Сплав 40КХНМ

Продаем сплав 40КХНМ в любых формах и количествах! Пришлите запрос!

Сплав 40КХНМ (ЭИ995) — кобальтовый прецизионный сплав с заданными свойствами упругости. Относится к группе VI по ГОСТ 10994-74. Основа сплава — кобальт (39–41 %), ключевые легирующие элементы — хром, никель и молибден. Маркировка расшифровывается как 40К (кобальт ~40 %) Х (хром) Н (никель) М (молибден).

Сплав немагнитен, коррозионностоек в агрессивных средах и в условиях тропического климата, обладает высоким модулем нормальной упругости и деформационным упрочнением. Сочетание этих характеристик определяет две основные области использования: точные упругие элементы (пружины, керны) и хирургические имплантаты.

Химический состав сплава 40КХНМ

Химический состав регламентируется двумя стандартами. По ГОСТ 10994-74 установлены более узкие диапазоны, применяемые для общетехнической продукции. По ГОСТ Р 51397-99 (в настоящее время заменён на ГОСТ 31625-2012) — расширенные пределы для медицинских изделий; допускаются незначительные отклонения по согласованию с органами здравоохранения при условии сохранения структуры и механических свойств.

Состав по ГОСТ 10994-74

Элемент	Обозначение	Массовая доля, %
Кобальт	Co	39–41 (основа)
Хром	Cr	19–21
Никель	Ni	15–17
Молибден	Mo	6,4–7,4
Марганец	Mn	1,8–2,2
Углерод	C	0,07–0,12
Кремний	Si	≤ 0,5
Фосфор	P	≤ 0,02
Сера	S	≤ 0,02
Железо	Fe	остальное

Состав по ГОСТ Р 51397-99 (ГОСТ 31625-2012) для медицинских изделий

Элемент	Обозначение	Массовая доля, %
Кобальт	Co	39–42 (основа)
Хром	Cr	18,5–21,5
Никель	Ni	14–18
Молибден	Mo	6,5–8
Марганец	Mn	1–2,5
Углерод	C	≤ 0,15
Кремний	Si	≤ 1
Фосфор	P	≤ 0,015
Сера	S	≤ 0,015
Железо	Fe	остальное

Расчётное содержание железа (остальное) по ГОСТ 10994-74 составляет порядка 10–19 %. Для медицинского назначения сплав выплавляется специальными методами: вакуумно-индукционной выплавкой, вакуумно-дуговым или электрошлаковым переплавом либо их сочетанием.

Нормативные документы

Марочный состав сплава 40КХНМ (ЭИ995) и требования к полуфабрикатам регламентируются следующими стандартами:

Стандарт	Наименование
ГОСТ 10994-74	Сплавы прецизионные. Марки
ГОСТ 14117-85	Лента из прецизионных сплавов для упругих элементов. Технические условия
ГОСТ 14118-85	Проволока из прецизионных сплавов для упругих элементов. Технические условия
ГОСТ 31625-2012	Лента и проволока из специальных сплавов для соединительных и вживляемых элементов изделий для сердечно-сосудистой хирургии (заменяет ГОСТ Р 51397-99)

Механические свойства сплава 40КХНМ

Сплав 40КХНМ является деформационно-твердеющим: его прочностные характеристики существенно зависят от степени нагартовки и последующего старения. Модуль нормальной упругости (модуль Юнга) составляет около 196 ГПа (20 000 кгс/мм²). Временное сопротивление проволоки после полной деформационной и термической обработки достигает 2450–2650 МПа (250–270 кгс/мм²).

