Производство по чертежам Подбор аналогов Цены производителя Оригинальная продукция в короткие сроки
INNER — производство и поставка промышленных комплектующих и оборудования
INNER
Контакты

Сталь 40Х13: состав по ГОСТ, твёрдость, термообработка и аналоги AISI 420

Сталь 40Х13: справочные таблицы

Широкие таблицы прокручиваются по горизонтали, первая колонка при этом остаётся на месте.

Таблица 1. Химический состав стали 40Х13 по ГОСТ 5632-2014, % по массе

ЭлементНормаДопуск в готовой продукции
C0,36–0,45±0,02
Cr12,00–14,00±0,15
Siне более 0,80+0,05
Mnне более 0,80+0,04
Sне более 0,025+0,005
Pне более 0,030+0,005
Ni, остаточныйне более 0,60не распространяется
Cu, остаточнаяне более 0,30не распространяется
Ti, остаточныйне более 0,20не распространяется
Mo, остаточныйне более 0,30не распространяется
W и V, остаточныене более 0,20 каждогоне распространяется

По таблице 1, пп. 6.3–6.7 и таблице 2 ГОСТ 5632-2014 (с Изменением № 1). Порядковый номер марки — 1-18. Остаточные элементы допускается не определять, если иное не указано в заказе (п. 6.10).

К навигации по таблицам

Таблица 2. Хромистые стали с 12–14 % хрома по ГОСТ 5632-2014, % по массе

МаркаПорядковый номер, классCSiMnNi
12Х132-3, мартенсито-ферритный0,09–0,15≤ 0,80≤ 0,80—
20Х131-11, мартенситный0,16–0,25≤ 0,80≤ 0,80—
30Х131-14, мартенситный0,26–0,35≤ 0,80≤ 0,80—
40Х131-18, мартенситный0,36–0,45≤ 0,80≤ 0,80—
65Х131-19, мартенситный0,60–0,700,20–0,500,25–0,80≤ 0,50

По таблице 1 ГОСТ 5632-2014. У всех марок хром 12,00–14,00 %, сера — не более 0,025 %, фосфор — не более 0,030 %.

К навигации по таблицам

Таблица 3. Нормы ГОСТ 5949-2018 для сортового проката из сталей 12Х13–40Х13

МаркаТвёрдость в отожжённом состоянии, HBРежим термообработки образцовНормируемые свойства, не менее
12Х13121–187закалка 1000–1050 °C, воздух или масло; отпуск 700–790 °C, воздухσв 590 Н/мм², σт 410 Н/мм², δ5 20 %, ψ 60 %, KCU 88 Дж/см²
20Х13, вариант 1126–197закалка 1000–1050 °C, воздух или масло; отпуск 660–770 °Cσв 650 Н/мм², σт 440 Н/мм², δ5 16 %, ψ 55 %, KCU 78 Дж/см²
20Х13, вариант 2126–197закалка 1000–1050 °C, воздух или масло; отпуск 600–700 °Cσв 830 Н/мм², σт 635 Н/мм², δ5 10 %, ψ 50 %, KCU 59 Дж/см²
30Х13131–217закалка 950–1050 °C, масло; отпуск 200–300 °C, воздух или масло48 HRC
40Х13143–229закалка 1000–1050 °C, масло; отпуск 200–300 °C, воздух или масло50 HRC

По таблицам 1, 2, 3 и пп. 7.1.5, 7.1.7 ГОСТ 5949-2018. Для 30Х13 и 40Х13 механические свойства при растяжении и ударная вязкость не контролируются — нормируется только твёрдость. Мартенситные и мартенсито-ферритные стали поставляют термически обработанными.

К навигации по таблицам

Таблица 4. Прокат из стали 40Х13 по межгосударственным стандартам

Вид продукции, стандартСостояниеНормы
Сортовой прокат, ГОСТ 5949-2018термически обработанный143–229 HB; после контрольной закалки и отпуска не менее 50 HRC
Тонколистовой прокат, ГОСТ 5582-75отжиг или отпуск при 740–800 °Cσв не менее 550 Н/мм² (56 кгс/мм²), δ5 не менее 15 %
Проволока диаметром 1,00–6,00 мм, ГОСТ 18143-72только термически обработанная оксидированнаяσв 640–880 Н/мм² (65–90 кгс/мм²); δ на базе 100 мм не менее 14 % (1-й класс) и 10 % (2-й класс)
Толстый лист, ГОСТ 7350-77—марки 40Х13 в стандарте нет
Лента, ГОСТ 4986-79—марки 40Х13 в стандарте нет
Поковки, ГОСТ 25054-81—марки 40Х13 в стандарте нет

По текстам указанных стандартов. Для ГОСТ 5949-2018 твёрдость в отожжённом состоянии нормируется диапазоном 143–229 HB.

