Легированная сталь 30ХГСА

Сталь-Максимум: Марка 30ХГСА

Этот материал классифицируется как конструкционная среднелегированная сталь. Он относится к хромокремнемарганцовым сплавам.

Из этой марки стали производят всевозможные улучшаемые детали, например:

• сортовой и фасонный прокат,
• калиброванные прутки,
• серебрянки,
• шлифованные прутки,
• толстостенные и тонкостенные листы,
• полосы,
• поковки,
• трубы,
• кованые заготовки.

Выпущенные изделия из стали 30ХГСА активно используются в современной промышленности, организации трубопроводов и машиностроении. В этих сферах они представлены в виде:

• валов и осей,
• лопаток компрессорных машин, эксплуатируемых при температуре до +200°С,
• зубчатых колес,
• корпусов обшивки,
• рычагов и толкателей,
• сварных конструкций, работающих при знакопеременных нагрузках,
• фланцев,
• крепежных элементов, которые функционируют при низких температурах.

Точный химический состав стали 30ХГСА

Технические и эксплуатационные характеристики деталей, а также химический состав материала представлены в специальном нормативном документе. Они регламентируются предписаниями ГОСТа 4543–71.

В составе сплава 8 элементов, основные из них: хром, марганец и кремний. Второстепенные:

• Углерод
• Никель
• Медь
• Сера
• Фосфор

Точное процентное соотношение всех составляющих представлено в таблице ниже и на диаграмме.

Si	Cr	Mn	С	Ni	Cu	S	P
от 0,9 до 1,2	0,8 – 1,1	от 0,8 до 1,1	0,28 – 0,34	менее 0,3	менее 0,3	до 0,025	менее 0,025

Свойства стали 30ХГСА

Термическая обработка таких веществ производится в два основных этапа. В первую очередь, деталь из подобного сплава закаливается в масле при температуре +880oC. Затем она отпускается в воде при показании термометра 540oC выше 0oC.

Начальная температура ковки материала +1240oC, конечная +800oC. Изделия с сечением до 50 мм охлаждаются на воздухе, свыше 51 мм проходят процедуру охлаждения в специальных ящиках.

Твердость стали 30ХГСА по Бринеллю достигает 10 -1 = 229 МПа. Критические точки наступают при температурах:

• Ac1 = 760o
• Ac3(Acm) = 830o
• Ar3(Arcm) = 705o
• Ar1 = 670o
• Mn = 352o

Материал относится к ограниченно свариваемым. Для него доступны следующие способы сварки:

• ручная дуговая (РДС),
• аргонно-дуговая под флюсом и с газовой защитой (АДС),
• аргонно-дуговая сварка вольфрамовым электродом в среде защитных газов (АрДС),
• электрошлаковая (ЭШС),
• контактно-точечная (КТС).

При этом рекомендуется предварительный подогрев и последующая термическая обработка. Подобных ограничений не существует только при контактно-точечной сварке.

Обрабатываемость материала резанием доступна в горячекатаном состоянии, при твердости сплава по Бринеллю от 207 до 217 единиц.

Сталь 30ХГСА не имеет склонности к отпускной хрупкости, однако при этом она является флокеночувствительным материалом.

Как и у любых среднелегированные сталей, к основному составу марки 30ХГСА добавляются примеси хрома, марганца, кремния, молибдена, никеля, вольфрама, углерода или ванадия. Пропорции этих элементов могут быть различные, однако их суммарное содержание не превышает 10%.

При помощи добавления или удаления из состава различных легирующих веществ стали придают те или иные свойства. Например, для повышения теплоустойчивости в составе стали уменьшают присутствие углерода, но при этом обязательно легируют повышенным количеством хрома.

Высокопрочные сплавы получают за счет термической обработки, повышения содержания углерода в составе и других легирующих элементов, которые улучшают прочность феррита и увеличивают прокаливаемость материала.

Сталь 30 хгса характеристики

Легирование сталей проводится для того, чтобы повысить их эксплуатационные качества. Примером можно назвать сталь 30ХГСА, свойства которой существенно выше, если сравнивать с обычными углеродистыми металлами.

Особенности во многом зависят от концентрации легирующих элементов и их типа. Рассматриваемая марка получила распространение по причине высокой коррозионной стойкости, которая достигается за счет включения в состав большого количества хрома.

Рассмотрим особенности этого сплава подробнее.

