Сталь 40Х13
40Х13 — это высоколегированный мартенситный нержавеющий стальной сплав. Содержит около 13% хрома и 0.4% углерода. Относится к мартенситно-ферритным нержавеющим сталям. Её часто используют для изготовления ножей, медицинских инструментов, деталей для наружного применения, которые подвержены воздействию агрессивных сред.
Химический состав
- Углерод (C): 0,35–0,45
- Хром (Cr): 12,0–14,0
- Марганец (Mn): ≤ 1,0
- Кремний (Si): ≤ 1,0
- Никель (Ni): ≤ 0,6
- Сера (S): ≤ 0,025
- Фосфор (P): ≤ 0,03
- Железо (Fe): основа
Физические свойства
- Плотность: ~7,7 г/см³
- Температура плавления: ~1450 °C
- Теплопроводность: ~25–30 Вт/(м·К)
- Электросопротивление: ~0,6 Ом·мм²/м
- Коэффициент линейного расширения: ~10,5×10⁻⁶ 1/°C
- Магнитные свойства: ферромагнитна после закалки
- Коррозионная стойкость: умеренная, повышается после термообработки
Механические свойства
- Предел прочности (σв): 750–1000 МПа
- Предел текучести (σ₀.₂): ≥ 500 МПа
- Твёрдость по Роквеллу (HRC): 48–56
- Относительное удлинение (δ): ~10–15 %
- Ударная вязкость (KCU): ≥ 30 Дж/см²
- Температура эксплуатации: до +450 °C
- Обрабатываемость: удовлетворительная, требует предварительной термообработки
Применение 40Х13
- Инструментальная промышленность — изготовление режущих и мерительных инструментов.
- Медицинское оборудование — благодаря своей устойчивости к коррозии используют для производства хирургических инструментов.
- Пищевая промышленность — из неё делают ножи и другие аксессуары, контактирующие с пищевыми продуктами.
Сварка и обработка
Сталь 40Х13 обладает ограниченной свариваемостью из-за высокого содержания хрома и склонности к образованию твёрдой мартенситной структуры после охлаждения. При сварке рекомендуется использовать предварительный подогрев до 200–300 °C и последующий отпуск для снятия внутренних напряжений и повышения коррозионной стойкости шва. Наиболее подходящие методы — аргонодуговая и ручная дуговая сварка с применением хромистых присадочных материалов.
Обработка стали 40Х13 требует учёта её высокой твёрдости после термообработки: механическая резка, шлифовка и сверление выполняются на пониженных скоростях с использованием твёрдосплавного инструмента. Термическая обработка — закалка при 1000–1050 °C с отпуском при 200–300 °C — позволяет достичь твёрдости до 56 HRC, что делает материал пригодным для изготовления режущих и износостойких деталей.
Преимущества и недостатки 40Х13
Основными достоинствами 40Х13 являются высокая твёрдость после термообработки (до 56 HRC), хорошая износостойкость, умеренная коррозионная стойкость и возможность полировки до зеркального блеска. Однако у этой марки есть и недостатки: ограниченная свариваемость, склонность к хрупкости при неправильной термообработке, а также снижение коррозионной стойкости при перегреве. Кроме того, обработка в закалённом состоянии требует применения твёрдосплавного инструмента, что увеличивает производственные затраты.
Сравнение с аналогами
В сравнении с AISI 420, сталь 40Х13 демонстрирует схожие механические свойства, но может отличаться по чистоте и стабильности состава в зависимости от производителя. По сравнению с более легированными сталями, такими как 95Х18 или 440C, 40Х13 уступает в коррозионной стойкости и износостойкости, но выигрывает по доступности и технологичности. Благодаря сбалансированному сочетанию твёрдости, прочности и цены, 40Х13 остаётся популярным выбором для ножей, медицинских инструментов и деталей, работающих в условиях умеренной агрессивности среды.