1. Характеристика сталей 40хн, 45хн, 50хн

Сталь 40ХН, 45ХН, 50ХН является сталь конструкционными легированными хромом, с содержание хрома 0,45-0,75%. Химический состав этих сталей приведен в таблице 1.

Таблица 1

Химический состав сталей 40ХН, 45ХН, 50ХН ГОСТ 4543-71

Марка стали	Содержание химических элементов, % по массе
	С	Si	Mn	Ni	S	P	Cr	Cu
40ХН	0,36-0,44	0,17-0,37	0,5-0,8	1-1,4	0,03	0,03	0,45-0,75	до 0,3
45ХН	0,41-0,49	0,17-0,37	0,5-0,8	1-1,4	0,03	0,03	0,45-0,75	до 0,3
50ХН	0,46-0,54	0,17-0,37	0,5-0,8	1-1,4	0,03	0,03	0,45-0,75	до 0,3

Хром подобно углероду, обладает свойствами значительно повышающие прочность, твердость, износостойкость стали, сопротивляемость коррозии. Добавка 1—2% хрома повышает прочность стали в 1,5—2 раза, 12%—делает ее нержавеющей, 25% — жароупорной, окалиностойкой. Однако добавка хрома способствует росту зерна при длительном нагреве. Поэтому хромистые стали не следует долго выдерживать в печи при ковочной температуре. Хотя прокаливаемость хромистой стали больше, чем углеродистой, все же она не очень велика. У этих сталей как и у всех большинства сталей есть заменители, для 40ХН ими являются  45ХН, 50ХН, 38ХГН, 40Х, 35ХГФ, 40ХНР, 40ХНМ, 30ХГВТ; для 45ХН заменители только 40ХН; и для 50ХН заменителями являются 40ХН, 60ХГ. Сталь 40ХН как и 45 ХН трудно сваривается, это значит, что для получения качественных сварных соединений требуются дополнительные операции: подогрев до 200-300 ̊С, при сварке, термообработка после сварки - отжиг. Сталь 50ХН не применяется для сварных соединений. Режимы термообработки и механических свойств для сталей 40ХН,45ХН, 50ХН приведены в таблице 2.

Таблица 2

Режимы термообработки и механические свойства стали 40ХН, 50ХН, 45ХН ГОСТ 4543-71

Марка стали	Режим ТО	Температура, ˚С	Среда охлаждения	σ0,2, МПа	σв, Мпа	δ5, %	ψ, %	KCU, кДж / м2
40ХН	Закалка	820	Вода или масло	785	890	11	45	69
	Отпуск	500
45ХН	Закалка	820	Вода или масло	835	1030	10	45	69
	Отпуск	530
50ХН	Закалка	820	Вода или масло	885	1080	9	40	49
	Отпуск	530

Стали 40ХН, ,45ХН, 50ХН имеет критические температурные точки, которые приведены в таблице 3.

Таблица 3

Температура критических точек сталей 40ХН, 45ХН, 50ХН ГОСТ 4543-71

Марка стали	Критические точки
	Ac1	Ac3	Ar1	Ar3
40ХН	735	768	660	700
45ХН	770	790
50ХН	735	755	660	690

Полосы прокаливаемости представлены на рисунке 1 для сталей 40ХН, 45ХН, 50ХН.

а)

б)

в)

Рис. 1. Полосы прокаливаемости:

а- стали 40ХН; б- стали 45ХН;

в - стали 50ХН