Термообработка сплава 30ХГСА

Для улучшения эксплуатационных характеристик получаемых изделий проводится термическая обработка, за счет чего происходит повышение прочности и твердости. Для стали 30ХГСА применяется следующая термообработка:

1. Закалка направлена на изменение качеств поверхностного слоя. Рекомендуется проводить закалку стали при температуре 880 градусов Цельсия. Охлаждение проводится в масле, что позволяет исключить вероятность появления поверхностных и структурных деформаций.
2. Закалка предусматривает перестроение кристаллической решетки. Подобный процесс становится причиной появления внутренних напряжений, которые в дальнейшем приводят к появлению структурных трещин. Отпуск при температуре 540 градусов Цельсия позволяет решить подобную проблему. Низкая температура нагрева позволяет в качестве охлаждающей среды применять воду.
3. Ковка улучшает структуру материала. Вначале процесса заготовка нагревается до температуры 1240 градусов Цельсия. Охлаждение проводится на открытом воздухе или в другой среде – все зависит от того, какого размера заготовка.

Для улучшения качеств материала могут применять самое различное оборудование. Особенности химического состава определяет то, что обработка заготовок проводится при применении специального оборудования.

Сталь 30ХГСА: характеристики и применение

Изначально, сталь марки 30ХГСА разрабатывалась советскими учеными как материал для авиационной промышленности. Элементы управления, педали и другие механизмы самолетов середины 20 века полностью изготавливали из данного сплава.

Но наука не стояла на месте. Спустя некоторое время благодаря характеристикам сталь 30ХГСА нашла применение и стала доступной для остальных сфер промышленности. И сразу же началось массовое использование стали машино- и станкостроением.

30ХГСА — расшифровка марки стали

Сталь 30ХГСА относится к группе легированных сталей. Состав ее регламентируется ГОСТом 4543-71, согласно которому каждая буква и цифра обозначает определенное содержание определенных химических элементов:

• Цифра 30 означает содержание углерода 0,28-0,34%. Углерод повышает твердость и прочность в сталях, но снижает пластичность и свариваемость.
• Х – хром (0,8-1,1%) повышает закаливаемость, коррозионную стойкость и жаропрочность сплава. Положительно влияет на сопротивление абразивному износу.
• Г – марганец (0,8-1,1%) удаляет вредные примеси кислорода и серы. Снижает риск образования окалин и трещин во время термообработки. Повышает качество поверхности. Помимо этого, способствует увеличению сталью пластичности и свариваемости.
• С – кремний также как марганец является сильным раскислителем. Повышает пластичность, не снижая при этом прочность. Увеличивает восприимчивость стали к термической обработке.
• Буква «А» расшифровывается как улучшенная. Это означает, что сталь прошла закалку с высоким отпуском. Особенности проведения закалки заключаются в нагреве стали до температуры 870 ºС и в последующем быстром охлаждении в масле или воде. Таким образом, происходит трансформация внутренней структуры, что способствует повышению механических характеристик 30ХГСА в 2,9 раза. Закалочные напряжения снимаются высоким отпуском: нагревом до 540-560 ºС. Помимо снятия напряжения, параллельно происходит увеличение упругих свойств.
• Сера (до 0,25%) и фосфор (до 0,25%) относятся к категории вредных примесей. Размеры их молекул слишком большие по сравнению со всеми вышеперечисленными элементами. Встраиваясь в кристаллическую сетку стали, сера и фосфор снижают ее устойчивость, тем самым снижая прочность сплава.
• Также в составе 30ХГСА имеется некоторый процент меди и никеля. Но их содержание настолько мало, что они не оказывают влияния на характеристики стали.

Металлопрокат

На данной страничке приведены технические, механические и остальные свойства, а также характеристики стали марки 30ХГСА.

Классификация материала и применение марки 30ХГСА

Марка: 30ХГСА Классификация материала: Сталь конструкционная легированная Применение: Различные улучшаемые детали: валы, оси, зубчатые колеса, фланцы, корпуса обшивки, лопатки компрессорных машин, работающие при температуре до 200°С, рычаги, толкатели, ответственные сварные конструкции, работающие при знакопеременных нагрузках, крепежные детали, работающие при низких температурах.

Механические свойства 30ХГСА при температуре 20oС

Сортамент	Размер	Напр.	sв	sT	d5	y	KCU	Термообр.
–	мм	–	МПа	МПа	%	%	кДж / м2	–
Трубы, ГОСТ 8731-87	686	11
Трубы холоднодеформир., ГОСТ 8733-74	491	18
Пруток, ГОСТ 4543-71	Ø- 25	1080	830	10	45	490	Закалка 880oC, масло, Отпуск 540oC, вода,
Лист толстый, ГОСТ 11269-76	490-740	20	Нормализация
Лист толстый, ГОСТ 11269-76	1080	9	490	Закалка и отпуск
Лист тонкий, ГОСТ 11268-76	490-740	20	Нормализация
Лист тонкий, ГОСТ 11268-76	1080	10	Закалка и отпуск

Технологические свойства 30ХГСА

Свариваемость:	ограниченно свариваемая.
Флокеночувствительность:	чувствительна.
Склонность к отпускной хрупкости:	склонна.

