г.Екатеринбург, пр.Космонавтов, 21
г.Новосибирск, ул. 2-я Станционная, 21
Мировая Металлургия
пр. Космонавтов, 21 620012 Екатеринбург +7(343)2667700
ул.2-я Станционная, д.21 630041 Новосибирск +73832105600

40Х13 (4Х13, ЭЖ4)

сделать заявку

Сталь 40Х13 (4Х13, ЭЖ4) коррозионностойкая мартенситного класса

Заменители: Сталь 30Х13

Сталь 40Х13 применяется: для изготовления режущего, мерительного инструмента, пружин, карбюраторных игл, предметов домашнего обихода, клапанных пластин компрессоров и других деталей, работающих при температуре до 400-450 °С; деталей, работающих в коррозионных средах; различных деталей авиастроения (деталей с высокой твердостью, работающих на износ при больших механических нагрузках, а также в условиях релаксации (нержавеющих пружин, болтов, пальцев, штуцеров, осей и подшипников приборов). Сталь применяется после закалки и низкого отпуска со шлифованной и полированной поверхностью, обладает повышенной твердостью. Вследствие склонности стали к самопроизвольному растрескиванию немедленно после закалки детали подвергают отпуску.

 

Технические характеристики
Химический состав в %
НТД C S P Mn Cr W V Ti Si Ni Mo Cu
ТУ 14-1-2186-77 0,35-0,44 ≤0,025 ≤0,030 ≤0,60 12,00-14,00 ≤0,20 ≤0,20 ≤0,20 ≤0,60 ≤0,50 ≤0,30 ≤0,30
ГОСТ 5632-72 0,36-0,45 ≤0,025 ≤0,030 ≤0,80 12,00-14,00 ≤0,20 ≤0,20 ≤0,20 ≤0,80 ≤0,60 ≤0,30 ≤0,30
По ТУ 14-1-2186-77 для стали, выплавленной электрошлаковым переплавом содержание S ≤ 0,015 %.
 

 

Механические свойства

Механические свойства при 20°С
Состояние поставкиСечение
(мм)
t испыт.
(°C)
t отпуска
(°C)
sТ | s0,2
(МПа)
sB
(МПа)
d5
(%)
d4dd10y
(%)
KCU
(кДж/м2)
HBHRCHRBHVHSh
Градация показателей свойств готовых термообработанных деталей по ОСТ 1 90005-91
                          50,0-56,0      
Заготовки (поковки и штамповки) по ОСТ 95-10-72. Закалка в масло с 980-1050 °С + Отпуск при 200-370 °С, охлаждение в масле или на воздухе (образцы)
  ≤200                       48-56      
Листовой горячекатаный (1,5-3,9 мм) и холоднокатаный (0,7-3,9 мм) прокат по ГОСТ 5582-75. Отжиг или отпуск при 740-800 °C
          ≥550 ≥15                    
Образцы для мехиспытаний. Закалка в масло от 1000-1050 °C на воздухе + Отпуск при 200-300 °C, охлаждение на воздухе или в масле
                          >52      
Поковки. Закалка в масло с 1000-1050 °C + отпуск при 620-680 °C, охлаждение на воздухе
  ≤300                     269-302        
Проволока термообработанная в состоянии поставки по ГОСТ 18143-72 (относительное удлинение, % при расчетной длине образца 100 мм указано дл я проволоки 1-го класса, в скобках - для 2-го класса)
  1,0-6,0       640-880     ≥14 (≥10)                
Прокат в состоянии поставки. Отжиг или отпуск при 740-800 °С
Проволока 1,0-6,0       590-880   ≥10                  
Прутки >5,0                     143-229        
Прутки шлифованные, обработанные на заданную прочность (ТП) по ГОСТ 18907-73
  1,0-30,0       590-810     ≥10                
Сортовой прокат горячекатаный и кованый по СТП 26.260.484-2004. Закалка в масло с 1000-1050 °C + Отпуск, охлаждение на воздухе
  Образец   250-300 ≥1500 ≥1800 ≥10       ≥30 ≥490          
  Образец   700-750 ≥650 ≥900 ≥12       ≥45 ≥490          
Сортовой прокат. Закалка в масло с 1030-1050 °C + Нагрев до 550 °C (выдержка 10 часов), охлаждение на воздухе
  ≤60     ≥960 ≥1165 ≥13       ≥47.5            
Сортовой прокат. Закалка на воздухе с 1030-1050 °C + Нагрев до 530 °C (выдержка 2 часа), охлаждение на воздухе
  ≤60     ≥1145 ≥1700 ≥5,5       ≥33.5            
Штамповки по ОСТ 1 90176-75. Закалка в масло с 1050-1100 °C + Отпуск при 200-300 °C, охлаждение на воздухе или в масле
  Образец                       ≥50      