К навигации по таблицам

Таблица 5. Назначение стали 40Х13 по стандартам

ДокументЧто сказано о 40Х13
ГОСТ 5632-2014, приложение А (вместе с 30Х13)Режущий, мерительный и хирургический инструмент, пружины, карбюраторные иглы, предметы домашнего обихода, клапанные пластины компрессоров. Сталь применяется после закалки и низкого отпуска со шлифованной и полированной поверхностью, обладает повышенной твёрдостью
ГОСТ Р 51687-2021, п. 4.14Ножи цельнометаллические и клинки ножей из 20Х13, 30Х13, 40Х13 или 420; твёрдость клинка — не менее 42 HRC (кроме детских ножей, ножей для масла и для рыбы)
ГОСТ Р 51687-2000 (заменён)Клинки из 30Х13 и 40Х13; твёрдость — не менее 48 HRCэ

ГОСТ Р 51687-2021 «Приборы столовые и принадлежности кухонные из коррозионностойкой стали» действует с 1 марта 2022 года взамен ГОСТ Р 51687-2000.

К навигации по таблицам

Таблица 6. 40Х13 и близкие зарубежные стали, % по массе

Марка, стандартCCrПрочееОтличие от 40Х13
40Х13, ГОСТ 5632-20140,36–0,4512,00–14,00Si ≤ 0,80; Mn ≤ 0,80; P ≤ 0,030; S ≤ 0,025—
1.4031 (X39Cr13), EN 10088-30,36–0,4212,5–14,5Si ≤ 1,00; Mn ≤ 1,00; P ≤ 0,040; S ≤ 0,030Ближайшая по углероду
1.4034 (X46Cr13), EN 10088-30,43–0,5012,5–14,5—Углерод выше; совпадение с 40Х13 только в интервале 0,43–0,45 %
420 (UNS S42000), ASTM A276не менее 0,1512,0–14,0—Верхнего предела углерода нет: под 420 попадают и 20Х13, и 40Х13
SUS420J2, JIS G43030,26–0,4012,00–14,00—Между 30Х13 и 40Х13

Составы EN — по EN 10088-3:2005 в изложении документации производителя (Lucefin); 420 — по ASTM A276 в изложении документации производителей; SUS420J2 — по перепечатке JIS G4303. Для 1.4031 по EN 10088-3 допускается контролируемое содержание серы 0,015–0,030 % для улучшения обрабатываемости; для листа по EN 10088-2 сера — не более 0,015 %.

К навигации по таблицам

Таблица 7. Механические свойства сталей 1.4031 и 1.4034 по EN 10088-3:2005

Марка, состояниеСечение, ммRm, МПаRp0,2, МПа, не менееA, %, не менееKV, Дж, не менееHB, не более
1.4031 +A—≤ 800———245
1.4031 +QT800≤ 160800–10006501012—
1.4034 +A—≤ 800———245
1.4034 +QT850≤ 160850–10006501012—

+A — отожжённое состояние, +QT — закалка и отпуск. Горячедеформированный прокат, по документации производителя Lucefin со ссылкой на EN 10088-3:2005. Состояния «+QT800» у 1.4034 в этой редакции стандарта нет — нормировано +QT850.

К навигации по таблицам

Таблица 8. Контрольная закалка: нормы ГОСТ, ASTM и данные производителя

Марка, документЗакалкаОтпускТвёрдость
40Х13, ГОСТ 5949-20181000–1050 °C, масло200–300 °C, воздух или маслоне менее 50 HRC
30Х13, ГОСТ 5949-2018950–1050 °C, масло200–300 °C, воздух или маслоне менее 48 HRC
420, ASTM A276не ниже 995 °C, воздух—не менее 50 HRC
1.4034, Deutsche Edelstahlwerke1050 °C, воздух или маслоснятие напряжений при 200 °Cдо 55 HRC

Нормы ГОСТ и ASTM — для проверки металла на образцах, а не обязательная технология изделия. Для ASTM A276 значения подтверждены для редакции A276-98b; образец толщиной не более 9,5 мм.

