Сталь 30хгса характеристики применение

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.

30ХГСА – это российское обозначение марки стали.

Аналоги

Существует следующие зарубежные аналоги:

  • Польша 30HGSA.
  • Болгария 30ChGSA.
  • Чехия 14331.

Сортамент продукции

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

Сталь 30хгса характеристики применение

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.

Сталь 30хгса характеристики применение

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.
  • Сталь 30хгса характеристики применение
  • Физические свойства 30хгса
  • Физические свойства учитываются при выборе наиболее подходящего сплава для изготовления деталей с учетом того, в каких именно условиях они будут эксплуатироваться.

Аналоги

Наиболее известными импортными аналогами сплава 30ХГСА считаются:

  • 30HGSA, 30HGS (Польша);
  • 30ChGSA (Болгария);
  • 14331 (Чехия).

Их структура, химический состав и основные эксплуатационные характеристики имеют много схожего. Однако эти зарубежные сплавы неидентичны нашему. Поэтому решение об их взаимозаменяемости нужно принимать индивидуально, с учетом конкретных технологических требований, предъявляемых к готовому изделию.

Заменителями сплава среди российских сталей считаются металлы марок 40ХФА, 35ХМ, 40ХН, 25ХГСА, 35ХГСА.

Сталь 30хгса характеристики применение
Сталь 30хгса характеристики применение

Применение

Заготовки из стали 30ХГСА обрабатываются в соответствии с технологией холодной штамповки. Такой метод позволяет получать серьги, тяги, траверсы, валы, рычаги, звездочки, а также цилиндры и муфты. Они представляют собой элементы невысокой прочности, поэтому их используют в промышленных узлах и механизмах слабой загруженности.

В целом область применения такой стали включает несколько направлений.

  • Строительство. В этой сфере широкое распространение получили элементы, эксплуатируемые в условиях переменных нагрузок. Их стойкость к окислению определяет тот факт, что данные крепежи могут использоваться исключительно при наличии специальной защиты устройства.
  • Авиастроение. В этой отрасли сплав востребован как расходник для производства фланцев, валов и других элементов. Однако при изготовлении ответственных деталей 30ХГСА использовать запрещено.
  • Машиностроение. Сплав нашел своё применение при изготовлении и производстве элементов, работающих в условиях переменных или постоянных нагрузок.

Сталь 30хгса характеристики применение
Сталь 30хгса характеристики применение

Термообработка

Для повышения технико-эксплуатационных параметров готовых изделий выполняется термообработка сплава. Благодаря этому увеличиваются показатели твердости и прочности материала.

Для стали марки 30ХГСА используются следующие схемы термического воздействия. Закалка применяется с целью изменения характеристик поверхностного слоя. Отжиг производят при режиме нагрева до 880 градусов, последующий отпуск выполняют в масле.

Таким образом сводится к минимуму риск появления структурных и поверхностных деформаций.

Любая закалка предполагает перестраивание микрокристаллической решётки. В ходе обработки зачастую появляются внутренние напряжения, в дальнейшем они могут вызвать появление структурных трещин.

Чтобы предупредить нежелательные последствия, отпуск выполняют при температуре 540 градусов. Улучшить качество металла помогает ковка. Перед началом обработки заготовку прогревают до 1240 градусов.

Охлаждение выполняют в водной среде или на открытом воздухе в зависимости от габаритов изделия.

Сталь 30хгса характеристики применение

Сварка

Сплав относится к группе ограниченно свариваемых. Для него используют следующие типы сварки:

  • АДС — аргонно-дуговая под флюсом с дополнительной газовой защитой;
  • АрДС — аргонно-дуговая сварка вольфрамовым электродом, проводится в среде защитных газов;
  • ЭШС — электрошлаковая технология;
  • КТС — контактно-точечная сварка.

При этом требуются предварительный подогрев материала и последующая термообработка. Данных ограничений не существует исключительно при проведении КТС.

