Меню

30х13 это какая сталь

Сталь 30х13 — характеристики и применение

В статье будут рассмотрены характеристики стали 30Х13, её химический состав, влияние легирующих элементов на механические и антикоррозионные свойства, способы и особенности термообработки, области применения и существующие аналоги. Статья предназначена для лиц, интересующихся вопросами металлургии сталей и сплавов, механической обработкой, а также возможностью их использования в различных отраслях промышленности.

Общие сведения

30Х13 – коррозионностойкая, жаропрочная сталь мартенситного класса. Она хорошо противостоит воздействию агрессивных сред в закалённом состоянии. Не теряет стойкости к окислению при высоких температурах. Может работать при повышенных температурах без снижения коррозионной стойкости, появления следов деформации и разрушения. После нагрева тетрагональная мелкокристаллическая структура образуется при охлаждении на воздухе.

Сталь 30Х13 может обрабатываться резанием после отпуска или отжига. По пригодности к обработке приблизительно в два раза уступает стали 45, принимаемой за точку отсчёта.

Химический состав

Марка 30Х13 является среднеуглеродистой, высоколегированной. Кроме углерода и хрома в её состав введены дополнительные элементы, корректирующие технологические характеристики.

В соответствии с ГОСТ 5632 основа 30Х13 включает:

Кроме них в состав входят кремний и марганец в количестве до 0,8%, допускается включения серы и фосфора до 0,025% и 0,03% соответственно.

Назначение легирующих компонентов в стали 30х13

Углерод. Непременный компонент, входящий в состав. Собственно сталью называется сплав железа с углеродом в количестве до 2,14%. Образуя с атомами железа цементит F3C, делает металл чувствительным к термообработке. Чем выше количество углерода, тем большую твёрдость можно достичь при закалке. Но при этом материал становится хрупким. При изготовлении и термообработке деталей сложной формы могут возникнуть закалочные трещины. Чтобы избавиться от этого недостатка и сделать сталь более технологичной в состав вводят модифицирующие элементы, снижающие склонность к растрескиванию, улучшающие обрабатываемость, прокаливаемость и другие характеристики.

Хром. Содержится в количестве более 10%, компонент переводит сталь в категорию высоколегированных. В ряду электрохимической активности элементов хром располагается правее железа. Он обладает большим электроотрицательным потенциалом (большим сродством к электрону и кислороду) и более высокой восстанавливающей способностью. В сплавах хром способствует восстановлению железа, вытесняя его из окислов. Таким образом, при достаточно высоком содержании он придаёт металлу антиокислительные свойства. Сталь становится коррозионностойкой.

Кремний. Так же как и хром, находится в ряду активности элементов левее железа. Он в некоторой степени предотвращает образование окислов в расплаве. Но более ценно его способность вытеснять железо из соединений с фосфором, приводящим к появлению трещин при закалке деталей. Введение кремния в количествах до 1% улучшает технологичность стали, позволяя избегать трещин в деталях с резкими переходами толщины.

Марганец. Аналогично хрому содержится в количествах до 1 %. Его роль заключается в вытеснении из соединений с железом серы. Снижения концентрации сульфидов повышает ударную вязкость, т. е. стойкость деталей к ударным нагрузкам.

Характеристики прочности

Прочностные показатели марки 30Х13 зависят от режимов термообработки. Закалка увеличивает предел прочности и твёрдость, но снижает вязкость. Это приводит к усталостному разрушению при переменных нагрузках и выкрашиванию поверхности детали.

Снизить хрупкость позволяет послезакалочный отпуск. Правильная термообработка позволяет получить оптимальные прочность, вязкость и износостокость: σВ=54 кг/кв. мм, δ=17%, HRC=48, где σВ–предел прочности, δ – утносительное удлинение, HRC – твёрдость по Роквеллу.

Аналоги

По показателями твёрдости, прочности и износостойкости и аналогичным составом обладают стали 420 серии в США, X30Cr13 в Великобритании, SUS420J2 в Японии и т. д.

Сталь 30Х13 может использоваться для изготовления деталей испытывающих средние постоянные и переменные нагрузки, работающие в агрессивных средах.

