Скидка на подшипники из наличия!
Новое поступление товара в 2026 году!
Таблицы
Широкие таблицы прокручиваются по горизонтали, первая колонка при этом остаётся на месте.
Нормы — по ковшовой пробе (таблицы 1, 2 ГОСТ 4543-2016); отклонения в готовой продукции — по таблице 3; азот — по п. 7.1.2.2. Азот не нормируется, если в стали не менее 0,020 % общего алюминия. По заказу для электропечной стали допускается медь до 0,40 %.
К навигации по таблицам
По п. 4.1 и таблице 2 ГОСТ 4543-2016. Буква А в конце марки означает высококачественную сталь, индекс -Ш — особовысококачественную. В действующем стандарте нет обозначения 40ХНМА; марка 40Х2Н2МА — другая сталь с иным составом.
По таблице 8 ГОСТ 4543-2016. Вариант указывает заказчик; если он не указан, вариант выбирает изготовитель (примечание 11). Допускаемые отклонения температуры: закалка ±15 °C, высокий отпуск ±50 °C. Дополнительно определяют ударную вязкость KCV при +20 °C; результаты вносят в документ о качестве без нормы (п. 7.1.7.2).
По примечанию 9 к таблице 8 ГОСТ 4543-2016.
По таблице 6, примечанию к ней и п. 7.1.6.3 ГОСТ 4543-2016.
По технической карте Lucefin для 34CrNiMo6 (1.6582), круг Ø60 мм. 34CrNiMo6 — близкая, но не тождественная сталь: хрома в ней больше, углерода меньше, чем в 40ХН2МА. Таблица показывает характер зависимости свойств от отпуска, а не нормы для 40ХН2МА. KV (V-надрез, Дж) несопоставима с KCU (U-надрез, Дж/см²).
Режимы ГОСТ — для контрольных образцов, а не обязательная технология изделия. Рекомендации Lucefin относятся к стали 34CrNiMo6 и приведены как ориентир.
Значения марочника сталей приведены по перепечаткам и с печатным изданием не сверены.
По таблице 1 методических указаний РД 50-186-80. Перед азотированием изделия подвергают термообработке; температуру отпуска после закалки назначают на 20–30 °C выше температуры азотирования (п. 1.5.1).
Кремний: 40ХН2МА — 0,17–0,37 %; 4340 — 0,15–0,35 %; 34CrNiMo6 — 0,10–0,40 %. Аналоги ближайшие, не тождественные: подбор замены ведут по прочности на нужном сечении и ударной вязкости.
По таблицам 1, 6 и 8 ГОСТ 4543-2016. Подробно — на страницах стали 40Х, стали 40ХН и стали 30ХГСА. Другие марки этого стандарта на сайте — 18ХГТ и 20ХН3А.
Расчёт при плотности 7850 кг/м³ (ГОСТ 2590-2006) по номинальным размерам, без учёта предельных отклонений. По ГОСТ 2590-2006 масса 1 м — справочная величина.
Расчёт при плотности 7850 кг/м³: m = 0,00785·π·d²/4, кг/м (d в мм), по номинальному диаметру.
40ХН2МА — конструкционная легированная хромоникельмолибденовая сталь с 0,37–0,44 % углерода, 0,60–0,90 % хрома, 1,25–1,65 % никеля и 0,15–0,25 % молибдена. Марка установлена ГОСТ 4543-2016. По общепринятой системе обозначений число 40 указывает среднее содержание углерода в сотых долях процента, буквы Х, Н и М — хром, никель и молибден; буква А в конце марки по ГОСТ 4543-2016 означает высококачественную сталь.
ГОСТ 4543-2016 нормирует свойства 40ХН2МА после закалки с 850 °C в масле и отпуска при 620 °C: по варианту 1 — предел текучести не менее 930 Н/мм² и ударная вязкость KCU не менее 78 Дж/см², по варианту 2 — σт не менее 835 Н/мм² и KCU не менее 98 Дж/см² (таблица 3). Для сравнения: 40Х и 40ХН по тому же стандарту нормируются на σт 785 Н/мм² после отпуска при 500 °C, KCU — 59 и 69 Дж/см².