К навигации по таблицам

Таблица 9. Свойства стали 1.4034 после закалки с 1000 °C в масле и отпуска

Температура отпуска, °CRm, МПаRp0,2, МПаA, %KV, Дж
20018001400614
30017001320820
35017001300818
40016901300914
45016801290912
500164012501012
550130010001114
60010007001320
6508406001628
7007505501640

По технической карте производителя Lucefin для 1.4034 (X46Cr13): круг диаметром 10 мм, испытания при комнатной температуре. Ударная работа KV (образец с V-надрезом, Дж) несопоставима с KCU (U-надрез, Дж/см²).

К навигации по таблицам

Таблица 10. Твёрдость стали 1.4031 после закалки с 1020 °C в масле и отпуска

Температура отпуска, °CHBHRC
20049651
30048250
35048950,5
40050451,5
45051252
50044247
55038141
60033636
65032735
70028630

По технической карте производителя Lucefin для 1.4031 (X39Cr13), круг диаметром 10 мм. Подъём твёрдости при 400–450 °C — вторичное твердение от выделения карбидов.

К навигации по таблицам

Таблица 11. Критические точки стали 40Х13 и близких аналогов, °C

Точка40Х13, марочник (справочно)1.4031, Lucefin1.4034, Lucefin
Ac1820 (в другой статье марочника — 800)≈ 825≈ 805
Ac3870≈ 930≈ 870
Ar1780——
Мн (Ms)270≈ 255≈ 280
Мк (Mf)—≈ 105≈ 130

Значения марочника сталей приведены по перепечаткам и с печатным изданием не сверены. Расхождения между источниками связаны с методикой: у высокохромистых сталей критические точки зависят от скорости нагрева и исходной структуры.

К навигации по таблицам

Таблица 12. Физические свойства стали 1.4034 — близкого аналога 40Х13

СвойствоЗначение
Плотность при 20 °C7700 кг/м³
Модуль упругости при 20 / 100 / 200 / 300 / 400 °C215 / 212 / 205 / 200 / 190 ГПа
Коэффициент линейного расширения, 20–100 / 200 / 300 / 400 °C10,5 / 11,0 / 11,5 / 12,0 ·10⁻⁶ 1/К
Теплопроводность при 20 °C30 Вт/(м·К)
Удельная теплоёмкость при 20 °C460 Дж/(кг·К)
Удельное электросопротивление при 20 °C0,55 Ом·мм²/м
Магнитные свойстваферромагнитна

По технической карте Lucefin для 1.4034; те же значения плотности, теплопроводности и электросопротивления приводит Deutsche Edelstahlwerke. Марочник сталей указывает для 40Х13 плотность 7650 кг/м³ (справочно) — расхождение 0,65 %.

К навигации по таблицам

Таблица 13. Теоретическая масса 1 м круга, квадрата и шестигранника из стали 40Х13, кг

Размер (диаметр, сторона, размер под ключ), ммКругКвадратШестигранник
50,1510,1930,167
60,2180,2770,240
80,3870,4930,427
100,6050,7700,667
120,8711,1090,960
141,1851,5091,307
161,5481,9711,707
181,9592,4952,161
202,4193,0802,667
222,9273,7273,228
253,7804,8134,168
284,7416,0375,228
305,4436,9306,002
367,8389,9798,642
409,67612,32010,669
5015,11919,25016,671
6021,77127,72024,006
8038,70449,28042,678
10060,47677,00066,684

Расчёт при плотности 7700 кг/м³ по номинальным размерам, без учёта предельных отклонений и скруглений кромок.

К навигации по таблицам

Таблица 14. Теоретическая масса тонкого листа из стали 40Х13

Толщина, мм1 м², кгЛист 1000×2000, кгЛист 1250×2500, кгЛист 1500×3000, кг
0,53,857,712,017,3
0,75,3910,816,824,3
0,86,1612,319,327,7
1,07,7015,424,134,7
1,29,2418,528,941,6
1,511,5523,136,152,0
2,015,4030,848,169,3
2,519,2538,560,286,6
3,023,1046,272,2104,0
3,526,9553,984,2121,3
3,930,0360,193,8135,1

Масса 1 м² равна 7,7 кг на каждый миллиметр толщины. Фактическая масса отличается на величину допусков по толщине.

