Сталь 30хгс – 30
alexxlab | 20.02.2020 | 0 | Вопросы и ответы
расшифровка, характеристики, применение и особенности
Сталь 30ХГСА разрабатывалась учеными Советского Союза для применения в отрасли авиационной промышленности. Системы управления, включая педали и другие механизмы самолетов, изготавливаемых после 50-х годов прошлого века, были сделаны исключительно из указанного сплава. Сталь 30ХГСА характеристики имела хорошие, что позволило существенно расширить область ее применения. Массово начали применять данный состав в машиностроении и при производстве станков.
30ХГСА расшифровка марки
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:
- 30 — 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
Имеет характерный зеленый оттенок с плотностью 7850 кг/м3 и температурой плавления 1500 градусов Цельсия. Теплопроводность полностью зависит от температурных значений. Указанную марку от обычных сталей конструктивного назначения выделяет высокое значение прочности и устойчивость к ударной нагрузке. Такая сталь может разрушиться полностью при нагрузках, равных 980 МПа.
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.
Применение
Вышеперечисленные характеристики дают возможность применять сплав в разных промышленных отраслях:
- В 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.
tokar.guru
Марочник стали и сплавов – Сталь конструкционная 30ХГС : химический состав и свойства
Марочник стали и сплавов – Сталь конструкционная 30ХГС : химический состав и свойстваНа шаг назадВернуться в справочникНа главную
Материалы -> Сталь конструкционная легированная ИЛИ Материалы -> Сталь конструкционная-все марки
| Марка | 30ХГС |
| Заменитель: | 40ХФА, 35ХМ, 40ХН, 35ХГСА |
| Классификация | Сталь конструкционная легированная |
| Применение | различные улучшаемые детали: валы, оси, зубчатые колеса, тормозные ленты моторов, фланцы, корпуса обшивки, лопатки компрессорных машин, рычаги, толкатели, ответственные сварные конструкции, работающие при знакопеременных нагрузках, крепежные детали. |
Химический состав в % материала 30ХГС
| C | Si | Mn | Ni | S | P | Cr | Cu |
| 0.28 – 0.35 | 0.9 – 1.2 | 0.8 – 1.1 | до 0.3 | до 0.035 | до 0.035 | 0.8 – 1.1 | до 0.3 |
Температура критических точек материала 30ХГС.
| Ac1 = 760 , Ac3(Acm) = 830 , Ar3(Arcm) = 705 , Ar1 = 670 , Mn = 352 |
Механические свойства при Т=20oС материала 30ХГС .
| Сортамент | Размер | Напр. | sв | sT | d5 | y | KCU | Термообр. |
| – | мм | – | МПа | МПа | % | % | кДж / м2 | – |
| Сталь | 40 | 930 | 820 | 12 | 51 | 690 | Закалка 880oC, масло, Отпуск 600oC, вода, | |
| Сталь | 80 | 860 | 730 | 14 | 50 | 780 | Закалка 880oC, масло, Отпуск 600oC, вода, | |
| Лист отожжен. | 500-750 | 14 | ||||||
| Пруток | Ж 25 | 1080 | 835 | 10 | 45 | 440 | Закалка 880oC, масло, Отпуск 540oC, вода, |
| Твердость материала 30ХГС после отжига , | HB 10 -1 = 229 МПа |
Физические свойства материала 30ХГС .
| T | E 10– 5 | a 10 6 | l | r | C | R 10 9 |
| Град | МПа | 1/Град | Вт/(м·град) | кг/м3 | Дж/(кг·град) | Ом·м |
| 20 | 1.94 | 7850 | 210 | |||
| 100 | 1.85 | 12 | 37 | 7830 | 493 | |
| 200 | 1.73 | 12.5 | 41 | 7800 | 504 | |
| 300 | 1.69 | 12.9 | 38 | 7760 | 512 | |
| 400 | 1.66 | 13.2 | 37 | 7730 | 533 | |
| 500 | 1.56 | 13.6 | 36 | 7700 | 554 | |
| 600 | 13.9 | 35 | 7670 | 584 | ||
| 700 | 34 | 622 | ||||
| 800 | 32 | 693 | ||||
| T | E 10– 5 | a 10 6 | l | r | C | R 10 9 |
Технологические свойства материала 30ХГС .
