Регион Йошкар-Ола
Кокшайский проезд 32
Сталь 40Х13
Марка
40Х13
Классификация
Сталь коррозионно-стойкая жаропрочная
Нержавеющая сталь марки 40Х13 коррозионностойкая, жаропрочная, относится к мартенситному классу металлов. Это высокоуглеродистый сплав, отличающийся хорошей механической прочностью. Благодаря своим техническим и эксплуатационным характеристикам, он активно применяется во многих отраслях промышленности.
Расшифровка стали 40Х13
Маркировка нержавейки 40Х13 расшифровывается следующим образом:
-
«40» – содержание углерода в сплаве составляет примерно 0,4 %.
-
«Х13» – в материале присутствует хром массовой долей около 13 %.
Химический состав сплава 40Х13 и его влияние на свойства стали
В состав нержавеющей стали марки 40Х13 входят следующие химические компоненты (по ГОСТ 5632-2014):
Элемент |
Обозначение |
Массовая доля (%) |
Кремний |
Si |
Не больше 0,6 |
Углерод |
С |
0,035 - 0,44 |
Фосфор |
Р |
Менее 0,03 |
Марганец |
Mn |
Не более 0,6 |
Хром |
Cr |
12,0 - 14,0 |
Сера |
S |
До 0,025 |
Никель |
Ni |
Менее 0,6 |
Титан |
Ti |
До 0,5 |
Железо |
Fe |
Примерно 84,0 |
Химический состав сплава оказывает значительное влияние на его свойства:
-
Повышенное содержание углерода придает металлу отличные показатели по прочности и стойкости к высоким температурам.
-
Хром массовой долей 12-14 % обеспечивает стали высокую коррозионную устойчивость.
Здесь отсутствуют дорогие легирующие элементы в виде молибдена и титана, что снижает стоимость нержавейки 40Х13.
Характеристики марки 40Х13
К основным данным стали марки 40Х13 можно отнести:
-
Ее твердость варьируется от 143 МПа до 229 МПа. Конкретное значение будет зависеть от вида металлопроката, температуры.
-
Максимальное напряжение материала на разрыв – 550-880 МПа.
-
Исходя из температуры отпуска, условный предел текучести металла достигает 1 620 МПа.
-
Плотность нержавейки в обычных условиях составляет 7 650 кг/м3. Чем выше становится температура, тем менее плотная становится сталь.
Сплав выплавляют в открытых, чаще индукционных, печах в температурном диапазоне от +850 ОС до 110 ОС. Данный режим позволяет добиться полной деформации металла. Чтобы не допустить образования трещин, дефектов, используется попеременное чередование температурных режимов.
Механические свойства нержавейки
Механические характеристики тонколистового металлопроката (ГОСТ 5582-75) данного вида стали, прошедшего отжиг в интервале от +740 ОС до +800 ОС, в условиях комнатной температуры составляют:
Временное сопротивление разрыву в МПа (σв) |
Предел текучести (в МПа), σ0,2 |
Предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации) в МПа (sT) |
Относительное удлинение при разрыве в % (δ5) |
Относительное сужение в % (ψ) | Ударная вязкость в Дж/см2 (KCU) |
Твердость, НВ (HRCэ), не больше |
550 | - | - | 15 | - | - | - |
Временное сопротивление разрыву в МПа (σв) |
Предел текучести (в МПа), σ0,2 |
Предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации) в МПа (sT) |
Относительное удлинение при разрыве в % (δ5) |
Относительное сужение в % (ψ) | Ударная вязкость в Дж/см2 (KCU) |
Твердость, НВ (HRCэ), не больше |
590-810 | - | - | 10 | - | - | - |
Временное сопротивление разрыву в МПа (σв) |
Предел текучести (в МПа), σ0,2 |
Предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации) в МПа (sT) |
Относительное удлинение при разрыве в % (δ5) |
Относительное сужение в % (ψ) | Ударная вязкость в Дж/см2 (KCU) |
Твердость, НВ (HRCэ), не больше |
640-880 | - | - | 10-14 | - | - | - |
Механические свойства стали, прошедшей закалку при температуре +1 000 ОС и охлаждение в масле, в зависимости от температурного режима отпуска:
Температура в °С |
Предел текучести (в МПа), σ0,2 |
Временное сопротивление разрыву в МПа (σв) |
Относительное удлинение при разрыве в % (δ5) |
Относительное сужение в % (ψ) |
Ударная вязкость в Дж/см2 (KCU) |
Твердость, НВ
(HRCэ), не больше |
+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 | 70 | (217) |
Температура в °С |
Время в часах |
Предел текучести (в МПа), σ0,2 |
Временное сопротивление разрыву в МПа (σв) |
Относительное удлинение при разрыве в % (δ5) |
Относительное сужение в % (ψ) |
Ударная вязкость в Дж/см2 (KCU) |
Без тепловой выдержки |
1840 | 1140 | 13 | 48 | 21 | |
+470 | 1000 |
870 |
1080 | 11 | 43 | - |
+470 |
3000 |
900 |
1080 | 13 | 42 | 23 |
Температура в °С |
Время в часах |
Предел текучести (в МПа), σ0,2 |