Действующий стандарт — ГОСТ 4543-2016 «Металлопродукция из конструкционной легированной стали. Технические условия», введённый с 1 октября 2017 года взамен ГОСТ 4543-71. Сталь выпускают высококачественной (40ХН2МА) и особовысококачественной — электрошлакового переплава (40ХН2МА-Ш) с серой не более 0,015 % (таблица 2).
В справочных материалах 40ХН2МА до сих пор встречается «по ГОСТ 4543-71» — этот стандарт заменён. Обозначения 40ХНМА в ГОСТ 4543-2016 нет. Ещё одна путаница — с маркой 40Х2Н2МА: это другая сталь с 1,25–1,65 % хрома, и её состав встречается под видом 40ХН2МА.
Нормы ГОСТ 4543-2016 приведены в таблице 1. Хрома и никеля в 40ХН2МА суммарно 1,85–2,55 %, молибдена — 0,15–0,25 %. Предельные отклонения в готовой продукции по таблице 3 стандарта: углерод ±0,01 %, хром и молибден ±0,02 %, никель −0,05 %. Сера и фосфор ограничены 0,025 %; в электропечной стали азот — не более 0,012 %.
Стандарт задаёт для 40ХН2МА два варианта норм после одного режима — закалки с 850 °C в масле и отпуска при 620 °C (таблица 3): вариант 1 — σт не менее 930 Н/мм², σв 1080 Н/мм², KCU 78 Дж/см²; вариант 2 — σт 835 Н/мм², σв 980 Н/мм², но KCU не менее 98 Дж/см² и ψ 55 %. Вариант указывают в заказе; если не указан — его выбирает изготовитель. Поэтому в сертификате важно видеть, по какому варианту проверен металл.
Нормы относятся к прокату до 80 мм. Для более крупных сечений стандарт допускает снижение пластичности и вязкости (таблица 4): свыше 150 мм — δ5 на 3 абс. %, ψ на 10 абс. %, KCU на 15 %. Кроме того, для 40ХН2МА стандарт требует определять ударную вязкость KCV и вносить результат в документ о качестве; по заказу проводят испытание KCU при −60 °C.
В отожжённом, высокоотпущенном или нормализованном с высоким отпуском состоянии прокат из 40ХН2МА должен иметь твёрдость не более 269 HB; калиброванный после тех же видов обработки — не более 284 HB (таблица 5).
Ориентир по твёрдости после закалки и отпуска дают данные Lucefin для близкой стали 34CrNiMo6 (таблица 6): после закалки с 850 °C в масле и отпуска при 100–200 °C — 51,5–53 HRC, при 600 °C — 34 HRC, при 650 °C — 28 HRC. Это данные для другой стали, а не нормы для 40ХН2МА.
Контрольный режим ГОСТ 4543-2016 для образцов — закалка с 850 °C в масле и отпуск при 620 °C с охлаждением в воде или масле (таблица 7). Для близкой стали 34CrNiMo6 Lucefin указывает закалку с 860 °C в масле или полимере (или с 830 °C в воде) и отпуск при 540–660 °C.
По данным Lucefin для 34CrNiMo6 (таблица 6) ударная работа KV после отпуска при 100–400 °C составляет 18 Дж, при 500 °C — 45 Дж, при 600 °C — 90 Дж, при 650 °C — 110 Дж; твёрдость при этом снижается с 53 до 28 HRC.
Прокат, поставляемый отожжённым, высокоотпущенным или нормализованным с высоким отпуском, должен иметь твёрдость не более 269 HB. Для 34CrNiMo6 Lucefin указывает мягкий отжиг при 650–680 °C (не более 248 HB). Нормализация 34CrNiMo6 по той же карте — при 860–870 °C. Критические точки приведены в таблице 8; общая картина превращений показана на диаграмме железо–углерод.
