Химический состав и физические свойства
Рассматривая марка стали относится к среднеуглеродистой группе конструкционных сплавов. Как и многие другие представители этой группы, сталь 30 (ГОСТ применяется для подобного метода маркировки) имеет следующий химический состав:
- Около 97% железа.
- Концентрация углерода в пределах от 0,27 до 0,35%.
- В качестве дополнительных химических элементов выступают магний, свинец, кремний и никель.
Кроме этого, присутствуют и вредные химические примеси, представленные серой и фосфором. Их концентрация несущественная.
Основными физическими свойствами можно назвать приведенную ниже информацию:
- Свариваемость ограничена. При использовании ЭШС или РДС при сваривании сплава следует выполнять его предварительный подогрев. Для того, чтобы обеспечить требуемую надежность получаемого шва, выполняется дополнительная термическая обработка стали.
- Твердость рассматриваемого материала находится в пределе 179 МПа.
- Структура не склонна к появлению отпускной хрупкости.
- Обрабатываемость резанием средняя.
За счет снижения концентрации вредных химических примесей сталь считается качественной. Стоит учитывать, что подобный металл практически не обладает коррозионной стойкостью. Именно поэтому его нельзя использовать в агрессивной среде.
Сталь марки 30ХГСН2А
В стали марки 30ХГСН2А содержится 0,3% углерода, менее 1,5% марганца и кремния, около 2% никеля. В совокупности численность химических добавок приблизительно 5%, что говорит об отношении стали к категории среднелегированных. В конце маркировки стоит буква «А», что указывает на то, что сталь высококачественная. Свариваемость данной стали плохая (относится к трудносвариваемым изделиям).
Специфика термообработки марки 30ХГСН2А напрямую зависит от вида поставки: для толстых листов применяют закалку и отпуск, а для тонких листов – нормализацию. Нормализация заключается в нагреве сплава с дальнейшим охлаждением. Благодаря этому значительно повышаются механические свойства изделия (вязкость и пластичность). В промышленности марку 30ХГСН2А активно применяют для изготовления фланцев, валиков, шерстней и многих других тяжелонагруженных деталей, работающих под давлением при температурном режиме от -65 до 450оС.
Сталь 30хгса: применение
Этот высококачественный конструкционный сплав изначально был разработан для авиационной промышленности. Инженеры Всероссийского Института Авиационных Материалов совершили настоящий прорыв, создав сталь, которой и сегодня тяжело найти достойный аналог. Из неё производили и продолжают производить детали для самолетов: фланцы, оси, валы, элементы обшивки и т.п.
Сталь 30хгса демонстрирует свои отменные качества, находясь в условиях низких температур (до 200 о С) и знакопеременных нагрузок. Отменные качества хромансиля сделали его популярным не только в авиа-, но и в машиностроении, где сплав 30хгса идёт на изготовление различных улучшаемых деталей: рычагов подвесок, толкателей, разнообразных сварных конструкций и т.д. В качестве аналогов металла данной марки чаще всего используются сплавы 25хгса, 35хгса 35хм, 40хфа и 40хн.
В настоящее время приобрести сталь 30хгса можно в виде проката, выпущенного согласно ГОСТам:
- ГОСТы 1051-73, 7417-75, 8559-75, 8560-78 и 10702-78 – калиброванный пруток
- ГОСТ 14955-77 – серебрянка и шлифованный пруток
- ГОСТы 13663-68, 9567-75, 8734-75, 21729-76, 8732-78, 8731-87 и 8733-87 – трубы
- ГОСТ 11268-76 – лист тонкий
- ГОСТ 11269-76 – лист толстый
- ГОСТы 8479-70 и 1133-71 – поковки и кованые заготовки
- ГОСТ 103-76 – полосы
Характеристики
3
Сталь 40ХН относится к трудносвариваемым материалам. РДС, АДС под флюсом, ЭШС. Необходимы подогрев и последующая термообработка.
Флокеночувствительность: повышенно чувствительна.
