В шестернях изготовленных из стали 40Х и обработанных на твердость HRС 40

Принято считать, что увеличение содержания углерода в стали на каждые 0,1 % повышает порог хладноломкости на 20 К (рисунок).
Снижение содержания углерода предотвращает образование при сварке в зоне термического влияния хрупких закалочных мартенситных структур. В свариваемых хладостойких сталях содержание углерода должно быть ниже 0,2 %, и в структуре должно быть мало перлита (малоперлитные стали).
Для повышения хладостойкости и свариваемости строительных сталей применяют малоперлитные стали с низким содержанием углерода, микролегированные сильными карбидообразующими элементами. Кроме того, используют стали, легированные азотом в сочетании с различными сильными нитридообразующими элементами, в качестве которых чаще всего применяют ванадий, алюминий, ниобий и титан. К сталям этой группы относятся стали марок 09Г2, 09Г2С, 09Г2СД, 16Г2АФ, 14Г2АФ, 14Г2САФ и др. Из-за дефицитности никеля его применение в сталях этого типа ограничено.

Влияние содержания углерода на хладноломкость стали

В качестве альтернативной замены можно взять следующие низколегированные стали:

Марка стали Термообработка s в, МПа s 0,2, МПа d , % KCU, Дж/см2, при температуре, °С

20 –40 –70
ст.09Г2Сст.14Г2САФ Состояние поставки 500 350 21 60 40 30

Нормализация при 930 °С 640 490 25 100 80 60

Закалка—отпуск 590 410 32 200 140 120

Из таблицы видно что обе стали после дополительной термообработки сохраняют уровень ударной вязкости при пониженных до -70С температурах на достаточном уровне.
Сталь 09Г2С используется для разнообразных строительных конструкций благодаря высокой механической прочности, что позволяет использовать более тонкие элементы чем при использовании других сталей. Устойчивость свойств в широком температурном диапазоне позволяет применять детали из этой марки в диапазоне температур от -70 до +450 С. Также легкая свариваемость позволяет изготавливать из листового проката этой марки сложные конструкции для хими…