Меню

30х13 характеристики стали термообработка температура закалки

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.

Читайте также:  Лучшая сталь для ножа шеф повара

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

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

Нержавеющая сталь 30Х13

Материал 30Х13 Челябинск

Без стали не обходится ни одно производство, будь то тяжелое машиностроение или изготовление бытовых электроприборов. Существует множество марок этого продукта, а также большое количество форм отпуска. Наша компания реализует материал 30Х13 большими партиями и с минимальной наценкой. Для уточнения свойств и характеристик конкретной марки можно обратиться к менеджерам компании.

Как и вся продукция, материал 30Х13 закупается у ведущих производителей. Поэтому мы готовы со всей ответственностью давать гарантию на качество. Минимальное количество посредников определяет и низкую стоимость. Вкупе с быстрой доставкой, это дает возможность нашим бизнес-партнеры вести стабильное и взаимовыгодное сотрудничество.

Помимо отпуска, в форме той или иной детали (заготовки), наша компания реализует обработку металлов. Все мероприятия проходят четкий контроль на соответствие ГОСТа и правилам. Специалисты нашего предприятия осуществляют такие работы как оцинкование, создание деталей по чертежам заказчика, производство отливок, изготовление различных профилей и многое другое.

Имея в арсенале новейшее оборудование и огромный, опыт мы можем предложить проверку изделия по ряду параметров, таким как прочностные характеристики, химический состав, чистота сплава и так далее.

Читайте также:  Нержавеющая сталь марки 201 что это такое

Каждому покупателю предложен огромный ассортимент продукции различного формата, а также актуальных услуг и работ. Чтобы быстрее разобраться и выбрать товар соответствующий потребностям, нужно связаться с менеджером компании и получить развернутую информацию по всем интересующим вопросам.

Сталь 30Х13

Заменитель
сталь 40Х13
Вид поставки
сортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 5949-75, ГОСТ 2590-71, ГОСТ 2591-71, ГОСТ 2879-69. Калиброванный пруток ГОСТ 7417-75, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78. Шлифованный пруток и серебрянка ГОСТ 14955-77, ГОСТ 18907-73. Лист тонкий ГОСТ 5582-75. Лента ГОСТ 4986-79. Проволока ГОСТ 18143-72. Полоса ГОСТ 4405-75. Поковки и кованые заготовки ГОСТ 1133-71, ГОСТ 25054-81.
Назначение
режущий, мерительный инструмент, пружины, карбюраторные иглы, штоки поршневых компрессоров, детали внутренних устройств аппаратов и другие различные детали, работающие на износ в слабоагрессивных средах до 450 °С.

Химический состав

Химический элемент %
Кремний (Si), не более 0.8
Медь (Cu), не более 0.30
Марганец (Mn), не более 0.8
Никель (Ni), не более 0.6
Титан (Ti), не более 0.2
Фосфор (P), не более 0.030
Хром (Cr) 12.0-14.0
Сера (S), не более 0.025

Механические свойства

Термообработка, состояние поставки Сечение, мм s0,2, МПа sB, МПа d5, % y, % KCU, Дж/м2 HB HRCэ
Закалка 950-1020 °С, масло. Отпуск 200-300 °С, воздух или масло Образцы 50
Прутки шлифованные, обработанные на заданную прочность 1-30 530-780 12
Поковки. Закалка 1000-1050 °С, масло Отпуск 700-750 °С, воздух.
Характеристики и свойства данного сплава отлично подходят для производства высококачественного измерительного и режущего инструмента, пружин, штоков поршней, карбюраторных игл, а также различных элементов агрегатов, вынужденных работать в слабоагрессивных средах при высокой температуре (до +450оС). Благодаря повышенной твердости сталь марки 30Х13 крайне востребована в авиастроении, где встречается главным образом в пружинах и плоских эксцентрических кольцах, фиксирующих детали в корпусах различных устройств и механизмов. Для достижения необходимых параметров металла эту мартенситную сталь хромистого типа обязательно следует подвергать предварительной закалке и отпуску (охлаждению).