Источник

Сталь 30Х13


Применение стали 30Х13


ГОСТы и ТУ на сталь 30Х13


Химический состав стали 30Х13


Механические свойства стали 30Х13

Нормированные механические свойства при 20 °С

Режим термической обработки

Отжиг или отпуск при 740-800 °С

Сорт Ø, ¤ до 200 мм Калиброванная сталь

Читайте также:  Проволока er308lsi для каких сталей

Закалка: с 950-1050°С; с 1000-1050 °С, охлаждение в масле; отпуск при 200-300°С, охлаждение на воздухе или в масле

Отжиг или отпуск при 740-800 °С

Механические свойства при повышенных температурах

Сталь 30Х13 (закалка с 1000 °С на воздухе, отпуск при 650 °С)

Сталь40Х13 (закалка с 1050 °С на воздухе, отпуск при 600 °С, твердость 311-331 НВ)

Сталь 40Х13 (закалка с 1050 °С на воздухе, отпуск при 650 °С, твердость 277-286 НВ)

Физические свойства стали 30Х13

Физические свойства

Плотность, кг/м3
Теплопроводность при 100 °С, Вт/(м · К)
Удельное электросопротивление при 20 °С ρ ·10 6 , Ом · м
Температурный коэффициент линейного расширения α · 10 6 , К -1 при 20-100 °С

Коррозионная стойкость стали 30Х13


Структура стали 30Х13


Технологические параметры 30Х13

Стали 30Х13 и 40Х13 хорошо подвергаются горячей пластической деформации, которую проводят в интервале 1100-850 °С. Стали склонны к образованию трещин при быстрых скоростях нагрева и охлаждения. В связи с этим при нагреве под горячую деформацию применяют медленный подогрев до 830 °С, а после деформации — замедленное охлаждение в стопе, песке или в печи Холодная пластическая деформация сталей ограничена, особенно стали 40X13. В качестве смягчающей термической обработки после горячей деформации применяют промежуточный отжиг при 740-800 °С или полный отжиг при 810880 °С с последующим медленным охлаждением 25-50 °С/ч до 600 °С. После холодной пластической деформации — отжиг при 750 °С.
Окончательной термической обработкой является закалка с 950-1050 °С с охлаждением в масле или на воздухе и отпуск на заданную твердость и коррозионную стойкость. Для сталей, применяемых для изготовления хирургических инструментов, рекомендуется ступенчатая закалка с 1020-1040 °С с последующим охлаждением в щелочи при 350 °С с целью уменьшения коробления и повышения упругих свойств.

Источник

Сталь 30х13 характеристики применение

Многие люди, даже косвенно не связанные с металлопроизводством, с большой долей вероятности наслышаны о таком материале, как нержавеющая сталь. Но в силу того, что далеко не все из нас обладают даже поверхностными знаниями в области металлургии, нержавеющей стали приписывают порой поразительные, но далекие от реальности свойства.

С целью просвещения и была написана данная статья, описывающая одну из тех сталей, которые гордо именуют “нержавейкой”. На повестке дня сталь 30х13, характеристики, применение и еще несколько немаловажных аспектов, на которые точно стоит обратить внимание.

Назначение

Первое, с чего стоит начать знакомство, это применение стали 30 х 13, характеристики которой будут описаны далее. Ведь, зная, для чего она предназначена, вам будет проще понять все, о чем будет рассказано ниже.

Итак, сталь 30 х 13 – это сталь коррозионно-стойкая, жаропрочная, высоколегированная. Чаще всего из нее изготавливают детали, работающие в агрессивной тепловой среде, однако и вполне бытовые инструменты также могут быть изготовлены из стали 30х13, характеристики благо позволяют.

Вот небольшой перечень изделий, которые могут быть изготовлены из нее:

  • пружины различного назначения;
  • детали компрессоров;
  • иглы карбюраторов;
  • измерительный инструмент;
  • инструменты повседневного использования, для которых важна устойчивость к коррозии;
  • хирургический инструмент.

Однако в промышленных масштабах 30 х 13 встречается и в виде листов, проволоки, прутков, арматуры и еще ряда изделий металлургического проката.

Сталь 30х13 – ГОСТ

Теперь можно перейти к знакомству более близкому. Для многих не секрет, что сталь – это по своей сути сплав железа с углеродом. Однако подобный вид “чистой” стали во многом не отвечает тем требованиям, которые к ней предъявлены (ГОСТ 1133-71, 18143-72 и др.). Дабы улучшить ситуацию, в ее состав вводят дополнительные примеси в виде различных химических элементов, которые дополнительно улучшают качество получаемого сплава и наделяют его некоторыми свойствами.

Для стали 30 х 13 состав примесей таков:

  • 0,3 % углерода;
  • 13 % хрома;
  • 0,8 % кремния;
  • 0,8 % марганца;
  • 0,2 % титана;
  • 0,3 % меди;
  • 0,6 % никеля;
  • 0,025 % серы;
  • 0,03 % фосфора.
Читайте также:  Профиль dkc 34181hdz psm сталь 3000мм

Человеку, незнакомому с основными свойствами легирующих элементов, этот список, скорее всего, будет непонятен. Но в этом случае главные примеси, определяющие характеристики стали 30 х 13, – это углерод, который ввиду своего относительно малого содержания в общем составе делает сталь более твердой, однако не снижает ее эластичности, и хром, значительно повышающий устойчивость к воздействию коррозии. Кремний и марганец в составе выполняют роль опорных столбов, так как их содержание улучшает общую износостойкость и прочность сплава.