К навигации по таблицам

Оглавление статьи 17 разделов

Что такое сталь 40Х13

40Х13 — коррозионностойкая хромистая сталь мартенситного класса с 0,36–0,45 % углерода и 12,00–14,00 % хрома. Марка установлена ГОСТ 5632-2014, порядковый номер 1-18; старое обозначение — 4Х13. Расшифровка: 40 — среднее содержание углерода в сотых долях процента, около 0,40 %; Х13 — около 13 % хрома.

В ряду 12Х13–20Х13–30Х13–40Х13 у неё больше всего углерода, поэтому она закаливается на наибольшую твёрдость: по ГОСТ 5949-2018 не менее 50 HRC после закалки и низкого отпуска. Среди сталей с 13 % хрома больше углерода только у 65Х13.

По ГОСТ 5632-2014 40Х13 предназначена для режущего, мерительного и хирургического инструмента, пружин, карбюраторных игл, предметов домашнего обихода и клапанных пластин компрессоров. Её применяют после закалки и низкого отпуска со шлифованной и полированной поверхностью (таблица 5).

Нормативные документы и виды проката

  • ГОСТ 5632-2014 — марка и химический состав. Действует с 1 января 2015 года взамен ГОСТ 5632-72; Изменение № 1 введено с 1 апреля 2019 года. Механических свойств стандарт не нормирует.
  • ГОСТ 5949-2018 — сортовой прокат: горячекатаный и кованый, калиброванный, со специальной отделкой поверхности. Действует с 1 февраля 2019 года взамен ГОСТ 5949-75. Поставляется термически обработанным, твёрдость — 143–229 HB.
  • ГОСТ 5582-75 — тонколистовой прокат. После отжига или отпуска при 740–800 °C — σв не менее 550 Н/мм², δ5 не менее 15 %.
  • ГОСТ 18143-72 — проволока. Из 40Х13 выпускают только термически обработанную оксидированную проволоку диаметром 1,00–6,00 мм с σв 640–880 Н/мм².

В стандартах на толстый лист (ГОСТ 7350-77), ленту (ГОСТ 4986-79) и поковки (ГОСТ 25054-81) марки 40Х13 нет (таблица 4). Если такой прокат предлагают из 40Х13, нормы на него задаёт документ, по которому он изготовлен; его номер должен быть указан в сертификате.

На многих сайтах для 40Х13 указаны «лист по ГОСТ 7350-77» и «поковки по ГОСТ 25054-81», а также отменённые ГОСТ 5632-72 и ГОСТ 5949-75. Марки 40Х13 в ГОСТ 7350-77 и ГОСТ 25054-81 нет, а ГОСТ 5632-72 и ГОСТ 5949-75 заменены.

Химический состав стали 40Х13

Нормы ГОСТ 5632-2014 приведены в таблице 1. Сера ограничена 0,025 %, фосфор — 0,030 %. Остаточные элементы нормированы общими пунктами стандарта: никель — не более 0,60 %, медь — 0,30 %, титан — 0,20 %, молибден — 0,30 %, вольфрам и ванадий — не более 0,20 % каждого.

Предельные отклонения в готовой продукции по таблице 2 ГОСТ 5632-2014: углерод ±0,02 %, хром ±0,15 %, кремний +0,05 %, марганец +0,04 %, сера и фосфор +0,005 %. На остаточные элементы эти отклонения не распространяются.

Стали 12Х13, 20Х13, 30Х13, 40Х13 и 65Х13

Стали с 12–14 % хрома различаются прежде всего углеродом (таблица 2). С ростом углерода после закалки растёт твёрдость и снижается пластичность. 12Х13 по ГОСТ 5632-2014 относится к мартенсито-ферритному классу, остальные марки ряда — к мартенситному.

ГОСТ 5949-2018 нормирует эти стали по-разному (таблица 3). 12Х13 и 20Х13 проверяют по прочности, пластичности и ударной вязкости после закалки и высокого отпуска при 600–790 °C. 30Х13 и 40Х13 — только по твёрдости после закалки и низкого отпуска: не менее 48 и 50 HRC. То есть первые применяют там, где нужна вязкость, вторые — там, где нужна твёрдость.