Химический состав

Одно железо не может обеспечить материалу все характеристики, которые требует потребитель. Это проблема, выход из которой очень простой: использовать сплав нескольких составляющих, позволяющих в сумме добиться всех необходимых положительных характеристик. Марка стали 3Cr14 не является исключением, её химический состав включает в себя целую палитру элементов, определяющих все её свойства, плюсы и минусы, среди них:

  • углерод до 0,35% – важнейшая составляющая любой стали, связывая железо в карбиды, он значительно увеличивает такие ключевые параметры, как прочность и твёрдость, но отрицательно сказывается на хрупкости;
  • марганец до 1% – выступает в роли раскислителя, то есть способствует удалению из сплава лишнего кислорода на этапе выплавки, за счёт чего улучшает ударную вязкость, стойкость к износу и однородность поверхности;
  • кремний до 1% – его назначение в составе практически совпадает с назначением марганца: он отвечает за удаление пузырьков воздуха и снижение риска образования химической ликвации стали;
  • хром 12—14% – это наиболее востребованный легирующий элемент, что связано с его небольшой стоимостью и уникальными свойствами, которыми он наделяет сплав, а именно устойчивостью к коррозионным процессам и улучшению прокаливаемости, именно его содержание делает сталь нержавеющей;
  • сера 0,03% и фосфор 0,04% – в сущности это вредные примеси, но их нахождение в металле обуславливается технологическим процессом, в больших количествах значительно ухудшают все полезные в свойства, в малых – практически никакого влияния не оказывают.


Сталь 3Cr13 состоит из многих химических элементов.

Расшифровка

Выше был представлен химический состав 3Cr13. Однако человек, разбирающийся в сталях, даже не зная всех тех данных, может рассказать об основных составляющих сплава. Ключевые данные зашифрованы в самом названии:

  • 3 – первая цифра, являющаяся показателем содержания в химическом составе углерода (0,3%);
  • Cr – обозначение хрома;
  • 13 – процент содержания хрома в общем составе.

Технические характеристики легированной стали 3CR13

+Оглавление Химический состав

Применение современных технологий позволяет получать материалы, удовлетворяющие потребности производителей товаров вне зависимости от сферы их деятельности. На рынке реализуется прокат не только российских, но и зарубежных производителей. Но особого внимания заслуживает сталь 3Cr13, из которой изготавливают кухонные ножи. Имея отличные технические характеристики, сталь 3Cr13 отличается высокими прочностными показателями и невысокой стоимостью.

Химический состав

Чтобы оценить все плюсы и минусы стали марки 3Cr13, первоначально нужно рассмотреть ее химический состав и назначение входящих в нее компонентов.

Углерод (0,26-0,35%). Углерод является неотъемлемой частью любых сплавов. При его добавлении происходит связывание железа в карбиды, придающие металлу необходимую твердость. Углерод уменьшает пластичность сплава и повышает износостойкость. Но в качественном материале его содержание не должно превышать 0,35%. Высокая доля углерода значительно снижает антикоррозийные свойства металла.

Марганец (1%). Марганец также всегда добавляется в любой тип сплава. Он выполняет функции раскислителя и дегазатора, удаляя при плавке металла кислород. В небольших количествах он повышает износостойкость изделий, пракаливаемость и вязкость. В больших – увеличивает твердость и хрупкость металла.

Кремний (1%). Это вещество действует аналогично марганцу. Оно используется в качестве раскислителя и дегазатора. Добавление небольшого количества кремния позволяет улучшить прочностные характеристики стали 3Cr13.

Хром (12-14%). Хром является неотъемлемой составляющей нержавеющих сталей. Именно он наделяет их невосприимчивостью к коррозии. Но это не единственное его положительное качество. За счет добавления хрома сталь приобретает необходимую твердость, плотность и сопротивление растяжению. К тому же именно хром придает нержавейке эстетичный внешний вид.

Никель (0,6%). Никель – важный легирующий компонент. Он повышает ударную вязкость и усиливает антикоррозийные свойства металла. В больших количествах он способствует размягчению стали, поэтому в сплавах, соответствующих ГОСТ, его должно содержаться не более 0,6%.

Механические свойства

Механические свойства стали марки 30Х13 представлены в следующей таблице:

Данный материал является высоколегированным и жаростойким, при этом ковка металла производится при температуре 1180-900°С, после чего в обязательном порядке применяется воздушное охлаждение заготовки. Здесь нельзя говорить о высокой пластичности стали (более пластичным аналогом выступает марка 20Х13), однако этого и не требуется при создании таких ответственных деталей, как пружины или шестерни. Вместе с тем, добиться требуемых характеристик от стали марки 30Х13 помогает исключительно специальная термическая обработка. В её результате полученные детали в состоянии выдерживать относительно большие циклические нагрузки при нахождении в агрессивной коррозионной среде. Примером такого использования могут стать элементы паровой арматуры, работающие при 450°С на протяжении максимально долгого времени.

Технология производства стали 30х13, которая включает в себя сочетание закалки и низкого отпуска, наделяет металл структурой отпущенного мартенсита. Это идеальный вариант для изготовления деталей компрессоров и прочего оборудования, использующего в своей работе, в том числе высокие температурные условия.

Источник

Adblock
detector