Аналоги

Стали с идентичными или похожими свойствами – не редкость для металлургии. Зачастую один и тот же сорт стали может носить несколько названий. Объясняется это зачастую тем, что в разных странах различная система наименования сталей и сплавов. Таким образом, стали-аналоги, равные по своим характеристикам стали 30х13, носят такие названия:

  • в США – 420 или 420F;
  • в Японии – SUS420J2;
  • в Европе – 1,4028 или X30Cr13;
  • в Китае – 3Cr13.

Таким образом, сталь 30 х 13 есть в наличии и на зарубежных рынках. А это явное доказательство того, что подобная сталь на данный момент высоко востребована.

В статье будут рассмотрены характеристики стали 30Х13, её химический состав, влияние легирующих элементов на механические и антикоррозионные свойства, способы и особенности термообработки, области применения и существующие аналоги. Статья предназначена для лиц, интересующихся вопросами металлургии сталей и сплавов, механической обработкой, а также возможностью их использования в различных отраслях промышленности.

Общие сведения

30Х13 – коррозионностойкая, жаропрочная сталь мартенситного класса. Она хорошо противостоит воздействию агрессивных сред в закалённом состоянии. Не теряет стойкости к окислению при высоких температурах. Может работать при повышенных температурах без снижения коррозионной стойкости, появления следов деформации и разрушения. После нагрева тетрагональная мелкокристаллическая структура образуется при охлаждении на воздухе.

Сталь 30Х13 может обрабатываться резанием после отпуска или отжига. По пригодности к обработке приблизительно в два раза уступает стали 45, принимаемой за точку отсчёта.

Химический состав

Марка 30Х13 является среднеуглеродистой, высоколегированной. Кроме углерода и хрома в её состав введены дополнительные элементы, корректирующие технологические характеристики.

В соответствии с ГОСТ 5632 основа 30Х13 включает:

Кроме них в состав входят кремний и марганец в количестве до 0,8%, допускается включения серы и фосфора до 0,025% и 0,03% соответственно.

Назначение легирующих компонентов в стали 30х13

Углерод. Непременный компонент, входящий в состав. Собственно сталью называется сплав железа с углеродом в количестве до 2,14%. Образуя с атомами железа цементит F3C, делает металл чувствительным к термообработке. Чем выше количество углерода, тем большую твёрдость можно достичь при закалке. Но при этом материал становится хрупким. При изготовлении и термообработке деталей сложной формы могут возникнуть закалочные трещины. Чтобы избавиться от этого недостатка и сделать сталь более технологичной в состав вводят модифицирующие элементы, снижающие склонность к растрескиванию, улучшающие обрабатываемость, прокаливаемость и другие характеристики.

Хром. Содержится в количестве более 10%, компонент переводит сталь в категорию высоколегированных. В ряду электрохимической активности элементов хром располагается правее железа. Он обладает большим электроотрицательным потенциалом (большим сродством к электрону и кислороду) и более высокой восстанавливающей способностью. В сплавах хром способствует восстановлению железа, вытесняя его из окислов. Таким образом, при достаточно высоком содержании он придаёт металлу антиокислительные свойства. Сталь становится коррозионностойкой.

Кремний. Так же как и хром, находится в ряду активности элементов левее железа. Он в некоторой степени предотвращает образование окислов в расплаве. Но более ценно его способность вытеснять железо из соединений с фосфором, приводящим к появлению трещин при закалке деталей. Введение кремния в количествах до 1% улучшает технологичность стали, позволяя избегать трещин в деталях с резкими переходами толщины.

Марганец. Аналогично хрому содержится в количествах до 1 %. Его роль заключается в вытеснении из соединений с железом серы. Снижения концентрации сульфидов повышает ударную вязкость, т. е. стойкость деталей к ударным нагрузкам.

Читайте также:  Детали двигателя из стали

Характеристики прочности

Прочностные показатели марки 30Х13 зависят от режимов термообработки. Закалка увеличивает предел прочности и твёрдость, но снижает вязкость. Это приводит к усталостному разрушению при переменных нагрузках и выкрашиванию поверхности детали.

Снизить хрупкость позволяет послезакалочный отпуск. Правильная термообработка позволяет получить оптимальные прочность, вязкость и износостокость: σВ=54 кг/кв. мм, δ=17%, HRC=48, где σВ–предел прочности, δ – утносительное удлинение, HRC – твёрдость по Роквеллу.

