является высоколегированной. Поскольку при добавлении в сплав стали химических элементов ее состав способен изменяться, это говорит о том, что, при повышении некоторых качеств стали, остальные могут изменяться не в лучшую сторону. Поэтому, сложно однозначно сказать, какая из марок стали является лучшей. Скорее, наилучшие характеристики ножа зависят от качества термообработки клинка, технология которой у разных производителей различается.

Наилучшим материалом для изготовления ножей на протяжении длительного периода времени остаются булат и дамаск.

Высшие сорта этой стали имеют сложную технологию выплавки, а качество клинка и его исключительная острота, упругость и прочность во многом также зависят от правильно выбранного режима термообработки, тщательности шлифовки, полировки. Из многочисленных сортов современной стали с дамаском и булатом способна соперничать лишь шведская сталь СРМ-Т-440С. Она изготовлена методом порошковой металлургии, и по износостойкости в несколько десятков раз превосходит марку 440С. Но трудоемкость изготовления этого материала делает его стоимость очень высокой.

Расшифровка стали 40Х

На территории СНГ применяется стандарт ГОСТ 4543-2016, который позволяет определить не только химический состав, но и различные эксплуатационные качества материала.

Сталь 40Х ГОСТ определяет следующие вещества в составе:

Первая цифра 40 применяется для обозначения основного элемента в составе, которым является углерод. Как правило, большая часть состава приходится на железо, а углерод, концентрация которого составляет 0,44%, определяет основные эксплуатационные характеристики.
Следующая буква Х указывает на то, что в составе есть легирующий элемент, представленный хромом. Отсутствие цифры после буквы указывает на то, что концентрация элемента составляет 1,1%. Как ранее было отмечено, хром повышает коррозионную стойкость структуры. Однако, рассматриваемая марка стали 40Х не характеризуется высокими антикоррозионными качествами.
Рассматривая 40Х ГОСТ отметим, что в состав входит довольно большое количество никеля, кремния и марганца. Они определяют некоторые эксплуатационные характеристики металла, но они не отмечаются в маркировке.

Расшифровка позволяет определить химический состав и основные эксплуатационные качества материала. Стоит учитывать, что зарубежные производители применяют иные стандарты при маркировке материалов, но химический состав у аналогов примерно схожий.

Какими характеристиками обладает сталь 40х13

Марка стали 40х13 обладает следующими характеристиками:

Имеет мощную жаропрочность.
Устойчивость к различным коррозиям.
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.

https://youtube.com/watch?v=X5zBQuEycuw

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.

ГОСТы на прокат стали 40х13

ГОСТ 19903-2015
ГОСТ 1133-71 «Кованая круглая и квадратная. Сортамент»;
ГОСТ 18143-72 «Проволока из высоколегированной коррозионно-стойкой и жаростойкой стали. Технические условия.»;
ГОСТ 18907-73 «Прутки нагартованные, термически обработанные шлифованные из высоколегированной и коррозионно-стойкой стали. Технические условия.»;
ГОСТ 5582-75 «Прокат тонколистовой коррозионно-стойкий, жаростойкий и жаропрочный. Технические условия»;
ГОСТ 5632-72 «Высоколегированные и сплавы коррозионностойкие, жаростойкие и жаропрочные. Марки»;
ГОСТ 5949-75 «Сортовая и калиброванная коррозионностойкая, жаростойкая и жаропрочная.
ГОСТ 4405-75 «Полосы горячекатаные и кованые из инструментальной стали. Сортамент.»;
ГОСТ 14955-77 «Качественная круглая со специальной отделкой поверхности. Технические условия.»;
ГОСТ 2590-2006 «Прокат сортовой стальной горячекатаный круглый. Сортамент.»;
ГОСТ 2591-2006 «Прокат сортовой стальной горячекатаный квадратный. Сортамент.»;
ГОСТ 7417-75 «Калиброванная круглая. Сортамент.»;
ГОСТ 4405-75 «Полосы горячекатаные и кованые из инструментальной стали. Сортамент.»;
ГОСТ 8559-75 «Калиброванная квадратная. Сортамент.»;
ГОСТ 8560-78 «Прокат калиброванный шестигранный. Сортамент.»;
ГОСТ 1133-71 «Кованая круглая и квадратная. Сортамент.»;
ГОСТ 5632-72 «Стали высоколегированные и сплавы коррозионностойкие, жаростойкие и жаропрочные. Марки.»;
ГОСТ 103-2006 «Прокат сортовой стальной горячекатаный полосовой. Сортамент.»;
ГОСТ 5949-75 «Сортовая и калиброванная коррозионно-стойкая, жаростойкая и жаропрочная. Технические условия.»;
ГОСТ 2879-2006 «Прокат сортовой стальной горячекатаный шестигранный. Сортамент.»;
ТУ 14-11-245-88 «Профили стальные фасонные высокой точности. Технические условия.»;
ОСТ 3-1686-90 «Заготовки из конструкционной стали для машиностроения. Общие технические условия.»;