Сталь 30хгса характеристики применение

Механические характеристики

Марка 30ХГСА от обычных конструкционных сталей отличается повышенным значением прочности и устойчивости к ударным нагрузкам. Предел текучести равен 820 МПа. Для сравнения, нержавейка 12Х18Н10Т «течет» уже при 400 МПа. Полное разрушение стали происходит при нагрузке 980 МПа. Ударная вязкость составляет 127 КДжм2.

Обладает высокими пластичными свойствами: относительное удлинение 11%, а сужение 50%. Устойчива при работе в условиях переменных нагрузок. Предел выносливости 30ХГСА больше стали 45 ровно в 2 раза и имеет значение 490 МПа. Износоустойчива. Твердость находится в пределах 45-50 единиц по шкале Роквелла.

Сталь сохраняет свои механические характеристики при температуре вплоть до 400 С.

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.

Как недостаток данной продукции специалисты отмечают ее незначительную «прокаливаемость» (2,5 – 4 см), а также некоторую чувствительность к хрупкости.

Сталь 30хгса характеристики применение

Технологические свойства

Сталь 30ХГСА (ГОСТ определяет диапазон некоторых свойств) может применяться при создании различных изделий и конструкций. При выборе этого металла следует учитывать:

  1. Коррозионная стойкость низкая. При длительном воздействии высокой влажности на поверхности может появится коррозия. Это качество следует учитывать при выборе легированной стали. В некоторых случаях коррозионная стойкость повышается за счет нанесения на поверхность гальванического покрытия, которое состоит из цинка и хрома. Для получения подобной поверхности применяется метод электролиза. Однако, создаваемый поверхностный слой характеризуется низкой устойчивостью к механическому воздействию – после повреждения незамедлительно появится коррозия.
  2. Высокая пластичность, так как относительное удлинение составляет 11%. Она также существенно расширяет область применения металла, так как многие детали должны выдерживать переменную нагрузку.
  3. Материал характеризуется высокой устойчивостью к переменным нагрузкам. Предел выносливости при испытании может варьироваться в зависимости от температуры окружающей среды.
  4. Показатель твердости по шкале Роквелла составляет 50 единиц.
  5. Механические свойства не изменяются при температуре до 400 градусов Цельсия. Эксплуатация при более высокой температуре не допускается, так как это приведет к повышению пластичности и снижению твердости поверхности.
  6. Сталь 30ХГСА, термообработка которой проводится для повышения твердости и снижения хрупкости, характеризуется пластичностью. Именно поэтому она может применяться при ковке или штамповке.
  7. Отличная упругость позволяет проводить обработку заготовок резанием. Именно поэтому заготовки поставляются для зенкерования, фрезерования или точения.
Читайте также:  Защита от коррозии металла: катодная, анодная, покрытия

Механические свойства

Для повышения производительности часто проводится отжиг. Рассматриваемая марка среднелегированных сталей относится ко второй группе по степени свариваемости.

Именно поэтому рекомендуется проводить предварительный подогрев структуры, что снижает вероятность образования структурных трещин.

Для обеспечения наиболее благоприятных условий зачастую заготовки нагревают до температуры 250 градусов Цельсия.

Сталь 30ХМА

Химический состав (по ГОСТ 4543-2016)

Химический элемент %
Углерод (C) 0.26-0.33
Кремний (Si) 0.17-0.37
Медь (Cu), не более 0.30
Молибден (Mo) 0.15-0.25
Марганец (Mn) 0.40-0.70
Никель (Ni), не более 0.30
Фосфор (P), не более 0.025
Хром (Cr) 0.80-1.10
Сера (S), не более 0.025

Механические свойства

Механические свойства

Термообработка, состояние поставки Сечение, мм σ0,2, МПа σB, МПа δ5, % ψ, % KCU, Дж/м2 HB
Пруток. Закалка 880 °С, малос. Отпуск 540 °С, вода или масло.
15 735 930 12 55 78
Поковки. Закалка. Отпуск.
КП 395

Сталь 30ХГСА: расшифровка, характеристики, применение и особенности

Сталь 30хгса характеристики применение

  • 30ХГСА расшифровка марки
  • Сталь 30ХГСА: характеристики
  • Применение

30ХГСА — сталь, относящаяся к легированным. Ее состав попадает под регламент ГОСТа 4543−71, из которого следует, что каждая из букв и цифр определяет количество элементов, входящих в сплав:

  • Сталь 30хгса характеристики применение30 — значение содержания углерода (до 0,34%). Он способствует повышению твердости и прочности, но скажется на пластичности и свариваемости.
  • Х — хром (около 1%). Для повышения закаливаемости, коррозионной стойкости и жаропрочности сплавов. Наблюдается положительная динамика относительно сопротивления абразивному износу.
  • Г — марганец (не более 1,1%). Для удаления вредных серовых и кислородных примесей. Минимизация появления сколов и трещин в процессе работы. Поверхности становятся более качественными. Металл обретает пластичность, его легко сваривать.
  • С — кремний. Это сильный раскислитель, наряду с марганцем. Увеличивает пластичность, не влияя при этом на показатель прочности. Материал становится восприимчивым к действию высоких температур.
  • А — расшифровка улучшения. Значит, сталь закалили, применяя метод высокого отпуска. Главная особенность закалки состоит в том, что металл быстро нагревают, пока температура не достигнет 870 градусов Цельсия, а потом резко охлаждают в обычной воде либо масляном растворе. Таким путем достигают значительного преобразования внутренней структуры, что повышает механические характеристики полученного сплава примерно в 2,9 раза. Закалочное напряжение снимает высокий отпуск: нагрев до 560 градусов. Вместе со снятием напряжения происходит увеличение такого свойства, как упругость.
  • Сера и фосфор (до 0,25%). Элементы из категории «вредные примеси». Их молекулы значительно больше от всех вышеперечисленных компонентов. При прохождении в кристаллическую сетку, они уменьшат устойчивость стали, что приведет к снижению устойчивости всего сплава.
  • В состав 30ХГСА входят медь и никель в незначительных количествах, которые не способны оказывать влияние на качественные характеристики стали.

Данное обозначение является отечественным. Есть несколько зарубежных аналогов:

  • Польская 30HGSA;
  • Чешская 14331;
  • Болгарская 30ChGSA.

Сталь 30ХГСА: характеристики

Сталь 30хгса характеристики применение

Высокие пластические свойства, речь идет об относительном удлинении (11%) и сужении (50%). Устойчивость и переменным нагрузкам. Показатель твердости — 50 единиц за шкалой Роквелла.

Механические характеристики остаются неизменными при постоянном воздействии температуры, не превышающей 400 градусов.

Сталь 30ХГСА неустойчива к коррозии. Длительный контакт с водой приведет к образованию ржавчины на поверхности сплава.

Для предотвращения коррозии используются специальные гальванические покрытия с хромом и цинком. Наносят их посредством метода электролиза.

Высокий уровень пластичности позволяет проводить дальнейшую обработку методами штамповки и ковки. Отличная упругость делает возможным резание. Имеется в виду проведение зенкерования, фрезерования и прочих работ. Чтобы поднять производительность, следует провести предварительный отжиг.

Данная марка отнесена ко второй группе свариваемости. Особенность проведения сварочных работ в том, что сталь 30 ХГСА обязательно прогревают до 250 градусов для сокращения вероятности образования трещин.

Вышеперечисленные характеристики дают возможность применять сплав в разных промышленных отраслях:

  • Сталь 30хгса характеристики применениеВ строительстве из него делают крепежи, на которые воздействуют знакопеременные изгибы.
  • Даже современные авиастроители используют сплав как материал для изготовления расходных элементов: фланцов, валов и прочих.
  • В машиностроительном деле производятся высококачественные изделия, работающие при постоянных переменных нагрузках.

Стоимость зависит от качества и габаритов лома, а также от планируемых объемов поставки.

Характеристики, свойства, применение и аналоги стали марки 30хгса

Сталь 30ХГСА – это конструкционная среднелегированная сталь, которая была разработана в начале 40-х годов XX века в СССР для использования в авиастроительных целях. В настоящее время эта марка стали успешно используется во многих отраслях промышленности и в машиностроении.