Временное сопротивление разрыву в МПа (σв) |
Относительное удлинение при разрыве в % (δ5) |
Относительное сужение в % (ψ) |
Ударная вязкость в Дж/см2 (KCU) |
Без тепловой выдержки |
890 | 1120 | 13 | 32 | 11 | |
+450 |
5000 |
820 |
1080 | 12 | 28-31 | - |
10000 | 840 | 1000 | 13 | 25-33 | - |
Температура в °С |
Время в часах |
Предел текучести (в МПа), σ0,2 |
Временное сопротивление разрыву в МПа (σв) |
Относительное удлинение при разрыве в % (δ5) |
Относительное сужение в % (ψ) |
Ударная вязкость в Дж/см2 (KCU) |
+470 |
500 |
930 |
1100 | 13 | 47 | 15 |
1000 | 880 | 1060 | 14 | 46 | - | |
5000 | 750 | 990 | 14 | 37 | 22 |
Физические свойства стали 40Х13
Нержавейка марки 40Х13 обладает следующими физическими свойствами:
Температура в °С |
Модуль упругости (E 10-5) в МПа |
Коэффициент линейного расширения (a 106), 1/°С |
Коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала) l (Вт/(м·град)) |
Плотность r (кг/м3) |
Удельная теплоемкость материала C (Дж/(кг·град)) |
Удельное электросопротивление R 109 (Ом·м) |
+20 |
2,18 |
- | 25 |
7 650 |
461 | 590 |
+100 | 2.14 |
10.8 |
26 |
7 630 |
482 |
650 |
+200 |
2,06 |
11,9 |
27,2 |
7 600 |
523 |
710 |
+300 |
1.98 | 12,3 | 28,3 | 7 570 | 565 | 790 |
+400 | 1,88 | 13 | 29,1 | 7 540 | 607 | 860 |
+500 | 1,76 | 13,6 | 29,1 | 7 510 | 674 | 940 |
+600 | 1,63 | 13,5 | 29,1 |
7 480 |
775 | 1 000 |
+700 | 1,48 |
13,8 |
28,3 |
7 450 | 988 | 1 120 |
+800 | 1,4 | 14,6 | 27,9 | 7 420 | 825 | 1 180 |
+900 |
- | - | 28,5 | - | 691 | 1 160 |
Технологические свойства сплава
Нержавеющая сталь марки 40Х13 не используется для производства сварных конструкций. При достижении температуры +1 050 ОС в составе металла повышается доля аустенита и снижается его твердость. Но она возвращается к обычному состоянию, если температура опускается до +500 ОС. Из нержавейки удаляются карбиды.
-
Закаливание (финишная термическая обработка) выполняется в диапазоне температур от +950 ОС до +1 000 ОС. Охлаждают прокат на воздухе или в масле. Тщательное соблюдение всех технологических этапов дает возможность получения нержавейки с требуемыми параметрами по коррозионной стойкости и твердости.
-
Сталь 40х13 довольно хорошо поддается пластическому деформированию в горячем состоянии, не плохо – в холодном. Температура деформации варьируется от +850 ОС до +1 100 ОС. Но нагревать материал нужно постепенно, чтобы он не потерял своих свойств. Прокат и ковка металла выполняется при температуре +830 ОС. Его охлаждение также делается медленно.
-
При обработке стали 40Х13 возникает ряд сложностей. Во время выполнения токарных или фрезерных работ быстро изнашивается режущий инструмент. Также в процессе резания металла образуется длинная стружка, которую приходится ломать специальными стружколомами. Чтобы эффективно обрабатывать эту нержавейку, используется режущие инструменты, покрытые различными упрочняющими материалами, например – карбидом вольфрама.
Коррозионная стойкость марки 40Х13
Повышенная стойкость к коррозии этой стали обусловлена проведением сложной термообработки. Максимальный результат достигается после закаливания металла. Увеличение температуры отпуска снижает его коррозионную стойкость. Поэтому рекомендуется использовать нержавейку марки 40Х13 после термического отпуска при +200-400 °C для обеспечения высокой твердости и коррозионной устойчивости или после высокотемпературного отпуска при +600-650 °C, если надо получить конструкционный материал.
Металлоизделия из нержавейки 40Х13, которые будут работать в агрессивных средах, для повышения стойкости к коррозии подвергают шлифованию поверхности.
Формы поставки материала
Нержавейка 40Х13 поставляется в большом ассортименте металлопроката. Это следующая продукция (ГОСТ):
-
Наплавочная проволока (10543-98);
-
Горячекатаные шестигранники (2879-2006), квадраты (2591-2006), круги (2591-2006);
-
Калиброванные шестигранники (8560-78), квадраты (8559-75), круги (7417-75);
-
Кованые стержни круглого, квадратного сечения (1133-71);
-
Полосы горячекатаные (103-2006), кованые инструментальные (4405-75);
-
Листы горячего (19903-2015) и холодного (19904-90) деформирования, тонкие (5582-75);
-
Калиброванная и сортовая (5949-2018), круглая качественная со спецотделкой поверхности сталь (14955-77);
-
Прутки, обработанные термически, шлифованные, нагартованные (18907-73;
-
Коррозионно- и жаростойкая проволока (18143-72).