Расшифровка обозначений, сокращений, параметров

Механические свойства :
sв	– Предел кратковременной прочности ,
sT	– Предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации),
d5	– Относительное удлинение при разрыве ,
y	– Относительное сужение ,
KCU	– Ударная вязкость , [ кДж / м2]
HB	– Твердость по Бринеллю ,

Физические свойства :
T	– Температура, при которой получены данные свойства ,
E	– Модуль упругости первого рода ,
a	– Коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20o- T ) , [1/Град]
l	– Коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала) , [Вт/(м·град)]
r	– Плотность материала , [кг/м3]
C	– Удельная теплоемкость материала (диапазон 20o- T ), [Дж/(кг·град)]
R	– Удельное электросопротивление,

Свариваемость :
без ограничений	– сварка производится без подогрева и без последующей термообработки
ограниченно свариваемая	– сварка возможна при подогреве до 100-120 град. и последующей термообработке
трудносвариваемая	– для получения качественных сварных соединений требуются дополнительные операции: подогрев до 200-300 град. при сварке, термообработка после сварки – отжиг

Обращаем ваше внимание на то, что данная информация о марке 30ХГСА, приведена в ознакомительных целях. Параметры, свойства и состав реального материала марки 30ХГСА могут отличаться от значений, приведённых на данной странице

Более подробную информацию о марке 30ХГСА можно уточнить на информационном ресурсе Марочник стали и сплавов. Информацию о наличии, сроках поставки и стоимости материалов Вы можете уточнить у наших менеджеров. При обнаружении неточностей в описании материалов или найденных ошибках просим сообщать администраторам сайта, через форму обратной связи. Заранее спасибо за сотрудничество!

Легированная сталь 30ХГСА

Легирование сталей проводится для того, чтобы повысить их эксплуатационные качества. Примером можно назвать сталь 30ХГСА, свойства которой существенно выше, если сравнивать с обычными углеродистыми металлами.

Особенности во многом зависят от концентрации легирующих элементов и их типа. Рассматриваемая марка получила распространение по причине высокой коррозионной стойкости, которая достигается за счет включения в состав большого количества хрома.

Рассмотрим особенности этого сплава подробнее.

Сталь 30хгса

30ХГСА: расшифровка марки

Маркировка легированных сталей проводится при применении определенных стандартов, которые позволяют быстро определить химический состав. Легированная сталь 30ХГСА, расшифровка которой указывает только на концентрацию основных элементов, обладает следующим составом:

1. Все металлы конструкционной группы характеризуются тем, что в составе есть определенное количество углерода. В рассматриваемом случае показатель составляет 0,28-0,34%.
2. Хром в этом случае является основным легирующим элементом. Слишком высокая концентрация этого химического элемента приводит к повышению коррозионной стойкости. Сталь 30ХГСА (ГОСТ 4543-71 применяется в качестве стандарта при маркировке) имеет концентрацию хрома около 1%.
3. При легировании также применяются кремний и марганец. Эти элементы повышают основные эксплуатационные характеристики. Отсутствие цифр указывает на то, что этих элементов в составе не более 1%.

Труба бесшовная 30ХГСА

Сталь 30ХГСА, расшифровка которой не указывает на концентрацию вредных примесей, относится к классу среднелегированных сталей. Стоит учитывать, что зарубежные производители применяют иные стандарты при маркировке.

Скачать ГОСТ 4543-71

Химический состав

Во многом именно химический состав металла определяет его эксплуатационные характеристики. Марка стали 30ХГСА представлена сочетанием следующих элементов:

1. Углерод (около 0,3%).
2. Кремний и марганец, хром (около 1%).
3. Никель и медь (не более 0,3%).

В состав включается фосфор и сера не менее 0,025%. Их концентрация строго контролируется по причине того, что высокая концентрация приводит к ухудшению основных качеств. Стоит учитывать, что аналог будет обладать схожим химическим составом.