 

 

Механические свойства в зависимости от температуры отпуска

Состояние поставкиСечение
(мм)
t испыт.
(°C)
t отпуска
(°C)
sТ | s0,2
(МПа)
sB
(МПа)
d5
(%)
d4dd10y
(%)
KCU
(кДж/м2)
HBHRCHRBHVHSh
Сортовой прокат. Закалка в масло с 1000 °С + Отпуск
      200 ≥1620 ≥1840 ≥1       ≥2     ≥52      
      350 ≥1450 ≥1710 ≥11       ≥22     ≥50      
      500 ≥1390 ≥1680 ≥7       ≥9     ≥51      

 

 

Механические свойства при повышенных температурах

Состояние поставкиСечение
(мм)
t испыт.
(°C)
t отпуска
(°C)
sТ | s0,2
(МПа)
sB
(МПа)
d5
(%)
d4dd10y
(%)
KCU
(кДж/м2)
HBHRCHRBHVHSh
Образец деформированный диаметром 6 мм и длиной 30 мм. Скорость деформирования 16 мм/мин. Скорость деформации 0,009 1/с
    800   ≥120 ≥130 ≥64       ≥96            
    900   ≥100 ≥125 ≥68       ≥92            
    950   ≥74 ≥90 ≥84       ≥96            
    1000   ≥51 ≥75 ≥70       ≥98            
    1050   ≥45 ≥57 ≥73       ≥100            
    1100   ≥43 ≥53 ≥60       ≥98            
    1150   ≥34 ≥40 ≥64       ≥100            
    1200   ≥27 ≥35 ≥60       ≥100            
Сортовой прокат. Закалка в масло от 1000 °С + Отпуск при 700 °С
        ≥500 ≥780 ≥35       ≥59   ≥217        
Сортовой прокат. Закалка на воздухе с 1030-1050 °С + Отпуск при 530 °С (выдержка 2 ч), охлаждение на воздухе
    20   ≥1420 ≥1670 ≥6       ≥34            
    410   ≥1310 ≥1360 ≥7       ≥36            
    470   ≥960 ≥1130 ≥12       ≥45            
    510   ≥980 ≥1070 ≥12       ≥49            
Сортовой прокат. Закалка на воздухе с 1050 °С + Отпуск при 600 °С (выдержка 3 ч)
    20   ≥890 ≥1120 ≥13       ≥32            
    200   ≥810 ≥940 ≥11       ≥40            
    300   ≥710 ≥900 ≥10       ≥39            
    400   ≥670 ≥780 ≥12       ≥45            
    500   ≥470 ≥520 ≥20       ≥77            
    600   ≥255 ≥300 ≥21       ≥84            
Сортовой прокат. Закалка на воздухе с 1050 °С + Отпуск при 650 °С (выдержка 3 ч) При 20 °С НВ=277-286
    20   ≥710 ≥930 ≥14       ≥42            
    450   ≥540 ≥640 ≥15       ≥44            
    500     ≥540 ≥18       ≥67            

 

 

Механические свойства при 20°С в зависимости от тепловой выдержки

Состояние поставкиСечение
(мм)
t испыт.
(°C)
t отпуска
(°C)
sТ | s0,2
(МПа)
sB
(МПа)
d5
(%)
d4dd10y
(%)
KCU
(кДж/м2)
HBHRCHRBHVHSh
Закалка в масло с 1050 °С + Отпуск 550 °С (выдержка 10 ч) (указана температура и продолжительность тепловой выдержки)
470 °С, 1000 ч       ≥870 ≥1080 ≥11       ≥43            
470 °С, 3000 ч       ≥900 ≥1080 ≥13       ≥42            
Без тепловой выдержки       ≥940 ≥1140 ≥13       ≥48            
Сортовой прокат. Закалка в масло от 1050 °С + Отпуск 600 °С (выдержка 3 ч) (указана температура и продолжительность тепловой выдержки)
450 °С, 10000 ч       ≥840 ≥1000 ≥13       25-33            
450 °С, 5000 ч       ≥820 ≥1080 ≥12       28-31            
Без тепловой выдержки       ≥890 ≥1120 ≥13       ≥32            
Сортовой прокат. Закалка в масло с 1050 °С + Отпуск 530 °С (выдержка 6 ч) (указана температура и продолжительность тепловой выдержки)
470 °С, 1000 ч       ≥880 ≥1060 ≥14       ≥46            
470 °С, 500 ч       ≥930 ≥1100 ≥13       ≥47            
470 °С, 5000 ч       ≥750 ≥990 ≥14       ≥37            

 

 