Лента холоднокатаная по ГОСТ 14117-85 (в состоянии поставки)

Состояние	Толщина, мм	σв, МПа	δ, %
Высоконагартованная	0,1–2,0	≥ 1670	—
Нагартованная	0,1–2,0	1370–1770	—
Полунагартованная	0,1–2,0	1080–1470	≥ 1

Лента после старения (450–550 °С, выдержка 2–4 ч, охлаждение на воздухе)

Исходное состояние	σ0,2, МПа	σв, МПа	δ, %
Высоконагартованная	1760–2350	1960–2650	1–3
Нагартованная	1470–1760	1670–1900	3–5
Полунагартованная	1180–1470	1370–1670	5–8

Проволока холоднотянутая по ГОСТ 14118-85 (после старения)

Состояние	Диаметр, мм	Температура старения, °С	σв, МПа (не менее)
Высоконагартованная	0,1–0,5	350–450	2160
Высоконагартованная	0,53–1,0	350–450	2060
Нагартованная	0,1–0,5	400–500	1810
Нагартованная	0,53–1,0	400–500	1720
Полунагартованная	0,1–0,5	450–550	1470
Полунагартованная	0,53–1,0	450–550	1370

Проволока и лента для медицинских изделий (ГОСТ 31625-2012)

Состояние	σ0,2, МПа	σв, МПа	δ, %
Полунагартованная	≥ 1300	≥ 1450	≥ 8
Термообработанная	≥ 450	≥ 950	≥ 65

Высокие значения относительного удлинения термообработанной проволоки (≥ 65 %) критически важны для медицинского применения, где требуются пластичность при формовке и надёжность при длительной эксплуатации в организме.

Особенности сплава 40КХНМ

Основное конструкционное преимущество сплава — сочетание высокого модуля упругости (~196 ГПа) с коррозионной стойкостью и немагнитностью. Кобальтовая матрица, легированная хромом и молибденом, обеспечивает стойкость в агрессивных средах, включая физиологические жидкости и тропический климат.

Механизм упрочнения — деформационный наклёп (нагартовка) с последующим искусственным старением. Это позволяет в широких пределах варьировать соотношение прочности и пластичности в зависимости от назначения конкретного изделия. После полного цикла обработки (высокая нагартовка + старение) временное сопротивление проволоки достигает 2450–2650 МПа — один из самых высоких показателей среди прецизионных сплавов данной группы.

Сплав сохраняет работоспособность при повышенных температурах: витые цилиндрические пружины из 40КХНМ эксплуатируются при температуре до +400 °С.

Область применения сплава 40КХНМ

Области использования сплава определены в приложении к ГОСТ 10994-74 и в ГОСТ 31625-2012:

Упругие и упругочувствительные элементы

Пружины часовых механизмов (заводные пружины), витые цилиндрические пружины, работающие при температуре до +400 °С, керны электроизмерительных приборов. Высокий модуль упругости и термическая стабильность обеспечивают точность и долговечность этих элементов.

Медицинские имплантаты

Холоднокатаная лента толщиной 0,10–2,0 мм и холоднотянутая проволока диаметром 0,1–6,0 мм из сплава 40КХНМ применяются для изготовления соединительных элементов сердечно-сосудистой хирургии: скобок для сшивания кровеносных сосудов, каркасов искусственных клапанов сердца. Также используются для наложения механических швов на органы и ткани и изготовления других вживляемых конструкций (имплантатов). Биологическая совместимость, коррозионная стойкость в физиологических средах и немагнитность делают этот сплав пригодным для длительного пребывания в организме.

Формы поставки сплава 40КХНМ

Основные виды металлопродукции из сплава 40КХНМ (ЭИ995):

Вид продукции	Нормативный документ
Лента холоднокатаная (упругие элементы)	ГОСТ 14117-85
Проволока холоднотянутая (упругие элементы)	ГОСТ 14118-85
Лента и проволока (медицинское назначение)	ГОСТ 31625-2012
Сортовой и фасонный прокат	ГОСТ 31625-2012

Лента поставляется в состояниях: высоконагартованном, нагартованном и полунагартованном. Проволока — в высоконагартованном, нагартованном, полунагартованном и термообработанном состояниях. Конкретный режим термической обработки (старение) выполняется изготовителем изделия в зависимости от требуемого уровня свойств.

Сплав 40КХНМ входит в группу прецизионных сплавов с заданными свойствами упругости наряду с такими материалами, как 36НХТЮ (элинвар, ЭИ702) и другими марками VI группы по ГОСТ 10994-74.