Материалы · Конструкционные стали
40Х: характеристики, состав, аналоги
Другие обозначения: сталь 40Х, 5140, 41Cr4, SCr440, 40Cr
Кратко
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Тип | Хромистая легированная конструкционная сталь, улучшаемая |
| Стандарт | ГОСТ 4543-2016 |
| Плотность | 7,82 г/см³ |
| Предел прочности σв | не менее 980 МПа (образцы из заготовки 25 мм: закалка 860 °C в масло, отпуск 500 °C (ГОСТ 4543-2016)) |
| Предел текучести σт | не менее 785 МПа (тот же режим) |
| Относительное удлинение δ5 | не менее 10% |
| Относительное сужение ψ | не менее 45% |
| Ударная вязкость KCU | не менее 59 Дж/см² |
| Твёрдость в состоянии поставки | не более 217 HB (отожжённый или высокоотпущенный прокат) |
| Твёрдость после закалки и отпуска 200 °C | около 550 HB (типичное значение по марочнику) |
| Элемент | Массовая доля |
|---|---|
| Углерод (C) | 0,36–0,44 |
| Кремний (Si) | 0,17–0,37 |
| Марганец (Mn) | 0,50–0,80 |
| Хром (Cr) | 0,80–1,10 |
| Никель (Ni) | до 0,30 |
| Медь (Cu) | до 0,30 |
| Сера (S) | до 0,035 |
| Фосфор (P) | до 0,035 |
| Железо (Fe) | остальное |
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Плотность | 7,82 г/см³ |
| Модуль упругости | 214 ГПа |
| Теплопроводность | 46 Вт/(м·К) при 100 °C |
| КТР | 11,9·10⁻⁶ 1/К (20–100 °C) |
| Способ | Оценка | Что учесть |
|---|---|---|
| Обработка резанием (фрезеровка, токарка) | отлично | В горячекатаном состоянии (163–168 HB) по марочнику режется твёрдым сплавом даже быстрее стали 45 (коэффициент 1,2). После улучшения обрабатывается твёрдосплавным инструментом. |
| Лазерная резка | хорошо | Режется волоконным лазером с кислородом. Кромка подкаливается сильнее, чем у стали 45: хром повышает прокаливаемость. |
| Плазменная резка | хорошо | Режется хорошо, но закалённую кромку под дальнейшую обработку снимают. |
| Сварка | ограниченно | Трудносвариваемая: ручная дуговая и электрошлаковая сварка с подогревом и последующей термообработкой. Контактная сварка тоже требует термообработки после неё. |
| Гибка | ограниченно | Холодную гибку выполняют только в отожжённом состоянии и с большим радиусом. |
| Стандарт | Марка |
|---|---|
| США (AISI/SAE) | 5140 |
| Европа (EN 10083-3) | 41Cr4 (1.7035), 37Cr4 (1.7034) |
| Япония (JIS G4053) | SCr440 |
| Китай (GB) | 40Cr |
Аналоги близкие: составы и свойства совпадают не полностью. Для ответственных деталей сверяйте сертификат.
Где применяется
- Валы, оси, полуоси
- Шестерни и вал-шестерни
- Штоки, плунжеры, шпиндели
- Высокопрочный крепёж
- Коленчатые и кулачковые валы
Виды поставки
Круг, Пруток калиброванный, Квадрат, Шестигранник, Полоса, Лист, Труба, Поковки
Термообработка
Основной режим называется улучшением: закалка с 860 °C в масло и высокий отпуск при 500–600 °C. Масло вместо воды снижает риск закалочных трещин, а за счёт хрома сечение прокаливается глубже, чем у стали 45. Для твёрдой поверхности шеек и зубьев после улучшения делают закалку ТВЧ. При низком отпуске (200 °C) твёрдость доходит примерно до 550 HB, но ударная вязкость падает.
Отпускная хрупкость
40Х склонна к отпускной хрупкости: если после высокого отпуска деталь остывает медленно, ударная вязкость падает. Поэтому после отпуска её охлаждают в воде или масле, как и указано в режиме ГОСТ 4543-2016.
40Х или 45
При небольшом сечении и умеренной нагрузке сталь 45 дешевле и даёт сопоставимый результат. 40Х выбирают для валов крупного сечения, деталей, которые работают с ударами и знакопеременной нагрузкой, и для высокопрочного крепежа.
Чем режут и обрабатывают 40Х
Лазерная резка волоконным лазером
Оценка: хорошо
Плазменная резка
Оценка: хорошо
Гидроабразивная резка
Фрезерование на станке с ЧПУ
Оценка: отлично
Токарная обработка
Оценка: отлично
Сварка
Оценка: ограниченно
Гибка
Оценка: ограниченно
Лазерная маркировка и гравировка металла
Частые вопросы
Какая твёрдость у 40Х после закалки?
Зависит от температуры отпуска. После отпуска при 200 °C — около 550 HB, после улучшения с отпуском при 500 °C твёрдость намного ниже, зато σв не меньше 980 МПа и деталь не хрупкая.
Чем 40Х лучше стали 45?
Хром повышает прокаливаемость: деталь крупного сечения закаливается глубже и равномернее. После улучшения 40Х прочнее и вязче стали 45.
Какой аналог у 40Х?
AISI 5140, EN 41Cr4 (1.7035), JIS SCr440 и 40Cr в Китае.
Источники данных: ГОСТ 4543-2016 «Металлопродукция из конструкционной легированной стали. Технические условия»; Марочник сталей и сплавов / под ред. А. С. Зубченко. — М.: Машиностроение.
Данные сверены с источником 1 октября 2026. Нашли ошибку — напишите в редакцию.