| Свариваемость: | ограниченно свариваемая. |
| Флокеночувствительность: | чувствительна. |
| Склонность к отпускной хрупкости: | склонна. |
Обозначения:
| Механические свойства : | |
| sв | – Предел кратковременной прочности , [МПа] |
| sT | – Предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), [МПа] |
| d5 | – Относительное удлинение при разрыве , [ % ] |
| y | – Относительное сужение , [ % ] |
| KCU | – Ударная вязкость , [ кДж / м2] |
| HB | – Твердость по Бринеллю , [МПа] |
Физические свойства : | |
| T | – Температура, при которой получены данные свойства , [Град] |
| E | – Модуль упругости первого рода , [МПа] |
| 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, [Ом·м] |
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 |
Источник: http://www.splav-kharkov.com/
acrossteel.ru
Применение стали 30ХГСА – Мирсал
В настоящее время 30ХГСА используется в мирных целях и испытывает неизменный интерес гражданских потребителей благодаря своим замечательным характеристикам. Сталь 30ХГСА имеет и другое, более благозвучное название – «хромансиль». Это тоже сокращение, образованное от названий легирующих эту сталь металлов (хром и Manganum – марганец, Silicium – кремний).
Если же говорить подробнее о легирующих элементах и о том, как они влияют на характеристики легированной стали, то касательно стали 30ХГСА можно упомянуть, что, например, хром повышает твердость и устойчивость 30ХГСА к коррозии, марганец также увеличивает твердость, и, кроме того, способствует устойчивости к ударным нагрузкам и износоустойчивости, а кремний повышает показатель ударной вязкости и температурный запас вязкости. Хромансиль 30ХГСА относится к классу так называемой конструкционной стали, а именно, к легированной
Конструкционная сталь 30ХГСА применяется, например, в самолетостроении для создании деталей, которые предполагается использовать на ответственных участках, то есть там, где возможна высокая нагрузка и неблагоприятные условия: это крепежные детали, работающие при низких температурах, сварные конструкции, испытывающие знакопеременные нагрузки и так далее.
Помимо всего прочего, немаловажно и то обстоятельство, что конструкционная легированная сталь 30ХГСА представляет собой улучшаемую сталь, то есть 30ХГСА проходит улучшение – закалку и высокий отпуск при температуре 550-
660 градусов Цельсия. Поэтому 30ХГСА используется в создании улучшаемых деталей. Помимо упомянутых выше авиационных деталей, в машиностроении это также лопатки компрессорных машин, эксплуатируемые при температуре до 400° С, различные валы, оси, различные корпуса обшивки и многое другое. В настоящее время 30ХГСА изготавливается в различных вариантах.
Химический состав сплава 30ХГСА – это кремний, марганец и хром, количеством примерно одного процента каждый. А содержание углерода в 30ХГСА равно ~ 0,30 процента, серы ≤ 0,025 %. В качестве примера можно привести химический состав сплава 30ХГСА для авиационных листов и труб – наличие углерода: 0,28—0,35%, хрома: 0,8 —1,10%, Марганца:0,8 —1,1%, кремния: 0,9 —1,2%.
Основные преимущества сплава 30ХГСА перед другими марками стали заключаются в высокой прочности, отличных показателях ударной вязкости, выносливости. Также 30ХГСА отличается хорошей свариваемостью. При всех своих примечательных свойствах сталь 30ХГСА стоит сравнительно недорого, так как не содержит дефицитных легирующих элементов.
Для обозначения высокого качества стали в конце марки стали ставят букву А. Легированные стали производят только качественными, но и так же не редко высококачественными. Для обозначения марок легированных сталей в России принята система букв и цифр.