Сталь 30ХГСА поставляется на предприятия в виде труб, полос, листов, серебрянки, кованных заготовок, шлифованного и калиброванного прутка. Эта разновидность стали имеет второе название — хромансиль, полученное при сочетании наименований основных добавок, входящих в состав сплава.

Характеристики

Твердость

Твердость стали 30ХГСА определяется по трем показателям:

  1. По шкале Роквелла — 45–50 единиц.
  2. По Бринеллю — HB 10-1 = 229 МПа.
  3. В состоянии плавки — HB 10-1 = 217 МПа.

Плотность

Сталь 30ХГСА имеет довольно высокую плотность — 7 850 кг/м3.

Важно! Показатель плотности стали — это непостоянная величина, которая может меняться в зависимости от температурного воздействия среды. С повышением температуры плотность стали понижается.

При помощи марки стали также можно узнать способ раскисления металла. У этого вида стали специальные обозначения отсутствуют. Поэтому ее относят к спокойному виду. При этом способе раскисления кислород удален из сплава полностью.

Химический состав

Сталь 30ХГСА состоит из семи веществ:

  1. Железо (Fe) — 96,0 %. В чистом виде железо имеет очень низкую прочность, но в сочетании с углеродом можно получить очень прочный сплав.
  2. Углерод (C) —0,28–0,34 %. Углерод позволяет повысить прочность и твердость стали, а также снизить ее пластичность и свариваемость.
  3. Хром (Cr) — 0,8–1,1 %. Этот элемент повышает жаропрочность стали и ее закаливаемость, а также уберегает материал от абразивного износа.
  4. Марганец (Mn) — 0,8-1,1 %. При помощи марганца из стального сплава удаляются вредные примеси серы. Кроме того, элемент увеличивает пластичность и свариваемость стали, а также снижает риск образования трещин во время термообработки.
  5. Кремний (Si) — 1,0 %. Он является сильным раскислителем, благодаря чему повышается пластичность стали и не снижается ее прочность.
  6. Медь (Cu) и никель (Ni) — 0,03 %. Содержание этих веществ в сплаве мало. Поэтому они не оказывают значительного влияния на характеристики стали.
  7. Сера (S) и фосфор (P) — 0,025 %. Эти вещества имеют большие размеры молекул. Поэтому встраиваясь в кристаллическую сетку стали эти соединения снижают устойчивость сплава и снижают его прочность.

Предел прочности

Сталь 30ХГСА отличается повышенным значением прочности и высокой устойчивостью к ударным нагрузкам.

Предел кратковременной прочности стали при t=20ºС варьируется в пределах от 491 до 1080 МПа.

Предел текучести у стали довольно высок. Он равен 820 МПа.

Ударная вязкость

Ударная вязкость стали 30ХГСА составляет 127 КДжм2.

Температура эксплуатации

Сталь 30хгса характеристики применениеМеханические свойства стали не изменяются при температуре до 400 ºС. В этом температурном диапазоне материал сохраняет все свои характеристики и может использоваться без потери качества.

Эксплуатация стали 30ХГСА при более высокой температуре не производится. Так как материал становится более пластичным и теряет свою твердость.

Механические свойства

  • Сталь 30ХГСА имеет высокие пластичные свойства (относительное удлинение 11 % и сужение 50 %) и повышенный предел выносливости (до 490 МПа).
  • Материал устойчив к ударным нагрузкам и может использоваться для работы в условиях переменных нагрузок.
  • Сталь 30ХГСА склонна к отпускной хрупкости и проявляет свойства флокеночувствительного материала.

Свариваемость

Сталь 30ХГСА относится ко второй группе свариваемости. Для сварки этого материала необходим прогрев стали до 250 ºС. Нагрев до такой температуры необходим для снижения риска образования трещин. При соблюдении указанного температурного режима сварные швы будут способны выдерживать нагрузку в пределах 300–490 МПа.

Читайте также:  Как сделать розу из железа своими руками

Для сварки данной марки стали доступны четыре технологии:

  • ручная дуговая сварка;
  • автоматическая дуговая сварка;
  • аргонодуговая сварка под флюсом и газовой защитой;
  • электрошлаковая сварка.