Полосами прокаливаемости ГОСТ 4543-2016 40ХН2МА не нормирует: марочные полосы установлены только для 18 марок (п. 7.2.63), и 40ХН2МА среди них нет. Если прокаливаемость нужно гарантировать, её заказывают по отдельному нормативному документу (п. 7.2.65) и проверяют торцовой закалкой по ГОСТ 5657-69.
Утверждения о «полосах прокаливаемости 40ХН2МА по приложению А ГОСТ 4543-2016» действующим стандартом не подтверждаются.
Флокены в прокате из 40ХН2МА не допускаются (пп. 7.1.10.1, 7.1.10.3 ГОСТ 4543-2016); если флокены найдены хотя бы в одном прутке, партия не принимается (п. 9.17). Противофлокенную обработку изготовитель проводит по своей методике. Для высококачественной стали размером от 40 мм по категории КМС1 нормированы центральная пористость, точечная неоднородность и ликвационный квадрат — не более балла 2, пятнистая ликвация не допускается; по категории КМС2 — центральная пористость (балл 2) и светлая полоса (не допускается).
Обезуглероживание не допускается на обточенном прокате и прокате со специальной отделкой поверхности; для неободранного проката по заказу общий слой ограничивают 1,5 % диаметра.
Для поковок свойства задают не маркой, а категорией прочности по ГОСТ 8479-70: 16 категорий от КП 175 до КП 785, где число — минимальный предел текучести в МПа. Марку стали устанавливают по соглашению изготовителя с потребителем, режим термообработки выбирает изготовитель. В рекомендуемом приложении стандарта 40ХН2МА указана для ряда категорий прочности при закалке с отпуском. Привязку категорий к диаметрам поковок проверяйте по официальному изданию; в п. 1.6 ГОСТ 8479-70 до сих пор упоминается ГОСТ 4543-71.
40ХН2МА можно азотировать, но твёрдость слоя ниже, чем у азотируемой стали 38Х2МЮА. По методическим указаниям РД 50-186-80 при 520 °C за 50–60 ч на 40ХН2МА получают слой 0,50–0,60 мм с твёрдостью не менее 500 HV, а на 38Х2МЮА по двухступенчатым режимам — слой 0,50–0,60 мм не менее 800 HV или 0,60–0,75 мм не менее 850 HV (таблица 9).
По нормам ГОСТ 4543-2016 для контрольных образцов прочность 40ХН2МА по варианту 1 (σт/σв не менее 930/1080 Н/мм²) выше, чем у 38Х2МЮА (835/980 Н/мм²); по варианту 2 нормы прочности совпадают.
Ближе всего к 40ХН2МА по углероду и хрому — американская 4340 и японская SNCM439 (таблица 10), но никеля в них больше: 1,65–2,00 % у 4340 и 1,60–2,00 % у SNCM439 против 1,25–1,65 %. Поэтому запись «40ХН2МА = 4340» без оговорки неточна. 34CrNiMo6 по ISO 683-2 содержит меньше углерода и вдвое больше хрома; в карте Lucefin среди её соответствий указаны 38Х2Н2МА и AISI 4340.
Замену подбирают не по названию, а по требуемой прочности на нужном сечении, ударной вязкости и прокаливаемости. Если нужна сталь с пониженной серой, ГОСТ 4543-2016 предусматривает 40ХН2МА-Ш электрошлакового переплава — сера не более 0,015 %.
По ГОСТ 4543-2016 40Х и 40ХН нормируются после отпуска при 500 °C на σт не менее 785 Н/мм² при KCU 59 и 69 Дж/см². 40ХН2МА нормируется после отпуска при 620 °C: σт не менее 930 Н/мм² при KCU 78 Дж/см² (вариант 1) или 835 Н/мм² при KCU 98 Дж/см² (вариант 2) (таблица 11).
Если нужна ещё более высокая прочность, ГОСТ 4543-2016 даёт 38ХН3МФА (σт не менее 1080 Н/мм²). Сталь 40Х2Н2МА при тех же нормах прочности, что у 40ХН2МА по варианту 1, содержит больше хрома — 1,25–1,65 %. 30ХГСА при σв 1080 Н/мм² имеет меньшую норму ударной вязкости — 49 Дж/см².