Технологические свойства

Обрабатываемость резаньем В закаленном и отпущенном состоянии при НВ 340 и sВ=730 МПа Kn тв.спл.=0,6 Kn б.ст.=0,4.
Особенности термической обработки Изделия из стали можно подвергать закалке, отпуску, отжигу. Закалку и отпуск изделий проводят для достижения: а) максимальной коррозионной стойкости; б) заданного уровня механических свойств. Закалку изделий из стали проводят в масло с 1000-1050 °С. Время выдержки при нагреве под закалку для изделий с толщиной стенки или диаметром до 10 мм - 20 мин, свыше 10мм-20 мин + 1 мин на 1 мм максимальной толщины. Сталь чувствительна к трещинам, поэтому нагрев толстостенных и сложных по конфигурации изделий под закалку начинают с 500-650 °С и ведут медленно до 800 °С, после выравнивания температуры скорость нагрева следует увеличить. Сразу после закалки (во избежание самопроизвольного растрескивания) изделия из сталей мартенситного класса необходимо подвергнуть отпуску. Максимальные прочностные свойства изделия приобретают после отпуска по режиму: нагрев до 250-300 °С, выдержка 1-3 ч, охлаждение на воздухе. Максимальную коррозионную стойкость и пластичность изделия приобретают после отпуска по режиму: нагрев до 700-750 °С, выдержка - 20 мин + 1 мин на 1 мм максимальной толщины металла, но не менее 40 мин, охлаждение в масле. Смягчающей термической обработкой является отжиг при 750-850 °С с охлаждением с печью до 500 °С. Не допускается производить отпуск при 450-550 °С, так как это приводит к снижению ударной вязкости. Заготовки для улучшения механической обрабатываемости подвергают промежуточному отжигу при 600-760 °С в течение 2-4 ч.
Свариваемость Не применяется для сварных конструкций.
Температура ковки Начала - 1200 °C, конца - 850 °C. Сечения до 200 мм подвергаются низкотемпературному отжигу.

 

 

Температура критических точек

Критическая точкаТемпература °C
AC1 820
AC3 870
AR3  
AR1 780
MN 270

 

Твёрдость

Состояние поставки, режим термообработкиHRCэ поверхностиHRCэ сердцевиныHRBHBHVHSD
ГОСТ 18907-73, ГОСТ 5949-75. Прокат г/к и кованый. Отжиг или отпуск       143-229    
ГОСТ 5949-75. Прокат г/к и кованый. Закалка в масло с 1000-1050 °С + Отпуск при 200-300 °С, охлаждение на воздухе или в масле ≥50          

 

 

Предел выносливости

Термообработка, состояние сталиs-1
(МПа)
t-1
(МПа)
nsB
(МПа)
s0,2
(МПа)
НВ 270 370     880  

 

 

Коррозионные свойства

СредаТемпература испытания °CСкорость коррозии, мм/годДлительность испытания, чГлубина мм/год
H2SO4 ко 20   720 0,01
H2SO4 63 40   24 5,27
Аммиак, 24 % 20   720 0,0032

 

 

Физические свойства

Температура испытания, °С02010020030040050060070080090010001100
Модуль нормальной упругости (Е, ГПа) 214 218 208 202 194 185 173 160 148 140      
Модуль упругости при сдвиге кручением (G, ГПа)                          
Плотность (r, кг/м3) 7650 7650 7630 7600 7570 7540 7510 7480 7450 7420      
Коэффициент теплопроводности (l, Вт/(м · °С)) 25 25 26 27 28 29 29 29 28 28 29    
Уд. электросопротивление (R, НОм · м)   590 786 830 890 950 998 1046 1122 1180 1160    
Коэффициент линейного расширения (a, 10-6 1/°С)     10,7 11,5 11,9 12,2 12,5 12,8 13,8 13   13,2  
Удельная теплоемкость (С, Дж/(кг · °С))   461 452 477 502 528 553 578 620 825 666   691

 

Обозначения
Механические свойства:
                • sв - Предел кратковременной прочности, [МПа]
                • sТ - Предел текучести, [МПа]
                • s0,2 - Предел пропорциональности (допуск на остаточную деформацию - 0,2%), [МПа]
                • d5 - Относительное удлинение при разрыве, [ % ]
                • y - Относительное сужение, [ % ]
                • KCU - Ударная вязкость, [ кДж / м2]
                • HB - Твердость по Бринеллю, [МПа]
                • HV - Твердость по Виккерсу, [МПа]
                • HSh - Твердость по Шору, [МПа]
Размер, мм Марка Количество, т
0,8Х20Н80 (Х20Н80-ВИ)0,010
0,5х310х100030ХГСА1,620
0,8х310х200030ХГСА1,189
0,5х1665Г0,033
0,8х1265Г0,195
0,7х1465Г0,077
0,2х8560С2А0,192
0,9Х15Н600,005
0,3х6060С2А0,120
0,7х1660С2А0,207