Группа

Сталь 30ХГСА относится к группе конструкционных среднелегированных сталей.

ГОСТ

Химический состав, технические и эксплуатационные характеристики стали 30ХГСА регламентируются положениями межгосударственного стандарта ГОСТ 4543-2016 Металлопродукция из конструкционной легированной стали. Технические условия.

Цена в 2021 году

На рынке вторичного металла стоимость одного килограмма стального лома 30ХГСА составляет 40–50 рублей.

Точная цена зависит от качества стали, ее объема и габаритов.

  • 30 — указывает на содержание в сплаве 0,3 % углерода.
  • Х — обозначение наличия хрома в стали.
  • Г — указывает на содержание марганца в сплаве.
  • С — обозначение кремния в составе стали.
  • А — это обозначение используется в маркировке высококачественной улучшенной стали, которая прошла закалку при температуре 870 ºС и высокий отпуск закалочного напряжения при нагреве материала до 540–560 ºС. Такая обработка позволила стали получить высокие механические характеристики и увеличить свойства упругости.

Где применяется: основные области применения

Сталь 30ХГСА широко используется в разных отраслях промышленности:

  • Авиастроение. Сталь применяется для изготовления расходных деталей самолетов, таких как фланцы, валы и т. п.
  • Машиностроение. Стальной сплав используется для производства изделий, которые эксплуатируются в условиях переменных нагрузок (валы, оси, зубчатые колеса и передачи, лопатки компрессорных машин, шпиндели, валы, толкатели и т.д.) и условиях сильного износа (рычаги, толкатели).
  • Строительство. Из стали производят анкерные болты, гайки, шпильки и другие крепежи, на которые воздействует знакопеременный изгиб.
    Также из стали 30ХГСА производят крепежные детали для строительных работ, которые можно использовать при низких температурах.

Свойства

Технологические

Сталь 30ХГСА характеризуется высокой устойчивостью к переменным нагрузкам. Благодаря этому предел выносливости материала может варьироваться в зависимости от температуры окружающей среды.

Материал может применяться при ковке или штамповке благодаря особой термообработке, которая проводится для повышения твердости и снижения хрупкости стали.

Ковка материала осуществляется при температуре 1240 °С на начальном этапе и 800 °С на конечном. Охлаждение заготовок с сечением до 50 мм можно производить на воздухе.

При большем сечении (от 51 до 100 мм) охлаждение стали производится в ящиках.

Высокие показатели упругости стали позволяют проводить обработку заготовок резанием.

В горячекатанном состоянии при твердости в диапазоне HB 10-1 = 207–217 МПа коэффициент относительной обрабатываемости стали (Kv) будет составлять 0,75 (для быстрорежущей стали) или 0,85 (для твердого сплава). Эти параметры позволяют использовать заготовки поставляются для зенкерования, фрезерования или точения.

Физические

  • Сталь 30ХГСА отличается от других марок наличием характерного зеленого оттенка сплава.
  • Теплопроводность материала зависимости от значения температуры. Она находится в пределах 30–38 Втм·K.
  • Электросопротивление стали составляет 210 мкОм·м.
  • Коэффициент линейного расширения в среднем равен 12,2 · 10-6 град-1.
  • Температура плавления стали 30ХГСА равна 1500 °С.

Какие есть аналоги?

Отечественные

  • 40ХФА;
  • 35ХМ;
  • 40ХН;
  • 25ХГСА;
  • 35ХГСА.

Зарубежные

На зарубежном рынке также представлено четыре аналога для замены стали марки 30ХГСА:

  • 30HGS, 30HGSA (Польша);
  • 30ChGSA (Болгария);
  • 14331 (Чехия).

Сталь 30ХГСА — это среднелегированная конструкционная сталь, которая имеет высокую прочность и при этом отличается достаточной пластичностью. Такие свойства позволили использовать материал для производства конструкций особо ответственного назначения, которые используются в различных отраслях промышленности, в машино- и авиастроении.