65Х13 отличается не только углеродом (0,60–0,70 %), но и более узкими пределами по кремнию и марганцу и ограничением никеля до 0,50 %.

Твёрдость стали 40Х13 по ГОСТ

Сортовой прокат по ГОСТ 5949-2018 поставляют отожжённым или отпущенным с твёрдостью 143–229 HB. После закалки с 1000–1050 °C в масле и отпуска при 200–300 °C образцы должны иметь не менее 50 HRC (таблица 8). Это контрольная норма для проверки металла; твёрдость готового изделия зависит от сечения и режима термообработки.

Предел прочности, удлинение, сужение и ударную вязкость сортового проката из 40Х13 ГОСТ 5949-2018 не контролирует. Поэтому таблицы σв и δ для сорта на сайтах — справочные значения, а не нормы. Нормы прочности для 40Х13 есть в стандартах на тонкий лист и проволоку (таблица 4).

Американский стандарт ASTM A276 проверяет сталь 420 закалкой с 995 °C на воздухе и требует не менее 50 HRC. Производитель 1.4034 Deutsche Edelstahlwerke указывает, что после закалки с 1050 °C и снятия напряжений при 200 °C можно получить до 55 HRC.

Аналоги 40Х13: 1.4031, 1.4034, AISI 420

Ближайшая европейская сталь — 1.4031 (X39Cr13): её углерод 0,36–0,42 % лежит внутри диапазона 40Х13 (таблица 6). Но EN 10088-3 допускает больше кремния и марганца — до 1,00 %, фосфора — до 0,040 %, серы — до 0,030 %. У 1.4034 (X46Cr13) углерод выше, 0,43–0,50 %, и совпадает с 40Х13 только в узком интервале 0,43–0,45 %.

AISI 420 — не марка-аналог, а целое семейство: ASTM A276 задаёт для неё только нижний предел углерода, 0,15 %. Под обозначение 420 формально подходят и 20Х13, и 30Х13, и 40Х13. Поэтому формулировка «40Х13 — аналог AISI 420» без указания углерода неточна. Японская SUS420J2 (C 0,26–0,40 %) находится между 30Х13 и 40Х13.

Европейские стали поставляют в отожжённом состоянии +A с твёрдостью не более 245 HB и в улучшенном состоянии +QT (таблица 7). У 1.4034 нормировано состояние +QT850, а не +QT800, как часто пишут.

Термообработка стали 40Х13

Закалка

Контрольный режим ГОСТ 5949-2018 — закалка с 1000–1050 °C в масле. Для близких сталей уровень температур тот же: производитель Deutsche Edelstahlwerke для 1.4034 указывает 1050 °C с охлаждением на воздухе или в масле, стандарт ASTM A276 для 420 — не ниже 995 °C на воздухе.

Отпуск

По данным производителя Lucefin для 1.4034 после закалки с 1000 °C в масле отпуск при 200 °C даёт Rm около 1800 МПа при ударной работе 14 Дж (таблица 9). В интервале 400–500 °C прочность почти не снижается, 1690–1640 МПа, но ударная работа минимальна — 12–14 Дж. Начиная с 550 °C прочность резко падает, а вязкость растёт: при 700 °C — 750 МПа и 40 Дж. У 1.4031 твёрдость после отпуска при 200–450 °C держится на уровне 50–52 HRC и снижается до 30 HRC при 700 °C (таблица 10).

Справочные данные марочника сталей для 40Х13 близки к этим значениям: после закалки с 1000 °C в масле и отпуска при 200, 350 и 500 °C — σв 1840, 1710 и 1680 МПа, твёрдость 52, 50 и 51 HRCэ. С печатным изданием эти данные не сверены.

Отпуск в интервале примерно 450–600 °C для 40Х13 не применяют. Исследования стали AISI 420 показывают в этой зоне падение ударной вязкости (отпускная хрупкость) и снижение коррозионной стойкости из-за выделения карбидов хрома. Если нужна твёрдость, назначают низкий отпуск 200–300 °C; если важнее вязкость, обычно выбирают 20Х13 или 12Х13 с высоким отпуском по ГОСТ 5949-2018.