Склонность к отпускной хрупкости: склонна.
Химический состав
- углерод – 0,36–0,44;
- кремний – 0,17–0,37;
- марганец – 0,5–0,8;
- никель – 1–1,4;
- сера – до 0,035;
- фосфор – до 0,035;
- хром – 0,45–0,75;
- медь – до 0.3.
Механические и другие свойства
- Предел прочности – 980 МПа.
- Предел текучести – 785 МПа.
- Ударная вязкость – 690 кДж/м2.
- Температура эксплуатации. Свои свойства сталь 40ХН сохраняет до значения в 500 градусов.
- Отпускная хрупкость: склонна к хрупкости.
- Свариваемость: трудносвариваемая.
- Группа стали: сталь легированная конструкционная.
Разница в применении труб 30хгса и 40х
Оба сплава имеют схожий элементный состав. В обоих углерод придаёт изделиям повышенную прочность, а хром повышает сопротивление к износу и действию коррозионных процессов. Разница состоит в количестве легирующих добавок, что влияет на появление некоторых различий в условиях эксплуатации.
Применяют трубы из сплавов 30ХГСА и 40Х для изготовления:
- нефтяного оснащения;
- узлов подъёмных механизмов;
- станков;
- деталей тяжёлых агрегатов, судов;
- геофизического оборудования.
Металлоизделия из ст 30ХГСА, 40Х выпускают горячедеформированным способом по ГОСТ 8732-78 и холодной прокаткой по ГОСТ 8734-75. В основном это бесшовные изделия. При схожем применении отмечают следующие различия:
- трудносвариваемая труба 40Х показывает хорошее сопротивление трению и не предназначена для ударных воздействий;
- труба 30ХГСА сочетает свойства конструкционных и теплоустойчивых сталей, ограниченно сваривается.
Области применения труб 30ХГСА:
- машиностроение и авиастроение для элементов, подвергающихся регулярным нагрузкам;
- нефтегазодобыча для транспортировки рабочих сред на большие расстояния;
- в коммунальной сфере для систем водоснабжения и водоотведения благодаря способности материала выдерживать высокие температуры;
- в металлургии, оборонной промышленности для конструкций повышенной прочности.
Бесшовная труба 40Х задействуется в энергетической, нефтяной, газовой индустрии и других областях, где присутствует высокое внутреннее давление.
Состав
Уверены: для читателей не секрет, что сплав железа с углеродом – это и есть сталь. Чистая сталь, если быть точным. Однако такой материал далеко не всегда оказывается пригодным для использования. Именно для того, чтобы улучшить исходные свойства стали, в ее состав добавляются различные элементы из всем известной таблицы Менделеева, присутствие которых в составе в определенной пропорции наделяет сплав некими свойствами вроде повышенной износостойкости и устойчивости к окислению.
Исключением не стала и сталь 40ХН, характеристики которой напрямую вытекают из лигатурного состава, который выглядит следующим образом:
- 0,4% углерода;
- 0,6% хрома;
- 0,65% марганца;
- 0,27% кремния;
- 1,2% никеля;
- 0,3% меди.
Увы, технология выплавки не может гарантировать полное отсутствие вредных примесей в составе стали 40ХН. Характеристики же из-за их присутствия значительно не ухудшаются, так как процентное содержание подобных примесей не превышает 0,035%.
Физический смысл модуля Юнга
Сталь 9хс и хвг: характеристика, термообработка и применение
Во время принудительного изменения формы предметов внутри них порождаются силы, сопротивляющиеся такому изменению, и стремящиеся к восстановлению исходной формы и размеров упругих тел.
Если же тело не оказывает сопротивления изменению формы и по окончании воздействия остается в деформированном виде, то такое тело называют абсолютно неупругим, или пластичным. Характерным примером пластичного тела является брусок пластилина.
Виды деформации
Р. Гук исследовал удлинение стрежней из различных веществ, под воздействием подвешенных к свободному концу гирь. Количественным выражением степени изменения формы считают относительное удлинение, равное отношению абсолютного удлинения и исходной длины.