Сферы применения нержавеющей стали 40Х13
Из нержавейки данной марки изготавливаются пружины, предназначенные для эксплуатации в температурных диапазонах до +400-450 ОС. Она также подходит для выпуска:
-
Рессор в машиностроении;
-
Шариковых подшипников;
-
Измерительного, медицинского, режущего инструмента.
Высокие эксплуатационные параметры металла, длительный срок эксплуатации изделий из него сделали этот материал востребованным в самых разных сферах промышленности и производства. Он отлично затачивается, по этой причине часто используется для изготовления кухонных и других видов ножей. Нержавейку марки 40Х13 применяют для выпуска скальпелей, хирургических зажимов, промышленных режущих лезвий, необходимых во многих агрегатах и станочном оборудовании. Также она подходит для производства разнообразных элементов конструкций, работающих в слабоагрессивных средах при температуре до +500 ОС.
ГОСТы и ТУ на сплав 40Х13
Производство проката из нержавеющей стали регламентируют следующие ГОСТы:
-
18143-72 – коррозионно- и жаростойкая проволока;
-
5949-2018 – калиброванная и сортовая сталь,
-
14955-77 – круглая качественная сталь, имеющая специальную отделку поверхности;
-
19903-2015 – листы горячекатаные;
-
19904-90 – холоднодеформированные листы;
-
5582-75 – тонколистовой металлопрокат;
-
103-2006 – горячекатаные полосы;
-
4405-75 – кованый инструментальный полосовой прокат;
-
2879-2006 – шестигранники горячекатаные;
-
2591-2006 – квадратные прутки горячей деформации;
-
·2591-2006 – круги горячекатаные;
-
1133-71 – кованые прутки круглого, квадратного сечения;
-
18907-73 – нагартованные, шлифованные стержни, обработанные термически;
-
8560-78 – калиброванные шестигранники;
-
8559-75 – квадратный прокат калиброванный;
-
7417-75 – калиброванные круглые прутки;
-
10543-98 – наплавочная проволока.
Аналоги материала марки 40Х13
Сталь марки 40Х13 является довольно популярным сплавом, востребованным во многих странах мира.
Ближайшими зарубежными аналогами данной нержавейки являются:
-
США (ASTM/AISI) – 420;
-
Германия (DIN, WNr) – 1.4031, 1.4034, X38Cr13, X39Cr13, X40Cr13, X42Cr13, X46CM3, X46Cr13;
-
Япония (JIS) – SUS420J2;
-
Франция (AFNOR) – X40Cr14, Z33C13, Z38C13M, Z40C13, Z40C14, Z44C14, Z50C14;
-
Англия (BS) – 420S45, X39Cr13;
-
Евросоюз (EN) – 1.4031, 1.4034, X39Cr13, X40Cr13, X41Cr13;
-
Италия (UNI) – X40Cr14, X41Cr13KU, X46Cr13;
-
Испания (UNE) – F.3404, F.3405, X40Cr13, X45Cr13;
-
Китай (GB) – 4C13;
-
Швеция (SS) – 2304, 2314;
-
Польша (PN) – 4H13;
-
Чехия (CSN) – 17024, 19435.
Эти марки сплавов обладают максимально схожим химическим составом. Они также во многом совпадают с оригиналом по техническим параметрам.
Список товаров:
Круг нержавеющий (пруток) 10 мм. 40Х13 горячекатаный, матовый
Круг нержавеющий (пруток) 105 мм. 40Х13 горячекатаный, матовый
Круг нержавеющий (пруток) 120 мм. 40Х13 горячекатаный, матовый
Круг нержавеющий (пруток) 14 мм. 40Х13 горячекатаный, матовый
Круг нержавеющий (пруток) 200 мм. 40Х13 горячекатаный, матовый
Список товаров:
Лист нержавеющий 10х1250х2500 мм. 40Х13 горячекатаный, матовый
Лист нержавеющий 14х1520х5140 мм. 40Х13 горячекатаный, матовый
Лист нержавеющий 2х1250х2500 мм. 40Х13 холоднокатаный, матовый
Лист нержавеющий 3,5х800х1500 мм. 40Х13 горячекатаный, матовый
Лист нержавеющий 3х750х1510 мм. 40Х13 холоднокатаный, матовый
Список товаров:
Шестигранник нержавеющий (пруток) 19 мм. 40Х13 горячекатаный, матовый
Шестигранник нержавеющий (пруток) 22 мм. 40Х13 горячекатаный, матовый
Шестигранник нержавеющий (пруток) 24 мм. 40Х13 горячекатаный, матовый
Шестигранник нержавеющий (пруток) 27 мм. 40Х13 горячекатаный, матовый
Шестигранник нержавеющий (пруток) 30 мм. 40Х13 горячекатаный, матовый