В таблице марок ГОСТ 20700-75 «Болты, шпильки, гайки и шайбы для фланцевых и анкерных соединений» 40ХН2МА нет — из улучшаемых легированных сталей там указаны 35Х, 40Х, 30ХМА и 35ХМ. Нет её и в таблицах 1, 2, 4, 5 СТ ЦКБА 012-2005. Если 40ХН2МА указана для крепежа в чертеже, основание для этого нужно искать в документации на изделие, а не в этих стандартах.
По справочным данным марочника 40ХН2МА — трудносвариваемая сталь. Для близкой 34CrNiMo6 Lucefin указывает подогрев 300 °C и снятие напряжений после сварки при 600 °C. Горячую деформацию 34CrNiMo6 по карте Lucefin ведут при 900–1100 °C; это данные для другой стали. Режимы под свой станок и инструмент можно подобрать в тренажёре режимов резания.
ГОСТ 4543-2016 назначения марок не устанавливает. По справочным данным марочника 40ХН2МА применяют для коленчатых валов, шатунов, валов, шестерён и других тяжелонагруженных деталей.
Теоретическая масса в таблицах 12 и 13 рассчитана при плотности 7850 кг/м³, принятой в ГОСТ 2590-2006. Для 34CrNiMo6 Lucefin указывает ту же плотность — 7,85 кг/дм³.
Круг: m = 0,00785·π·d²/4, кг/м; квадрат: m = 0,00785·a², кг/м; шестигранник: m = 0,00785·(√3/2)·s², кг/м (размеры в мм, 0,00785 — плотность 7850 кг/м³ в пересчёте на кг/(м·мм²)).
Пример. Круг 200 мм длиной 1 м: 0,00785 × 3,1416 × 200² / 4 ≈ 246,62 кг.
ГОСТ 4543-2016 «Металлопродукция из конструкционной легированной стали», действующий с 1 октября 2017 года взамен ГОСТ 4543-71. Поковки — по ГОСТ 8479-70 с категорией прочности.
Обозначения 40ХНМА в ГОСТ 4543-2016 нет; марка действующего стандарта — 40ХН2МА. Если в старом чертеже указана 40ХНМА, соответствие проверяйте по документу, на который он ссылается. Не путайте 40ХН2МА с 40Х2Н2МА — это другая сталь с большим содержанием хрома.
В отожжённом состоянии — не более 269 HB по ГОСТ 4543-2016. Для твёрдости после закалки и отпуска ориентир — данные Lucefin для близкой стали 34CrNiMo6: после отпуска при 100–200 °C около 51,5–53 HRC, при 600 °C — около 34 HRC. Нормами для 40ХН2МА эти значения не являются.
Контрольный режим ГОСТ 4543-2016 — закалка с 850 °C в масле и отпуск при 620 °C с охлаждением в воде или масле. После него σт не менее 930 или 835 Н/мм² в зависимости от варианта.
Не полностью. У 4340 никеля 1,65–2,00 %, у 40ХН2МА — 1,25–1,65 %. Это близкие стали, но не тождественные; замену проверяют по требуемым свойствам.
Да. По РД 50-186-80 при 520 °C за 50–60 ч получают слой 0,50–0,60 мм с твёрдостью не менее 500 HV. Слой твёрдостью не менее 800 или 850 HV (в зависимости от режима) по тем же указаниям получают на азотируемой стали 38Х2МЮА.
Плохо: по справочным данным марочника это трудносвариваемая сталь. Для близкой 34CrNiMo6 Lucefin указывает подогрев 300 °C и снятие напряжений после сварки при 600 °C.
По ГОСТ 4543-2016 40ХН2МА нормируется после отпуска при 620 °C, а 40Х — при 500 °C. Нормы 40ХН2МА выше: σт не менее 930 Н/мм² при KCU 78 Дж/см² (вариант 1) или 835 Н/мм² при KCU 98 Дж/см² (вариант 2) против 785 Н/мм² и 59 Дж/см² у 40Х.
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 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.
ООО «Иннер Инжиниринг»