Аналоги

По показателями твёрдости, прочности и износостойкости и аналогичным составом обладают стали 420 серии в США, X30Cr13 в Великобритании, SUS420J2 в Японии и т. д.

Сталь 30Х13 может использоваться для изготовления деталей испытывающих средние постоянные и переменные нагрузки, работающие в агрессивных средах.

Сталь 30Х13 (3Х13) коррозионностойкая мартенситного класса

Сталь 30Х13 применяется : для изготовления режущего, мерительного инструмента, пружин, карбюраторных игл, штоков поршневых компрессоров, деталей внутренних устройств аппаратов и других различных деталей, работающих на износ в слабоагрессивных средах до +450 °С; для производства различных ответственных деталей авиастроения, пружин, предназначенных для работы при температурах до 300—350 °С и других деталей, работающих при высоких напряжениях; пружинных упорных плоских внутренних эксцентрических колец, применяемых для фиксации деталей в корпусах до +300 °С; цельнокатаных колец различного назначения. Сталь применяется после закалки и низкого отпуска со шлифованной и полированной поверхностью, обладает повышенной твердостью.

Химический состав в %
НТД C S P Mn Cr W V Ti Si Ni Mo Cu
ТУ 14-1-2186-77 0,25-0,34 ≤0,025 ≤0,030 ≤0,60 12,00-14,00 ≤0,20 ≤0,20 ≤0,20 ≤0,60 ≤0,50 ≤0,30 ≤0,30
ГОСТ 5632-72 0,26-0,35 ≤0,025 ≤0,030 ≤0,80 12,00-14,00 ≤0,20 ≤0,20 ≤0,20 ≤0,80 ≤0,60 ≤0,30 ≤0,30
Механические свойства при 20°С
Состояние поставки Сечение HB HRC HRB HV HSh
Градация показателей свойств готовых термообработанных деталей по ОСТ 1 90005-91
1520-1810 44,0-50,0
48,0-55,0
Заготовки (поковки и штамповки) по ОСТ 95-10-72. Закалка в масло или на воздухе с 950-1050 °С + Отпуск, охлаждение в масле или на воздухе (образцы)
≤200 200-350 45-53
КТ60 ≤200 600-680 ≥588 ≥805 ≥12 ≥45 ≥392 217-255 26-33
Заготовки деталей трубопроводной арматуры по СТ ЦКБА 016-2005. Закалка в масло с 1000-1050 °C + Отпуск, охлаждение на воздухе
≤60 220-300 1176-1372 1470-1666 1-6 2-7 460-530 49,5-55,5
≤60 650-670 ≥686 ≥882 ≥10 ≥40 ≥294 269-330 29,0-37,0
≤60 670-720 ≥588 ≥784 ≥12 ≥42 ≥392 235-277 23,0-30,0
60-200 670-720 ≥588 ≥735 ≥12 ≥40 ≥392 235-277 23,0-30,0
Лента холоднокатаная 0,05-2,00 мм по ГОСТ 4986-79. Отжиг или отпуск при 740-800 °C (образцы)
0,2-2,0 ≥540 ≥15
Механические свойства при повышенных температурах
Состояние поставки Сечение HB HRC HRB HV HSh
Образец диаметром 6 мм и длиной 30 мм, деформированный. Скорость деформирования 16 мм/мин. Скорость деформации 0,009 1/с
800 ≥77 ≥89 ≥67 ≥98
900 ≥93 ≥130 ≥82 ≥82
1000 ≥50 ≥76 ≥70 ≥97
1100 ≥37 ≥43 ≥71 ≥98
1200 ≥26 ≥29 ≥74 ≥98
Прокат. Нормализация 1000 °С (охлаждение на воздухе) + Отпуск при 650 °С (выдержка 2-3 ч)
20 ≥700 ≥940 ≥16 ≥52
200 ≥660 ≥820 ≥14 ≥58
300 ≥630 ≥770 ≥13 ≥53
400 ≥570 ≥710 ≥13 ≥53
500 ≥530 ≥610 ≥14 ≥55
600 ≥410 ≥450 ≥21 ≥81

Механические свойства в зависимости от тепловой выдержки

Состояние поставки Сечение HB HRC HRB HV HSh
Прутки при 20 °С. Закалка на воздухе с 1000 °С + Отпуск при 650 °С, охлаждение на воздухе (указана температура и время тепловой выдержки)
550 °С, 3000 ч ≥670 ≥860 ≥16
550 °С, 7000 ч ≥610 ≥800 ≥18
600 °С, 10000 ч 420-450 ≥670 23-26
600 °С, 3000 ч ≥620 ≥800 ≥20

Механические свойства при испытании на длительную прочность

Источник

Adblock
detector