Физические свойства

Ст 30ХГСА, характеристики которой свойственны многим среднелегированным сталям, получила широкое применение. Расширенную область применения можно связать с следующими качествами:

1. При проведении инженерных расчетов учитывается плотность стали 30ХГСА, которая составляет 7850 кг/м3. Стоит учитывать, что подобный показатель может варьировать с большом диапазоне в зависимости от температуры окружающей среды.
2. Температура плавления составляет 1500 градусов Цельсия. Этот показатель определяет сложности, которые возникают при литье, а также высокую устойчивость к воздействию температуры.
3. Высокая прочность и устойчивость к ударной нагрузке также определяют широкое распространение стали. Структура разрушается только при воздействии ударной нагрузки 980 МПа.

Физические свойства 30хгса

Физические свойства учитываются при выборе наиболее подходящего сплава для изготовления деталей с учетом того, в каких именно условиях они будут эксплуатироваться.

Технические характеристики стали 30ХГСА, особенности и применение

Эта марка стали относится к категории «конструкционная легированная». Изначально сталь 30хгса предназначалась для авиастроения, но благодаря своим отличным характеристикам нашла более широкое применение. У нее имеется и другое название (по входящим в состав химическим элементам-добавкам) – «хромансил» (хром + марганец + кремний).

Сортамент продукции

• Трубы.
• Заготовки кованые и поковка.
• Полосовое железо.
• Листы – толстые и тонкие.
• Прокат – сортовой, фасонный.
• Прутки калиброванные и шлифованные.

Обозначение

Первая позиция – число. Характеризует процентное содержание углерода (в сотых долях, следовательно, 0,3%). В соответствие с принятой классификацией данная сталь относится к среднелегированным.

Вторая – буквы. Соответствуют названиям легирующих добавок. Отсутствие после этой группы цифр свидетельствует о том, что их содержание в стали – не более 1%.

Третья позиция – литера (в данном случае «А»). Означает, что данная марка считается высококачественной.

Что придают добавки

Их содержание в стали 30ХГСА в пределах 0,8 – 1,1%.

• Хром – антикоррозийную стойкость и механическую прочность.
• Марганец – повышает износостойкость и устойчивость к ударным нагрузкам.
• Кремний – повышает значение вязкости (ударной).

Особенности 30ХГСА

• Закалка этой марки проводится в температурном диапазоне 550 – 650 °С. Термообработка позволяет повысить прочность материала (до значения 2 800 МПа) и пластичность.
• Свариваемость – хорошая. Однако качество шва будет обеспечено только при выполнении ряда условий: предварительный разогрев металла (до 300 ºС), а после окончания работы – медленное охлаждение участка (для этого пламя горелки постепенно отводится в сторону). Если этого не сделать, то есть риск появление трещин в сварном шве.
• Низкая стоимость, так как легирующие компоненты не являются дефицитом.

Применение

• Сварные конструкции.
• Каркасные обшивки, цельные корпуса.
• Элементы крепежа.
• Лопасти вентиляторов.
• Оси, рычаги, валы и многое другое.

Разновидностей изделий из этого металла более чем достаточно, поэтому перечисление всех ГОСТ, которые регламентируют тех/условия на те или иные образцы, займет много места. Достаточно отметить такие документы – №№ 4543, 2591 – 1971; 11268, 11269, 103 – 1976; 14955 – 1977; 10702 – 1978 и ряд других. В качестве аналогов данной стали в пример можно привести продукцию 25 (35)ХГСА, 40 ФХА (ХН) и 35ХМ.

Сталь 40Х

Главная/Характеристики Марок Стали, Металлопроката/Сталь 40Х

Характеристика материала.Сталь 40Х.

Марка	Сталь 40Х
Классификация	Сталь конструкционная легированная.Хромистая
Заменитель	Сталь 45Х ,сталь 38ХА ,сталь 40ХН ,сталь 40ХС ,сталь 40ХФА ,сталь 40ХГТР
Прочие обозначения
Иностранные аналоги	AISI 5135,AISI 5135 H,AISI 5140,AISI 5140 H
Применение	оси, валы, вал-шестерни, плунжеры, штоки, коленчатые и кулачковые валы, кольца, шпиндели, оправки, рейки, губчатые венцы, болты, полуоси, втулки и другие улучшаемые детали повышенной прочности.
Видпоставки
Обработка металлов давлением. Поковки:	ГОСТ 8479-70
Сортовой и фасонный прокат	ГОСТ 2590-88, ГОСТ 2591-88, ГОСТ 2879-88
Листы и полосы	ГОСТ 82-70, ГОСТ 103-76, ГОСТ 19903-74
Сортовой и фасонный прокат	ГОСТ 1051-73, ГОСТ 4543-71, ГОСТ 7417-75, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78, ГОСТ 10702-78, ГОСТ 14955-77
Листы и полосы	ГОСТ 1577-93
Трубы стальные и соединительные части к ним	ГОСТ 13663-86