Для приобретения значительных механических свойств в деталях с сечениями больше 25 – 30 мм, используют легированные стали, обладающие большей прокаливаемостью, более мелким зерном, и меньшей критической скоростью закалки, отсюда, следовательно, меньшие закалочные напряжения и выше устойчивость против отпуска. Основное преимущество таких сталей перед углеродистыми конструкционными сталями это оптимальный комплекс механических свойств: выше прочность при сохранении вязкости и пластичности, а также ниже порог хладноломкости. Большинство легированных конструкционных сталей причисляется к перлитному классу.
При производстве легированных сталей очень часто придают значение стоимости легирующих элементов и их дефицитность.
Основными легирующими элементами в конструкционных сталях является:
Cr, содержание которого обычно составляет от 0,8 до 1,1%; Mn в сталях до 1,5%; Si от 0,9 до 1,2%; Mo от 0,15 до 0,45%; Ni от 1 до 4,5%. Общая сумма легирующих элементов не должна превышать 3 – 5%.
Выше перечисленные элементы, кроме Ni, увеличивают прочность стали, но понижают её пластичность и вязкость. Ni является исключением, он проявляет особенно положительное влияние на свойства стали, увеличивая её прочность, не понижая пластичность и вязкость. Также Ni снижает порог хладноломкости. Стали, которые содержат Ni, особенно ценны как конструкционный материал.
Наряду с названными элементами, в конструкционные стали для деталей машин или конструкций вводят около 0,1% ванадия, титана, ниобия и циркония. Эти элементы вводят для измельчения зерна. Введение бора в количестве 0,002 –0,003% увеличивает прокаливаемость стали.
Улучшаемые стали условно делят на несколько групп. Часто используют стали, легированные хромом, особенно это стали под марками 40Х, 45Х. Для повышения прокаливаемости в эти сплавы нередко добавляют B, например сталь 40ХР. Увеличение прокаливаемости в деталях с сечением до 40 мм достигается также добавлением в хромистые стали около 1% марганца, например стали: 30ХГ, 40ХГ, 40ХГР и др. Для уменьшения склонности хромистых сталей к отпускной хрупкости II рода вводят 0,15 – 0,25% молибдена.
Хромомарганцевые стали, такие как 20ХГС, 25ХГС, 30ХГС, называемые хромансиль, легированы Cr, Si и Mn, они дешевле в производстве, так как не содержат дефицитных легирующих элементов. Эти стали имеют хорошую свариваемость и прочность, к примеру, сталь 30ХГС после термообработки имеет sв = 1650 МПа при КСU = 0,4 МДж/м2. Недостаток таких сталей – это склонность к отпускной хрупкости II рода и к обезуглероживанию поверхности при нагреве. Такие элементы как Mo и W вводят в состав сталей также для уменьшения склонности этих сталей к отпускной хрупкости
Низколегированные строительные стали, кроме улучшения механических свойств, имеют еще одно преимущество – пониженную критическую температуру перехода в хрупкое состояние. Эти стали могут работать до –40 °С, а стали 10ХСНД и 15ХСНД, легированные дополнительно никелем и медью, и до –60 °С.
10xcnd.ru
Общая информация о Сталь 30ХГС от металло-торгующих компаний в Украине. Цены на покупку металла в прайс-листе металлоторгующей площадки 1metal.com.
Общие сведения
| Заменитель |
| Сталь 40ХФА, 35ХМ, 40ХН, 35ХГСА. |
| Вид поставки |
| Сортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 4543-71, ГОСТ 259071, ГОСТ 2591-71. Калиброванный пруток ГОСТ 7417-75, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78, ГОСТ 1051-73. Шлифованный пруток и серебрянка ГОСТ 4543-71, ГОСТ 14955-77. Лист тонкий 1542-71. Полоса ГОСТ 103-76. Поковки и кованые заготовки ГОСТ 1133-71, ГОСТ 8479-70. Трубы ОСТ 14-21-77. |
| Назначение |
| Различные улучшаемые детали: валы, оси, зубчатые колеса, тормозные ленты моторов, фланцы, корпуса обшивки, лопатки компрессорных машин, рычаги, толкатели, ответственные сварные конструкции, работающие при знакопеременных нагрузках, крепежные детали. |
Химический состав
| Химический элемент | % |
| Кремний (Si) | 0.90-1.20 |
| Медь (Cu), не более | 0.30 |
| Марганец (Mn) | 0.80-1.10 |
| Никель (Ni), не более | 0.30 |
| Фосфор (P), не более | 0.035 |
| Хром (Cr) | 0.80-1.10 |
| Сера (S), не более | 0.035 |
Механические свойства
Механические свойства
| Термообработка, состояние поставки | Сечение, мм | s0,2, МПа | sB, МПа | d5, % | y, % | KCU, Дж/м2 | HB | HRCэ |
| Закалка 880 °С, масло. Отпуск 540 °С, вода или масло | 25 | 830 | 1080 | 10 | 45 | 44 | ||
| Поковки. Нормализация. КП 395 | <100 | 395 | 615 | 17 | 45 | 59 | 187-229 | |
| Закалка 860-880 °С, масло. Отпуск 200-250 °С, воздух. | 30 | 1270 | 1470 | 7 | 40 | 43-51 | ||
| Закалка 860-880 °С, масло. Отпуск 540-560 °С, вода или масло. | 60 | 690 | 880 | 9 | 45 | 59 | >225 |
Механические свойства при повышенных температурах
| t испытания, °C | s0,2, МПа | sB, МПа | d5, % | y, % | KCU, Дж/м2 | |||||||||
| Закалка 880 °С, масло. Отпуск 560 °С, воздух. | ||||||||||||||
| 20 | 950 | 1050 | 13 | 56 | 52 | |||||||||
| 250 | 840 | 1000 | 13 | 48 | 126 | |||||||||
| 300 | 820 | 950 | 11 | 50 | 124 | |||||||||
| 400 | 780 | 900 | 16 | 69 | 94 | |||||||||
| 500 | 650 | 690 | 21 | 84 | 72 | |||||||||
| Образец диаметром 5 мм, длиной 25 мм. Прокатанный. Скорость деформирования 2 мм/мин, скорость деформации 0,0013 1/с [81] | ||||||||||||||
| 700 | 175 | 59 | 51 | |||||||||||
| 800 | 85 | 62 | 75 | |||||||||||
| 900 | 53 | 84 | >90 | |||||||||||
| 1000 | 37 | 71 | >90 | |||||||||||
| 1100 | 21 | 59 | >90 | |||||||||||
| 1200 | 10 | 85 | >90 | |||||||||||
Механические свойства в зависимости от температуры отпуска
| t отпуска, °С | s0,2, МПа | sB, МПа | d5, % | y, % | KCU, Дж/м2 | |||||||||
| Пруток диаметром 20-70 мм. Закалка 880 °С, масло. | ||||||||||||||
| 200 | 1570 | 1700 | 11 | 44 | 88 | |||||||||
| 300 | 1520 | 1630 | 11 | 54 | 69 | |||||||||
| 400 | 1320 | 1420 | 12 | 56 | 49 | |||||||||
| 500 | 1140 | 1220 | 15 | 56 | 78 | |||||||||
| 600 | 940 | 1040 | 19 | 62 | 137 | |||||||||
Механические свойства в зависимости от сечения
| Сечение, мм | s0,2, МПа | sB, МПа | d5, % | y, % | KCU, Дж/м2 | HB | ||||||||
| Закалка 880 °С, масло. Отпуск 600 °С, вода. | ||||||||||||||
| 40 | 820 | 930 | 12 | 51 | 69 | 275 | ||||||||
| 80 | 730 | 860 | 14 | 50 | 78 | 250 | ||||||||
| 120 | 670 | 820 | 14 | 50 | 78 | 235 | ||||||||
| 160 | 580 | 750 | 14 | 50 | 78 | 210 | ||||||||
| 180 | 510 | 710 | 13 | 45 | 49 | 200 | ||||||||
Технологические свойства
| Температура ковки |
| Начала 1240, конца 800. Сечения до 50 мм охлаждаются в штабелях на воздухе, 51-100 мм – в ящиках. |
| Свариваемость |
| ограниченно свариваемая. Способы сварки: РДС, АДС под флюсом и газовой защитой, АрДС, ЭШС. Рекомендуется подогрев и последующая термообработка, КТС без ограничений. |
| Обрабатываемость резанием |
| В горячекатаном состоянии при НВ 207-217 sB = 710 МПа Ku тв.спл. = 0.85, Ku б.ст. = 0.75. |
| Склонность к отпускной способности |
| склонна |
| Флокеночувствительность |
| чувствительна |
Температура критических точек
| Критическая точка | °С |
| Ac1 | 760 |
| Ac3 | 830 |
| Ar3 | 705 |
| Ar1 | 670 |
| Mn | 352 |
Ударная вязкость
Ударная вязкость, KCU, Дж/см2
| Состояние поставки, термообработка | +20 | -20 | -40 | -60 | -80 |
| Закалка 880 С, масло. Отпуск 580-600 С, бв = 1000 МПа. | 69 | 55 | 41 | 34 | 23 |
Предел выносливости
| s-1, МПа | t-1, МПа | n | sB, МПа | Термообработка, состояние стали |
| 696 | Закалка 870 С. Отпуск 200 С | |||
| 637 | Закалка 870 С. Отпуск 400 С | |||
| 470 | Закалка 870 С. Отпуск 600 С | |||
| 490 | 1666 | 1Е+7 | 1660 | Закалка 870-890 С. Отпуск 200 С |
| 372 | 882 | 1Е+7 | 880 | Закалка 870-890 С. Отпуск 600 С |
Прокаливаемость
Закалка 800 С. Твердость для полос прокаливаемости HRCэ.
| Расстояние от торца, мм / HRC э | |||||||||||
| 1.5 | 3 | 4.5 | 6 | 9 | 12 | 15 | 18 | 21 | 24 | ||
| 50.5-55 | 49-54 | 47.5-53 | 46-52.5 | 41.5-52 | 38-51 | 36.5-48.5 | 35.5-46.5 | 33-44.5 | 30-43 | ||
| Кол-во мартенсита, % | Крит.диам. в воде, мм | Крит.диам. в масле, мм | Крит. твердость, HRCэ |
| 50 | 60-91 | 34-60 | 37-42 |
| 90 | 40-68 | 18-40 | 43-48 |
Физические свойства
| Температура испытания, °С | 20 | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 |
| Модуль нормальной упругости, Е, ГПа | 194 | 185 | 173 | 169 | 166 | 156 | ||||
| Модуль упругости при сдвиге кручением G, ГПа | 84 | 82 | 79 | 75 | 71 | 66 | 62 | 54 | 47 | |
| Плотность, pn, кг/см3 | 7850 | 7830 | 7800 | 7760 | 7730 | 7700 | 7670 | |||
| Коэффициент теплопроводности Вт/(м ·°С) | 37 | 41 | 38 | 37 | 36 | 35 | 34 | 32 | ||
| Уд. электросопротивление (p, НОм · м) | 210 | |||||||||
| Температура испытания, °С | 20- 100 | 20- 200 | 20- 300 | 20- 400 | 20- 500 | 20- 600 | 20- 700 | 20- 800 | 20- 900 | 20- 1000 |
| Коэффициент линейного расширения (a, 10-6 1/°С) | 12.0 | 12.5 | 12.9 | 13.2 | 13.6 | 13.9 | ||||
| Удельная теплоемкость (С, Дж/(кг · °С)) | 493 | 504 | 512 | 533 | 554 | 584 | 622 | 693 |
www.1metal.ru