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.

30ХГСА – это российское обозначение марки стали.

Аналоги

Существует следующие зарубежные аналоги:

  • Польша 30HGSA.
  • Болгария 30ChGSA.
  • Чехия 14331.

Физические свойства

Особенностью 30ХГСА является наличие характерного зеленого оттенка. Плотность 7850 кгм3. Температура плавления около 1500 ºС.

Теплопроводность находится в пределах 30-38 Втм К в зависимости от значения температуры. Коэффициент линейного расширения в среднем составляет 12,2 106 1град. Электросопротивление 210 мкОм мм.

Механические характеристики

Марка 30ХГСА от обычных конструкционных сталей отличается повышенным значением прочности и устойчивости к ударным нагрузкам. Предел текучести равен 820 МПа. Для сравнения, нержавейка 12Х18Н10Т «течет» уже при 400 МПа. Полное разрушение стали происходит при нагрузке 980 МПа. Ударная вязкость составляет 127 КДжм2.

Обладает высокими пластичными свойствами: относительное удлинение 11%, а сужение 50%. Устойчива при работе в условиях переменных нагрузок. Предел выносливости 30ХГСА больше стали 45 ровно в 2 раза и имеет значение 490 МПа. Износоустойчива. Твердость находится в пределах 45-50 единиц по шкале Роквелла.

Сталь сохраняет свои механические характеристики при температуре вплоть до 400 С.

Химические свойства

Маркировка 30ХГСА не относится к категории коррозионностойких материалов. Под влиянием водной среды на поверхности сплава начинает проступать ржавчина.

Коррозионностойкость повышают путем использования специальных гальванических покрытий на основе хрома и цинка. Нанесение их осуществляется методом электролиза.

Технологические свойства

Высокая пластичность стали позволяет применять для ее обработки штамповку и ковку.

Упругие свойства стали также способствуют резанию: фрезерование, зенкерование и прочее. Для увеличения производительности данного процесса сталь предварительно отжигают.

30ХГСА относится ко 2-ой группе свариваемости. Особенности проведения сварки заключаются в необходимости прогрева стали до 250 ºС, что позволяет снизить вероятность образования трещин. При соблюдении данных условий сварные швы способны выдерживать нагрузку от 300 до 490 МПа в зависимости от типа нагрузки.

Типы применения

Благодаря всем вышеперечисленным характеристикам 30ХГСА имеет огромное практическое применение для разных отраслей промышленности:

  • В строительстве из 30ХГСА делают крепеж, на который воздействует знакопеременный изгиб. Сюда относят анкерные болты, гайки, шпильки и прочее.
  • До сих пор в авиастроении применяют как материал для изготовления расходных деталей самолетов: фланцы, валы и прочее.
  • В машиностроении 30ХГСА нашла применение при производстве высокоответственных изделий, работающих в условиях переменных нагрузок: зубчатые передачи, шпиндели, валы, толкатели и т.д.

Цена

Содержание такого легирующего элемента как хром повышает стоимость 30ХГСА на рынке вторичного металла. Цена килограмма стального лома составляет 40-50 рублей. Это выше, чем у обычной углеродистой стали, но ниже чем у нержавейки. Более точное значение стоимости зависит от таких факторов как:

  • Качество поверхности лома.
  • Объем поставки.
  • Габариты лома.

Сталь 30ХГСА конструкционная легированная

Аналоги, Заменители

Стали заменители 40ХФА, 35ХМ, 40ХН, 25ХГСА, 35ХГСА.

Читайте также:  Обратный клапан для компрессора: назначение, конструкция, применение

Расшифровка стали 30ХГСА

Цифра 30 указывает среднее содержание углерода в сотых долях %, т.е. содержание углерода в стали около 0,3%.
Буква Х — указывает на присутствие в стали хрома, отсутствие после буквы цифры означает, что содержание хрома не превышает 1,5%.

Буква Г — указывает на присутствие в стали марганца, отсутствие после буквы цифры означает, что содержание марганца не превышает 1,5%.
Буква С — указывает на присутствие в стали кремния, отсутствие после буквы цифры означает, что содержание кремния не превышает 1,5%.

