Меню

30 хгса это какая сталь

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.

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%.

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.

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/м 3 . 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.

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:  Торпеда из нержавеющей стали

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.

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.

Применение

Сталь 30ХГСА, применение которой связано с химическим составом и основными качествами, встречается в различных отраслях промышленности. Чаще всего легированная сталь используется в нижеприведенных случаях:

  1. В строительной области получили большое распространение крепежные элементы, которые эксплуатируются при переменных нагрузках. Невысокая коррозионная стойкость определяет то, что крепежные материалы могут использоваться только при защите устройства.
  2. В авиастроении используется сплав в качестве расходного материала при изготовлении валов, фланцев и прочих деталей. Стоит учитывать, что сплав не используют при создании ответственных элементов.
  3. В машиностроительной области применяется при создании элементов, которые работают при постоянных или переменных нагрузках.

Стоимость используемого сырья во многом зависит от того, какой лом использовался. В продаже встречаются зарубежные аналоги, к примеру, 14331 (Чехия) и 30ChGSA (Болгария). Их химический состав и основные качества во многом схожи.

Источник

Сталь марки 30ХГСА

Сталь 30ХГСА – это высококачественная конструкционная среднелегированная сталь. Её также называют «хромансиль». Сплав создавался для авиастроения, однако сейчас получил широкое распространение в машиностроении. Поставляется в виде фасонного, калиброванного прутка, толстого и тонкого листа, шлифованного прутка, серебрянки, трубы, полосы, поковки и кованой заготовки.

Состав сплава регулируется ГОСТ 4543-71. Маркировка 30ХГСА расшифровывается следующим образом:

  • первая цифра указывает на процентное содержание углерода. В данном случае сплав включает около 0,30% этого химического элемента. Углерод увеличивает прочность и твёрдость, однако при этом ухудшается свариваемость и пластичность;
  • буква Х говорит о наличии в составе примерно 1% хрома. Благодаря ему сталь хорошо закаливается, приобретает коррозиестойкость, абразивную износоустойчивость, жаропрочность;
  • буква Г означает, что в сплаве есть около 1% марганца. Его введение позволяет удалить из сплава вредные примеси – серу и кислород. Свойства марганца увеличивают качество поверхности, свариваемость и пластичность. Также уменьшается шанс появления трещин и окалин по время термической обработки;
  • буква С говорит о содержании примерно 1% кремния, который также способствует повышению пластичности и устойчивости к воздействию высоких температур;
  • буква А – так маркируют улучшенную сталь, прошедшую закаливание с высоким отпуском. Это способствует повышению упругости и других механических характеристик металла примерно в 3 раза.

Также в сплаве содержится до 0,25% серы и фосфора. Они относятся к нежелательным добавкам. Помимо этого сталь марки 30ХГСА включает незначительное количество никеля и меди, однако это никак не влияет на структуру металла.

Характеристики стали марки 30ХГСА

Марка 30ХГСА активно используется в различных сферах. Это связано с её физическими и технологическими свойствами, среди которых:

  • высокая плотность – 7 850 кг/м3 (может меняться в зависимости от температурного воздействия среды);
  • температура плавления – 1 500 градусов по Цельсию (сталь устойчива к воздействию высоких температур);
  • максимальное давление – 980 МПа (металл отличается прочностью и устойчивостью к ударным нагрузкам);
  • коррозийная устойчивость – низкая (это связано с небольшим количеством хрома в сплаве; при длительном пребывании во влажной среде материал ржавеет, что стоит учитывать при использовании);
  • хорошая пластичность на растягивание – 11% (за счёт этого детали, изготовленные из 30ХГСА, хорошо справляются с динамическими нагрузками);
  • твёрдость по шкале Роквелла – 50 ед. (этот показатель оптимален для большинства деталей машиностроения);
  • рабочий диапазон температур – до 400 градусов по Цельсию (механические и технологические свойства металла не меняются).
Читайте также:  Сталь wc9 аналог российский

Сплав имеет ограниченную свариваемость, которая должна производиться при температуре от 100 до 120 градусов по Цельсию. Потом выполняется термообработка. Сталь чувствительна к флокенам и склонна к отпускной хрупкости.