Отжиг

Для смягчения перед механической обработкой Deutsche Edelstahlwerke рекомендует для 1.4034 мягкий отжиг при 750–850 °C с медленным охлаждением. Прокат по ГОСТ 5949-2018 поставляется уже термически обработанным, с твёрдостью 143–229 HB.

Критические точки приведены в таблице 11. Общая картина превращений показана на диаграмме железо–углерод, но 13 % хрома заметно сдвигают её точки, поэтому для 40Х13 она даёт лишь качественное представление.

Коррозионная стойкость

По ГОСТ 5632-2014 40Х13 — коррозионностойкая сталь; жаростойкой и жаропрочной она не является. Производитель близкой стали 1.4034 Deutsche Edelstahlwerke указывает хорошую стойкость в умеренно агрессивных средах без хлоридов — мыла, моющие средства, органические кислоты, — а также в воде и паре.

Стойкость зависит от состояния металла:

  • наибольшая — у закалённой стали с низким отпуском и полированной поверхностью; именно так ГОСТ 5632-2014 рекомендует применять 40Х13;
  • в отожжённом и переотпущенном состоянии стойкость ниже: хром связан в карбиды. Применять близкую сталь 1.4034 в таком состоянии её производитель не рекомендует;
  • в состоянии поставки и после сварки сталь не стойка к межкристаллитной коррозии (данные производителя для 1.4034).

Молибдена и азота в 40Х13 нет, поэтому её эквивалент стойкости к питтингу PRE практически равен содержанию хрома — около 13 против 18 у AISI 304. В хлоридных средах и морской воде 40Х13 не применяют; для них выбирают стали с молибденом, например AISI 316 или 10Х17Н13М2Т.

40Х13 для ножей и столовых приборов

40Х13 — одна из марок, прямо названных в ГОСТ Р 51687-2021 на столовые приборы. По п. 4.14 стандарта ножи цельнометаллические и клинки ножей изготавливают из 20Х13, 30Х13, 40Х13 или 420, а твёрдость клинка должна быть не менее 42 HRC (кроме детских ножей, ножей для масла и для рыбы). В заменённом ГОСТ Р 51687-2000 для 30Х13 и 40Х13 требовалось не менее 48 HRCэ.

По ГОСТ 5949-2018 сталь после контрольной закалки даёт не менее 50 HRC. Твёрдость конкретного ножа задаёт его изготовитель. По сравнению с 95Х18 у 40Х13 меньше углерода и карбидов: она проще в обработке и заточке, но кромка изнашивается быстрее.

Для контакта с пищей важно не только название марки, но и состояние изделия: закалка с низким отпуском, шлифованная и полированная поверхность, отсутствие окалины и грубых рисок.

Физические свойства и магнитность

Физических свойств 40Х13 в действующих стандартах нет. В таблице 12 приведены данные производителя Lucefin для близкой стали 1.4034: плотность 7700 кг/м³, модуль упругости 215 ГПа, теплопроводность 30 Вт/(м·К). Марочник сталей указывает для 40Х13 плотность 7650 кг/м³ (справочно); для расчёта массы разница несущественна.

40Х13 магнитится — и в отожжённом, и в закалённом состоянии. Поэтому магнитом её нельзя отличить ни от 95Х18, ни от ферритной 12Х17 или AISI 430, ни от углеродистой стали.

Обработка резанием, ковка и сварка

Обработка резанием

Механическую обработку выполняют в отожжённом состоянии. Для 1.4034 в отожжённом состоянии (Rm 700–800 МПа) Deutsche Edelstahlwerke приводит такие ориентиры для твердосплавного инструмента с покрытием: глубина резания 6 мм, подача 0,5 мм/об — скорость 115 м/мин; 3 мм и 0,4 мм/об — 140 м/мин; 1 мм и 0,2 мм/об — 160 м/мин. Режимы под свой станок и инструмент можно подобрать в тренажёре режимов резания. После закалки детали шлифуют.

Ковка

Для 1.4034 Deutsche Edelstahlwerke рекомендует подогрев около 800 °C, нагрев до 1150–1180 °C, ковку в интервале 1180–950 °C и медленное охлаждение в печи или в золе. Марочник сталей для 40Х13 приводит интервал ковки 1200–850 °C (справочно).