Резка

Исходные данные	Обрабатываемость резанием Ku
Состояние	HB, МПа	sB, МПа	твердый сплав	быстрорежущая сталь
закаленное отпущенное	340	≥735	0,6	0,4

Коррозионная стойкость

Вид коррозии	t	Длительность испытания	Среда	Балл или группа стойкости
0С	ч
Общая	720	H2SO4 (концентрированная)
H2SO4 (р-р 63,4%)
720	Аммиак (24%)

Для увеличения стойкости к коррозии рекомендуется закалку и отпуск проводить при t=250–3000С.

Сталь 40Х13 – химический состав

Массовая доля элементов не более, %:

Кремний	Марганец	Никель	Сера	Углерод	Фосфор	Хром
0,6	0,6	0,6	0,025	0,35–0,44	0,035	12–14

Марка 40Х13 – физические свойства

t	r	R 109	E 10-5	l	a 106	C
0С	кг/м3	Ом·м	МПа	Вт/(м·град)	1/Град	Дж/ (кг·град)
7650	590	2.18	461
100	7630	650	2.14	10.8	482
200	7600	710	2.06	27.2	11.9	523
300	7570	790	1.98	28.3	12.3	565
400	7540	860	1.88	29.1	607
500	7510	940	1.76	29.1	13.6	674
600	7480	1000	1.63	29.1	13.5	775
700	7450	1120	1.48	28.3	13.8	988
800	7420	1180	1.4	27.9	14.6	825
900	1160	28.5	691

Сталь 40Х13 – точные и ближайшие зарубежные аналоги

Англия

Германия

Евросоюз

Испания

Италия

Китай

DIN, WNr

UNE

UNI

1.4031

1.4034

X38Cr13

X39Cr13

X40Cr13

X42Cr13

X46CM3

X46Cr13

1.4031

1.4034

X39Cr13

X40Cr13

X41Cr13

F.3404

F.3405

X40Cr13

X45Cr13

X40Cr14

X41Cr13KU

X46Cr13

Польша

США

Франция

Чехия

Швеция

Япония

—

AFNOR

CSN

JIS

X40Cr14

Z33C13

Z38C13M

Z40C13

Z40C14

Z44C14

Z50C14

Материал 40Х13 – область применения

Сталь марки 40Х13 используют в машиностроении для изготовления деталей с высокой износостойкостью/ прочностью, работающих в коррозионных средах или при температурах до 4500С.

Условные обозначения

HRCэ	HB	KCU	y	d5	sT	sв
МПа	кДж / м2	%	%	МПа	МПа
Твердость по Роквеллу	Твердость по Бринеллю	Ударная вязкость	Относительное сужение	Относительное удлинение при разрыве	Предел текучести	Предел кратковременной прочности

Ku	s0,2	t-1	s-1
Коэффициент относительной обрабатываемости	Условный предел текучести с 0,2% допуском при нагружении на значение пластической деформации	Предел выносливости при кручении (симметричный цикл)	Предел выносливости при сжатии-растяжении (симметричный цикл)

N	число циклов деформаций/ напряжений, выдержанных объектом под нагрузкой до появления усталостного разрушения/ трещины