Буква А в конце маркировки стали означает, что сталь является высококачественной.

Применение 30ХГСА

Сталь 30ХГСА применяется для изготовления валов, осей, зубчатых колес, фланцев, корпусов обшивки, лопаток компрессорных машин, работающих при температуре до 200 °С, рычагов, толкателей, ответственных сварных конструкций, детали работающие при знакопеременных нагрузках, крепежные детали, детали работающие при низких температурах.

Свариваемость

Сталь 30ХГСА является ограничено свариваемой. Способы сварки: РДС, АДС под флюсом и газовой защитой, АрДС, ЭШС. Рекомендуется подогрев и последующая термообработка. КТС (Контактно Точечная Сварка) без ограничений

Характеристики

Удельное электросопротивление ρ, при при 20 °С — 210 нОм*м

Плотность ρ кг/см3 при температуре испытаний, °С

Сталь 20 100 200 300 400 500 600 700 800 900
30ХГСА 7850 7830 7800 7760 7730 7700 7670

Коэффициент теплопроводности λ Вт/(м*К) при температуре испытаний, °С

Сталь 20 100 200 300 400 500 600 700 800 900
30ХГСА 38 38 37 37 36 34 33 31 30

Удельная теплоемкость c, Дж/(кг*К), при температуре испытаний, °С

20-100 20-200 20-300 20-400 20-500 20-600 20-700 20-800 20-900 20-1000
496 504 512 533 554 584 622 693

Коэффициент теплопроводности λ, Вт/(м*К), при температуре испытаний, °С

20 100 200 300 400 500 600 700 800 900
46 46 41 33 29

Коэффициент линейного расширения α*106, К-1, при температуре испытаний, °С

20-100 20-200 20-300 20-400 20-500 20-600 20-700 20-800 20-900 20-1000
11,7 12,3 12,9 13,4 13,7 14,0 14,3 12,9

Модуль нормальной упругости Е, ГПа, при температуре испытаний, °С

Сталь 20 100 200 300 400 500 600 700 800 900
30ХГСА 215 211 203 196 184 173 164 143 125

Модуль упругости при сдвиге на кручением G, ГПа, при температуре испытаний °С

Сталь 20 100 200 300 400 500 600 700 800 900
30ХГСА 84 82 79 75 71 66 62 54 47

Температура критических точек

Ас1 Ас3 Ar3 Ar1
760 830 705 670 352

Химический состав, % (ГОСТ 4345-2016)

Сталь C Si Mn Cr Ni Mo Al Ti V B
30ХГСА 0,28-0,34 0,90-1,20 0,80-1,10 0,80-1,10

По ГОСТ 4345-2016 массовая доля азота (N) не должна превышать:
в мартеновской стали — 0,005 %;
в кислородно-конвертерной стали:
— без внепечной обработки:
0,006 % — для тонколистовой металлопродукции и ленты;
0,008 % — для остальных видов металлопродукции;
— с внепечной обработкой:
0,010 % — для тонколистовой металлопродукции и ленты;
0,012 % — для остальных видов металлопродукции;
в стали, выплавленной в электропечах, — 0,012 %.
Массовая доля азота в стали не нормируется и не контролируется в случаях:
— если в стали массовая доля общего алюминия составляет не менее 0,020 % или кислотораство­римого алюминия — не менее 0,015 %, или

-вводятся, по отдельности или в любом сочетании, азотосвязывающие элементы (титан — не более 0,040 %, ванадий — не более 0,05 %, ниобий — не более 0,05 %), при этом суммарная массовая доля алюминия, титана, ванадия и ниобия должна быть от 0,02 % до 0,15 %. Массовая доля перечис­ленных элементов должна быть указана в документе о качестве.

  • Допускается массовая доля остаточных элементов, не более: вольфрама — 0,20 %, молибдена — 0,11 %, ванадия — 0,05 % и остаточного или преднамеренно введенного титана (за исключением стали марок, перечисленных в примечании 1 настоящей таблицы) — не более 0,03 %.
  • По ГОСТ 4345-2016 массовая доля фосфора, серы и остаточных элементов (меди, никеля и хрома) по анализу ковшовой пробы и в готовой металлопродукции должна соответствовать требованиям таблицы 2.