Сварка

По данным марочника сталей, для сварных конструкций 40Х13 не применяют; производитель 1.4034 оценивает её свариваемость как плохую. При ремонтной сварке нужен подогрев 200–300 °C: Lucefin для 1.4034 указывает 200–250 °C, руководство Lincoln Electric для мартенситных сталей — 204–316 °C. Присадка — ER420, если шов должен сохранить твёрдость, или аустенитная ER309L либо ER308, если нужен вязкий шов или соединение с другой сталью. После сварки — отпуск при 732–760 °C или полный отжиг не ниже 816 °C с медленным охлаждением (Nickel Institute), по данным Lucefin для 1.4034 — отжиг при 750 °C.

Электродов, соответствующих 40Х13 по углероду, ГОСТ 10052-75 не предусматривает. Для сварных узлов выбирают аустенитные стали, например 12Х18Н10Т.

Применение стали 40Х13

Основные области применения заданы ГОСТ 5632-2014: режущий, мерительный и хирургический инструмент, пружины, карбюраторные иглы, предметы домашнего обихода, клапанные пластины компрессоров. Общий принцип — детали, которым нужна высокая твёрдость поверхности и умеренная коррозионная стойкость в средах без хлоридов.

Если нужны более высокая твёрдость и износостойкость, выбирают 95Х18; если нужна вязкость нагруженной детали — 20Х13 с высоким отпуском; для листовых деталей без закалки — ферритные 12Х17 и AISI 430; для сварных конструкций и хлоридных сред — аустенитные стали.

40Х13 или 95Х18

В 95Х18 больше углерода (0,90–1,00 %) и хрома (17–19 %). После контрольной закалки по ГОСТ 5949-2018 она должна иметь не менее 55 HRC против 50 HRC у 40Х13, а её износостойкость выше. 40Х13 мягче в отожжённом состоянии (143–229 HB против не более 269 HB), её проще обрабатывать резанием и затачивать после закалки, по ГОСТ её выпускают не только как сорт, но и как тонкий лист и проволоку, и она допущена для клинков столовых ножей. Подробное сравнение — на странице стали 95Х18.

Входной контроль

  1. Проверить в документе о качестве марку, стандарт на продукцию (для сорта — ГОСТ 5949-2018, а не 5949-75), плавку, химический состав и состояние поставки.
  2. Проверить твёрдость: для сортового проката по ГОСТ 5949-2018 — 143–229 HB.
  3. Подтвердить марку анализом состава. Магнит не помогает. Рентгенофлуоресцентный анализатор отличит 40Х13 по хрому от 12Х17, AISI 430 и 95Х18 (у них 16–19 % хрома), но не от 12Х13, 20Х13 и 30Х13 — они различаются только углеродом. Углерод определяют оптико-эмиссионным спектрометром или химическим анализом.
  4. Контрольная закалка по ГОСТ 5949-2018 (не менее 50 HRC) подтвердит, что сталь закаливается, но надёжно отличить 40Х13 от 30Х13 (не менее 48 HRC) по ней нельзя.

Масса проката

Теоретическая масса в таблицах 13 и 14 рассчитана при плотности 7700 кг/м³ — значении производителей для близких сталей 1.4031 и 1.4034.

Круг: m = 0,0060476·d², кг/м; квадрат: m = 0,0077·a², кг/м; шестигранник: m = 0,0066684·s², кг/м; лист: m = 7,7·t, кг/м² (размеры в мм).

Пример. Круг 30 мм длиной 1 м: 0,0060476 × 30² ≈ 5,44 кг.

Вопросы и ответы по стали 40Х13

40Х13 — аналог AISI 420?

Только с оговоркой. AISI 420 по ASTM A276 — семейство сталей с хромом 12–14 % и углеродом не менее 0,15 %, без верхнего предела; под него попадают и 20Х13, и 40Х13. Ближайшая к 40Х13 европейская марка — 1.4031 (X39Cr13) с углеродом 0,36–0,42 %.

Какая твёрдость у стали 40Х13?

По ГОСТ 5949-2018 в отожжённом состоянии — 143–229 HB. После закалки с 1000–1050 °C в масле и отпуска при 200–300 °C — не менее 50 HRC на образцах. Производитель близкой стали 1.4034 указывает до 55 HRC.

Годится ли 40Х13 для ножа?