Без ограничений	Ограниченная	Трудно свариваемая
Подогрев	нет	до 100–1200С	200–3000С
Термообработка	нет	есть	отжиг

R	Ом·м	Удельное сопротивление
r	кг/м3	Плотность
C	Дж/(кг·град)	Удельная теплоемкость
l	Вт/(м·град)	Коэффициент теплопроводности
a	1/Град	Коэффициент линейного расширения
E	МПа	Модуль упругости
t	0С	Температура

Лучшие марки стали для ножей

Источник

Превращения и микроструктура стали 40Х13

При нагреве сталь 40Х13 имеет полиморфное альфа-гамма превращение в интервале температур от 820 °С (Ас₁) до 880 (Ас₃).
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.
Сталь 40Х13 имеет наилучшую коррозионную стойкость после закалки с температуры, которая обеспечивает полное растворение карбидов.
Сталь 40Х13 имеет достаточно высокую прокаливаемость: закалка деталей может производиться при охлаждении в масле или на воздухе.
В стали 40Х13 перед перлитным превращением аустенита из него выделяются карбиды Cr₂₃C₆. После обеднения аустенита по углеродупроисходит перлитное превращение аустенита.
Интервал мартенситного превращения в стали 40Х13 составляет 270-80 °С. При закалке с температур 980-1000 °С происходит практически полное превращение аустенита в мартенсит.
Промежуточное (бейнитное) превращение в стали 40Х13 отсутствует.
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.
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.

Основные характеристики

Сталь 40Х13, иногда её обозначают как 4Х13, относят к коррозионно-стойким, жаропрочным маркам. Отечественным заменителем является сталь 30Х13. В химический состав этого материала входят:

углерод до 0,45%;
хром до 14%;
остальные материалы (кремний, марганец и пр.) до 0,8%.

Такой состав позволяет изготавливать из этой стали следующую продукцию:

режущий и мерительный инструмент;
медицинский, в том числе и хирургический инструмент;
элементы конструкций, работающих в слабых агрессивных средах.
пружины, крепёжные изделия, валы подшипники, способные работать в агрессивных средах, в том числе и при температурах до 450 ºC.

Этот материал получают в открытых печах. Чаще всего применяют индукционные печи. Плавку стали производят при температурах от 850 до 110 градусов цельсия. Такой режим обеспечивает её полную деформацию. Для предотвращения образования трещин и других дефектов применяют различные температурные режимы, применяемые попеременно. Кстати, для применения деталей из марки 40Х13 в агрессивных средах, в целях повышения её стойкость к коррозионному воздействию, рекомендуется шлифовать их поверхность.

Среди импортных аналогов стали марки 40х13 можно назвать следующие:

США — 420;
Германия — 1.4031;
КНР — 4С13.

ГОСТ

Металлургическая промышленность выпускает следующий сортамент — лист (ГОСТ 5582-75), пруток ГОСТ 18907-73, проволоку (ГОСТ 18143-72).

Химический состав

Стандарт	C	S	P	Mn	Cr	Si	Ni	Fe	Cu	V	Ti	Mo	Sn	W
TУ 14-1-4944-90	0.29-0.33	≤0.03	≤0.03	1.2-1.4	≤0.2	0.15-0.3	≤0.3	Остаток	≤0.25	≤0.05	—	≤0.06	≤0.02	—
ГОСТ 4543-71	0.27-0.35	≤0.035	≤0.035	0.7-1	≤0.3	0.17-0.37	≤0.3	Остаток	≤0.3	≤0.05	≤0.03	≤0.15	—	≤0.2

Fe — основа.
По ГОСТ 4543-71 химический состав приведен для стали 30Г. Регламентировано содержание в высококачественной стали: P≤0,025%; S≤0,025%; Сu≤0,30%; в особовысококачественной стали: P≤0,025%; S≤0,015%; Сu≤0,25%.
По ТУ 14-1-4944-90 химический состав приведен для стали 30Г1. Допускаемые отклонения по содержанию отдельных элементов в соответствии с ГОСТ 4543 и ГОСТ 19821.