Механические свойства

Источник Состояние поставки Сечение, мм КП σ0,2 МПа σв МПа δ5, % ψ, % KCU, Дж/см2 Твердость HB, не более
не менее
ГОСТ 4543-71 Пруток. Закалка с
880 °С в масле;
отпуск при 540 °С,
охл. в воде или
масле
25 830 1080 10 45 49
ГОСТ 8479-70 Поковка. Закалка +
отпуск
До 100 490 490 655 16 45 59 212-248
100-300 490 490 655 13 40 54 212-248
До 100 540 540 685 15 45 59 223-262
До 100 590 590 735 14 45 59 235-277
100-300 590 590 735 13 40 49 235-277
До 100 640 640 785 13 42 59 248-293
До 100 675 675 835 13 42 59 262-311
Пруток. Закалка с
860-880 °С в масле;
отпуск при 200-250 °С,
охл. на воздухе
30 1270 1470 7 40 HRCэ 43-51
Пруток. Закалка с
860-880 °С в масле;
отпуск при 540-560 °С,
охл. в воде
или масле
60 690 880 9 45 59 225

Механические свойства в зависимости от сечения

Сечение, мм σ0,2 МПа σв МПа δ5, % ψ% KCU, Дж/см2
30 880 1000 12 50 69
60 760 880 12 50 69
80 740 860 14 50 78
120 670 820 14 50 78
160 590 740 14 60 78
200 530 720 14 45 59
240 490 710 14 46 59

Примечание. Закалка с 880 °С в масле; отпуск при 600 °С, охл. в воде.

Механические свойства в зависимости от температуры отпуска

tотп., °С σ0,2 МПа σв МПа δ5, % ψ% KCU, Дж/см2 Твердость HB, не более
200 1570 1700 11 44 88 487
300 1520 1630 11 54 69 470
400 1320 1420 12 56 49 412
500 1140 1220 15 56 78 362
600 940 1040 19 62 137 300

Механические свойства при повышенных температурах

tисп., °С σ0,2 МПа σв МПа δ5, % ψ% KCU, Дж/см2
Пруток. Закалка с 880 °С в масле; отпуск при 560 °С
300 820 980 11 50 127
400 780 900 16 69 98
500 640 690 21 84 78
550 490 540 27 84 64
Образец диаметром 5 мм, длиной 25 мм, прокатанный.
Скорость деформирования 2 мм/мин; скорость деформации 0,0013 1/с
700 175 59 51
800 85 62 75
900 53 84 90
1000 37 71 90
1100 21 59 90
1200 10 85 90

Предел выносливости

Прочностные характеристики σ-1, МПа τ-1, МПа n
σв = 1670 МПа 490 1666 107
σв = 880 МПа 372 882 107
σв = 1080 МПа 470 106
Закалка с 870 °С; отпуск при 200 °С 696
Закалка с 870 °С; отпуск при 400 °С 637

Ударная вязкость КСМ

Термообработка KCU, Дж/см2, при температуре, °С
+20 -20 -40 -60 -80
Закалка с 880 °С в масле; отпуск при 580-600 °С,
σв = 1000 МПа
69 55 41 35 23

Технологические свойства

Температура ковки, °С: начала 1240, конца 800. Сечения до 50 мм охлаждаются на воздухе, сечения 51—100 мм — в ящиках.

Обрабатываемость резанием — Kv тв.спл = 0,75 и Kv б.ст = 0,85 в горячекатаном состоянии при НВ 207-217 иов =710 МПа.
Флокеночувствительность — чувствительна.

Склонность к отпускной хрупкости — склонна.

Критический диаметр d после закалки в различных средах

Количество мартенсита, % Критическая твердость HRC3 d, мм, после закалки
в воде в масле
50 38-43 60-91 34-60
90 43-48 40-68 18-40
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector