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

СортаментРазмерНапр.sTd5yKCUТермообр.
ммМПаМПа%%кДж / м2
Трубы, ГОСТ 8731-8768611
Трубы холоднодеформир., ГОСТ 8733-7449118
Пруток, ГОСТ 4543-71Ø- 2510808301045490Закалка 880oC, масло, Отпуск 540oC, вода,
Лист толстый, ГОСТ 11269-76490-74020Нормализация
Лист толстый, ГОСТ 11269-7610809490Закалка и отпуск
Лист тонкий, ГОСТ 11268-76490-74020Нормализация
Лист тонкий, ГОСТ 11268-76108010Закалка и отпуск

Технологические свойства 30ХГСА

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

Расшифровка обозначений, сокращений, параметров

Механические свойства :
– 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 прокатГОСТ 2590-88, ГОСТ 2591-88, ГОСТ 2879-88
Листы и полосыГОСТ 82-70, ГОСТ 103-76, ГОСТ 19903-74
Сортовой и фасонный прокатГОСТ 1051-73, ГОСТ 4543-71, ГОСТ 7417-75, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78, ГОСТ 10702-78, ГОСТ 14955-77
Листы и полосыГОСТ 1577-93
Трубы стальные и соединительные части к нимГОСТ 13663-86

Химический состав в % материала 40Х

С Si Mn Ni S P Cr Cu
0,36-0,440,17-0,370,5-0,8до 0,3до 0,035до 0,0350,8-1,1до 0,3

Температура критических точек

Критическая точка°С
Ac1743
Ac3815
Ar3730
Ar1693
Mn325

Механические свойства стали 40Х

Термообработка, состояние поставкиСечение, ммσ0,2 ,МПаσв,МПаδ5, %ψ, %KCU, Дж/м2HB
Пруток ГОСТ 4543-71
Закалка 860 °С, масло. Отпуск 500 °С, вода или масло25780980104559
Поковка ГОСТ 8479-70
Нормализация. КП 245500-800245470153034143-179
Нормализация. КП 275300-500275530153229156-197
Закалка, отпуск. КП 275500-800275530133029156-197
Нормализация. КП 315<100315570173839167-207
100-300315570143534167-207
Закалка, отпуск. КП 315300-500315570123029167-207
500-800315570113029167-207
Нормализация. КП 345<100345590184559174-217
100-300345590174054174-217
Закалка, отпуск. КП 345300-500345590143849174-217
Закалка, отпуск. КП 395<100395615174559187-229
100-300395615154054187-229
300-500395615133549187-229
Закалка, отпуск. КП 440<100440635164559197-235
100-300440635144054197-235
Закалка, отпуск. КП 490<100490655164559212-248
100-300490655134054212-248

Механические свойства при повышенных температурах

t испытания, °Cσ0,2 ,МПаσв,МПаδ5, %ψ, %KCU, Дж/м2
Закалка 830 °С, масло. Отпуск 550 °С
2007008801542118
3006808701758
400610690186898
500430490218078
Образец диаметром 10 мм, длиной 50 мм кованый и отожженный. Скорость деформирования 5 мм/мин, скорость деформации 0,002 1/с.
7001401753378
80054985998
900416965100
1000244368100
1100112668100
1200112470100

Механические свойства в зависимости от температуры отпуска

t испытания, °Cσ0,2 ,МПаσв,МПаδ5, %ψ, %KCU, Дж/м2HB
Закалка 850 °С, вода
2001560176083529552
3001390161083520498
4001180132094049417
5009101150114969326
6007208601460147265

Механические свойства в зависимости от сечения

t испытания, °Cσ0,2 ,МПаσв,МПаδ5, %ψ, %KCU, Дж/м2HB
Закалка 840-860 °С, вода, масло. Отпуск 580-650 °С, вода, воздух.
101-200490655154559212-248
201-300440635144054197-235
301-500345590143849174-217

Технологические свойства

Температура ковкиНачала 1250, конца 800. Сечения до 350 мм охлаждаются на воздухе.
Свариваемостьтрудносвариваемая. Способы сварки: РДС, ЭШС. Необходимы подогрев и последующая термообработка. КТС — необходима последующая термообработка.
Обрабатываемость резаниемВ горячекатаном состоянии при НВ 163-168, σв = 610 МПа Kν тв.спл. = 0.20, Kν б.ст. = 0.95.
Склонность к отпускной способностисклонна
Флокеночувствительностьчувствительна

Ударная вязкость, KCU, Дж/см2

Состояние поставки, термообработка+20-25-40-70
Закалка 850 С, масло. Отпуск 650 С.16014810785
Закалка 850 С, масло. Отпуск 580 С.918254

Предел выносливости

σ-1, МПаτ-1, МПаnσB, МПаσ0,2, МПаТермообработка, состояние стали
3631Е+6690
4701Е+6940
509960870
3332405Е+6690
372Закалка 860 С, масло, отпуск 550 С.
Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwitterВКонтакте
Напишите комментарий