Да. ГОСТ 5632-2014 рекомендует её для режущего инструмента, а ГОСТ Р 51687-2021 допускает для клинков столовых ножей с твёрдостью не менее 42 HRC. По сравнению с 95Х18 она проще в заточке, но кромка изнашивается быстрее.

Магнитится ли 40Х13?

Да, в любом состоянии — это мартенситная сталь. Поэтому магнит не отличает её от 95Х18, 12Х17 или углеродистой стали.

Можно ли закалить 40Х13 самостоятельно?

Режим ГОСТ 5949-2018 для образцов — закалка с 1000–1050 °C в масле и отпуск при 200–300 °C. Главное — точно выдержать температуру: при недогреве твёрдость и коррозионная стойкость ниже. Отпуск в интервале примерно 450–600 °C не рекомендуется — снижаются вязкость и коррозионная стойкость.

Чем 40Х13 отличается от 20Х13 и 30Х13?

Углеродом: 0,36–0,45 % против 0,16–0,25 % и 0,26–0,35 %. 20Х13 нормируется по прочности и вязкости после высокого отпуска, её выбирают, когда важна вязкость; 30Х13 и 40Х13 — по твёрдости после низкого отпуска (не менее 48 и 50 HRC) и применяются для инструмента.

Подходит ли 40Х13 для контакта с пищей?

Да, она названа в ГОСТ Р 51687-2021 на столовые приборы и рекомендована ГОСТ 5632-2014 для предметов домашнего обихода. Важно, чтобы изделие было закалено с низким отпуском и имело шлифованную полированную поверхность.

Ржавеет ли 40Х13 в морской воде?

Да, для хлоридных сред и морской воды она не предназначена. Её стойкость рассчитана на среды без хлоридов: воду, пар, моющие средства, органические кислоты. Для морской среды выбирают стали с молибденом и более высоким хромом.

Источники

  1. ГОСТ 5632-2014. Нержавеющие стали и сплавы коррозионно-стойкие, жаростойкие и жаропрочные. Марки (с изменением № 1).
  2. ГОСТ 5949-2018. Металлопродукция из сталей нержавеющих и сплавов на железоникелевой основе коррозионно-стойких, жаростойких и жаропрочных. Технические условия.
  3. ГОСТ 5582-75. Прокат тонколистовой коррозионно-стойкий, жаростойкий и жаропрочный.
  4. ГОСТ 18143-72. Проволока из высоколегированной коррозионно-стойкой и жаростойкой стали.
  5. ГОСТ 7350-77, ГОСТ 4986-79, ГОСТ 25054-81 — в части перечня марок.
  6. ГОСТ Р 51687-2021 и ГОСТ Р 51687-2000. Приборы столовые и принадлежности кухонные из коррозионностойкой стали.
  7. ГОСТ 10052-75. Электроды покрытые металлические для ручной дуговой сварки высоколегированных сталей.
  8. EN 10088-3:2005. Stainless steels — Part 3.
  9. ASTM A276. Standard Specification for Stainless Steel Bars and Shapes (ред. A276-98b).
  10. JIS G4303 — по перепечатке таблицы.
  11. Lucefin. Технические карты сталей 1.4031 (X39Cr13) и 1.4034 (X46Cr13).
  12. Deutsche Edelstahlwerke (Swiss Steel Group). Технический паспорт стали 1.4034.
  13. Effect of Tempering Temperature on the Properties of Martensitic Stainless Steel AISI 420 (ResearchGate, 2019).
  14. Temper Embrittlement and Corrosion Behaviour of Martensitic Stainless Steel 420 (ResearchGate).
  15. Nickel Institute. Welding of stainless steels and other joining methods (Designers' Handbook Series, № 9002); Lincoln Electric. Stainless Steels Welding Guide.
  16. Марочник сталей и сплавов — справочные данные (критические точки, отпуск, ковка) по перепечаткам.

Статья носит ознакомительный характер и предназначена для технических специалистов. Нормы приведены по указанным стандартам; справочные данные марочников и производителей отмечены в тексте и не являются нормами. Режимы термообработки и сварки изделий назначает технолог с учётом формы и размеров детали. Перед применением сверяйтесь с актуальными редакциями документов и сертификатами на конкретную продукцию. Автор и администрация сайта не несут ответственности за последствия использования информации без такой проверки.

Заказать товар

ООО «Иннер Инжиниринг»