Сферы использования

Сталь марки 30ХГСА активно применяется в разных отраслях промышленности. Чаще всего её используют для производства крепёжных элементов, которые распространены при строительстве различных зданий и сооружений. Особенности этой стали позволяют им выдерживать возникающие переменные нагрузки. Однако из-за низкой устойчивости к коррозии такие крепёжные элементы имеют ограничения по местам использования.

В самолётостроении данный сплав применяется при производстве фланцев, валов и иных деталей. Он не подходит для изготовления ответственных деталей – только для расходных элементов.Также сплав приобрёл большую популярность в машиностроении. Именно там металлическим изделиям приходится испытывать регулярные переменные нагрузки.

Источник

Сталь марки 30ХГСА — характеристики, расшифровка, применение

Конструкционная сталь 30ХГСА была разработана в начале 40-х годов прошлого века и стала настоящим открытием, обеспечившим лидирующую роль Советского Союза в области самолетостроения. Сегодня сплав стал доступен для применения и в других отраслях промышленности.

Расшифровка марки

Химический составсплава задается ГОСТом 4543-71, который определяет содержание основных легирующих добавок, указанных в маркировке. Расшифровка марки стали 30ХГСАуказывает на то, что она принадлежит к классу среднелегированных сплавов. Первые две цифры слева направо обозначают концентрацию углерода, необходимого для придания твердостиметаллу. Одновременно углерод снижает пластичность стали, поэтому его содержание не превышает 0,28-0,34%.

За цифрами следуют буквы, указывающие на главные легирующие элементы, концентрация которых колеблется в пределах 1%:

  • хром добавляют для повышения коррозионной устойчивости и жаропрочности стали;
  • марганец и кремний – сильные раскислители, они также увеличивают пластичность и снижают опасность растрескивания сплава.

Буква «А», указанная в самом конце аббревиатуры, свидетельствует о высоком качестве материала. Он содержит небольшие примеси меди и никеля, но их концентрация слишком мала, чтобы существенно влиять на свойства сплава. Примеси серы и фосфора снижают прочность металла путем встраивания в узлы кристаллической решетки. Полностью удалить эти примеси невозможно, однако их содержание минимально — не более 0,25%.

По ГОСТу данный сплав можно заменить аналогами:

Среди зарубежных аналогов:

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

Сортамент выпускаемой продукции состоит:

  • из труб разного диаметра;
  • кованых заготовок;
  • листов различной толщины;
  • сортового проката;
  • полосового железа;
  • калиброванных и шлифованных прутков.

Сортамент продукции

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

Физические и механические свойства сплава

От химического состава зависят физические свойства стали 30ХГСА:

  • плотность колеблется в зависимости от окружающей температуры и составляет, в среднем, 7850 кг/м3;
  • температура плавления — 1500 градусов, что свидетельствует об устойчивости к нагреву;
  • модуль упругости при 20 град. – 2,15*10-5МПа, с повышением температуры снижается;
  • теплоемкость – 38 Вт/(м*град);
  • удельное электросопротивление, 109– 210 Ом*м;
  • теплопроводность составляет 30-38 Вт/м К;
  • удельная теплоемкость – 496 Дж/кг*К.

Сплав 30ХГСА демонстрирует отличные механические характеристики, которые не снижаются до повышения температуры до 400оС:

  • на высокую прочность металла указывает величина предельной ударной нагрузки – 980 МПа;
  • предел текучести – 820 МПа, более чем в два раза превышает показатель некоторых марок нержавейки;
  • показатель ударной вязкости – 127 КДж/м2;
  • о высокой пластичности свидетельствует параметр относительного удлинения – 11%;
  • предел выносливости – 490 МПа;
  • твердость – 45-50 единиц по шкале Роквелла.
Читайте также:  Почему огурцы в теплице стали крючками

Технологические качества

Способность сплава к холодной пластической деформации ограничена. Но он превосходно выдерживает горячую пластическую деформацию в диапазоне температур 1100-850 градусов. Однако при быстрых изменениях температуры проявляется склонность к образованию трещин. Поэтому выбирается режим:

  • медленного нагрева до 830 градусов;
  • процедуры горячей деформации;
  • замедленного охлаждения в песке или печи.

После процесса деформации применяется смягчающая тепловая обработка путем отжига при 740ос дальнейшим охлаждением при 500осначала в печи, а затем на воздухе.

Сталь не отличается высокой коррозионной стойкостью. При использовании в условиях повышенной влажности на ее поверхности развиваются процессы ржавления. Для их предотвращения на поверхность изделий часто наносят специальное гальваническое покрытие на основе хрома и цинка. Но его нужно предохранять от механических повреждений.

Область применения

Механические свойства стали определяют технологии ее применения:

  • благодаря высокой пластичности, сплав подвергается операциям штамповки и ковки;
  • хорошие упругие свойства облегчают технологии резания – зенкерования или фрезерования;
  • сварку выполняют в быстром режиме при нагреве до 250 градусов, что позволяет уменьшить опасность возникновения трещин.

Благодаря отличным характеристикам, применение стали 30ХГСАохватывает многие отрасли промышленности:

  • в строительстве из нее изготавливают крепежные детали – гайки, болты;
  • в области авиастроения сплав служит сырьем для производства расходных материалов;
  • в машиностроительной отрасли производят узлы, испытывающие переменные нагрузки – валы, зубчатые передачи;
  • ножевом производстве – для изготовления высококачественных клинков.

Сплав используют также при необходимости изготовления изделий со сложной конфигурацией, функционирующих в условиях:

  • постоянного механического воздействия;
  • переменных нагрузок;
  • низких температур.

Тепловая обработка

Проблема улучшения механических свойств стали 30ХГСАи увеличения срока эксплуатации может быть решена разными способами:

  • использованием более дорогостоящих элементов для легирования;
  • выбором рационального режима термообработки.

В первом варианте в значительной мере увеличится себестоимость продукции. Поэтому подбирается оптимальный режим термической обработки, в результате которой существенно повышаются прочностные характеристики сплава. Термообработка, в основном состоит из двух этапов.

Закалкапроизводится в масле с выдержкой 5 минут при температуре 880 градусов. В процессе закалки происходит изменение структуры материала, перестройка кристаллической решетки, в результате чего появляются внутренние напряжения. С повышением твердости одновременно увеличивается хрупкость стали.

Устранить внутренние напряжения позволяет последующий отпуск в воде при 540 градусах. Отпуск применяется и для сварных конструкций. Для достижения более высоких прочностных характеристик иногда проводится повторная закалка. Она позволяет увеличить многие показатели до 40%.

Структуру сплава можно улучшить и процессом ковки. Процесс проводится после предварительного нагрева детали до 1240 градусов. В зависимости от размеров изделия подбирается среда для его охлаждения.

Преимущества и недостатки

Марка стали 30ХГСАотносится к группе конструкционных. Она в свое время получила еще одно название – «хромансиль», образованное от наименований основных добавок. Сплав имеет свои плюсы и минусы.Его широкая востребованность в авиастроении и машиностроительной промышленности вызвана высокими прочностными характеристиками:

  • высокой устойчивостью к ударным нагрузкам;
  • хорошими показателями вязкости;
  • высокой твердостью;
  • устойчивостью к износу;
  • достаточно хорошей свариваемостью;
  • неизменностью механических характеристик при постоянном тепловом воздействии не выше 400 градусов.

Кроме того, доступность легирующих элементов обеспечивает невысокую стоимость сплава.

Минусы стали выражаются в относительно невысокой прокалываемости, которая рассчитывается глубиной проникновения закаленного слоя внутрь объема детали. Она составляет 25-40 мм. Сплав также отличается чувствительностью к образованию флокенов – внутренних трещин, ухудшающих механические свойства материала. Специальная термическая обработка частично снижает опасность их возникновения.

Даже при наличии некоторых недостатков сталь 30ХГСА в значительной степени превосходит обычные сплавы по прочности и выносливости.

Источник

Adblock
detector