Химический состав в % материала 40Х

С	Si	Mn	Ni	S	P	Cr	Cu
0,36-0,44	0,17-0,37	0,5-0,8	до 0,3	до 0,035	до 0,035	0,8-1,1	до 0,3

Температура критических точек

Критическая точка	°С
Ac1	743
Ac3	815
Ar3	730
Ar1	693
Mn	325

Механические свойства стали 40Х

Термообработка, состояние поставки	Сечение, мм	σ0,2 ,МПа	σв,МПа	δ5, %	ψ, %	KCU, Дж/м2	HB
Пруток ГОСТ 4543-71
Закалка 860 °С, масло. Отпуск 500 °С, вода или масло	25	780	980	10	45	59
Поковка ГОСТ 8479-70
Нормализация. КП 245	500-800	245	470	15	30	34	143-179
Нормализация. КП 275	300-500	275	530	15	32	29	156-197
Закалка, отпуск. КП 275	500-800	275	530	13	30	29	156-197
Нормализация. КП 315	<100	315	570	17	38	39	167-207
100-300	315	570	14	35	34	167-207
Закалка, отпуск. КП 315	300-500	315	570	12	30	29	167-207
500-800	315	570	11	30	29	167-207
Нормализация. КП 345	<100	345	590	18	45	59	174-217
100-300	345	590	17	40	54	174-217
Закалка, отпуск. КП 345	300-500	345	590	14	38	49	174-217
Закалка, отпуск. КП 395	<100	395	615	17	45	59	187-229
100-300	395	615	15	40	54	187-229
300-500	395	615	13	35	49	187-229
Закалка, отпуск. КП 440	<100	440	635	16	45	59	197-235
100-300	440	635	14	40	54	197-235
Закалка, отпуск. КП 490	<100	490	655	16	45	59	212-248
100-300	490	655	13	40	54	212-248

Механические свойства при повышенных температурах

t испытания, °C	σ0,2 ,МПа	σв,МПа	δ5, %	ψ, %	KCU, Дж/м2
Закалка 830 °С, масло. Отпуск 550 °С
200	700	880	15	42	118
300	680	870	17	58
400	610	690	18	68	98
500	430	490	21	80	78
Образец диаметром 10 мм, длиной 50 мм кованый и отожженный. Скорость деформирования 5 мм/мин, скорость деформации 0,002 1/с.
700	140	175	33	78
800	54	98	59	98
900	41	69	65	100
1000	24	43	68	100
1100	11	26	68	100
1200	11	24	70	100

Механические свойства в зависимости от температуры отпуска

t испытания, °C	σ0,2 ,МПа	σв,МПа	δ5, %	ψ, %	KCU, Дж/м2	HB
Закалка 850 °С, вода
200	1560	1760	8	35	29	552
300	1390	1610	8	35	20	498
400	1180	1320	9	40	49	417
500	910	1150	11	49	69	326
600	720	860	14	60	147	265

Механические свойства в зависимости от сечения

t испытания, °C	σ0,2 ,МПа	σв,МПа	δ5, %	ψ, %	KCU, Дж/м2	HB
Закалка 840-860 °С, вода, масло. Отпуск 580-650 °С, вода, воздух.
101-200	490	655	15	45	59	212-248
201-300	440	635	14	40	54	197-235
301-500	345	590	14	38	49	174-217

Технологические свойства

Температура ковки	Начала 1250, конца 800. Сечения до 350 мм охлаждаются на воздухе.
Свариваемость	трудносвариваемая. Способы сварки: РДС, ЭШС. Необходимы подогрев и последующая термообработка. КТС — необходима последующая термообработка.
Обрабатываемость резанием	В горячекатаном состоянии при НВ 163-168, σв = 610 МПа Kν тв.спл. = 0.20, Kν б.ст. = 0.95.
Склонность к отпускной способности	склонна
Флокеночувствительность	чувствительна

Ударная вязкость, KCU, Дж/см2

Состояние поставки, термообработка	+20	-25	-40	-70
Закалка 850 С, масло. Отпуск 650 С.	160	148	107	85
Закалка 850 С, масло. Отпуск 580 С.	91	82	54

Предел выносливости

σ-1, МПа	τ-1, МПа	n	σB, МПа	σ0,2, МПа	Термообработка, состояние стали
363	1Е+6	690
470	1Е+6	940
509	960	870
333	240	5Е+6	690
372	Закалка 860 С, масло, отпуск 550 С.