В результате серии опытов было установлено, что абсолютное удлинение пропорционально с коэффициентом упругости исходной длине стрежня и деформирующей силе F и обратно пропорционально площади сечения этого стержня S:
Δl = α * (lF) / S
Величину, обратную α, и называют модулем Юнга:
1/α = E
Относительная деформация:
ε = (Δl) / l = α * (F/S)
Отношение растягивающей силы F к S называют упругим напряжением σ:
ε=α σ
Закон Гука, записанный с использованием модуля Юнга, выглядит так:
σ = ε/α = E ε
Теперь можно сформулировать физический смысл модуля Юнга: он соответствует напряжению, вызываемому растягиванием стержнеобразного образца вдвое, при условии сохранения целостности.
В реальности подавляющее большинство образцов разрушаются до того, как растянутся вдвое от первоначальной длины. Значение E вычисляют с помощью косвенного метода на малых деформациях.
Коэффициент жёсткости при упругой деформации стержня вдоль его оси k = (ES) / l
Модуль Юнга определяет величину потенциальной энергии тел или сред, подвергшихся упругой деформации.
Резка
| Исходные данные | Обрабатываемость резанием Ku | |||
| Состояние | HB, МПа | sB, МПа | твердый сплав | быстрорежущая сталь |
| нормализованное | ≤229 | 750 | 0,8 | 0,6 |
Сталь 40ХН – химический состав
Массовая доля элементов не более, %:
| Кремний | Марганец | Медь | Никель | Сера | Углерод | Фосфор | Хром |
| 0,17–0,37 | 0,5–0,8 | 0,3 | 1–1,4 | 0,035 | 0,36–0,44 | 0,035 | 0,45–0,75 |
Материал 40ХН – механические свойства
| Сортамент | ГОСТ | Размеры – толщина, диаметр | Режим термообработки | t | KCU | y | d5 | sT | sв |
| мм | 0С | кДж/м2 | % | % | МПа | МПа | |||
| Пруток | 4543–71 | 25 | Закалка | 690 | 45 | 11 | 785 | 980 | |
| Отпуск |
Свойства в зависимости от сечения
| Предел выносливости | Сечение | KCU | s0,2 | sв | НВ | |
| N | t-1 | s-1 | ||||
| МПа | МПа | мм | кДж/м2 | МПа | МПа | |
| 294 | 490 | 60 | 59 | 784 | 980 | 300–320 |
| 274 | 441 | 100 | 49 | 686 | 882 | 270–300 |
| 235 | 392 | 300 | 39 | 568 | 784 | 200–240 |
| 107 | 314–392 | – | – | – | 790 | 197 |
Ударная вязкость, Дж/см2
| Размеры – толщина, диаметр, мм | Термообработка | KCU при температурах | |||
| -600С | -400С | -200С | +200С | ||
| Образцы 200х30 | Закалка | 80 | 93 | 116 | 115 |
| Отпуск |
Марка 40ХН – физические свойства
| t | r | R 109 | E 10-5 | l | a 106 | C |
| 0С | кг/м3 | Ом·м | МПа | Вт/(м·град) | 1/Град | Дж/ (кг·град) |
| 20 | 7820 | 2 | ||||
| 100 | 7800 | 44 | 11.8 | |||
| 200 | 7770 | 43 | 12.3 | |||
| 300 | 7740 | 41 | 13.4 | |||
| 400 | 7700 | 39 | 14 | |||
| 500 | 37 |
Сталь 40ХН – точные и ближайшие зарубежные аналоги
| Австралия | Англия | Болгария | Германия | Китай | Румыния |
| AS | BS | BDS | DIN, WNr | GB | STAS |
| 3140 | |||||
| 3140H |
640M40
40ChN
1.5710
| 1.5711 |
| 36NiCr6 |
| 40NiCr6 |
40CrNi
40CrNi12
| 40CrNi12q |
| США | Франция | Чехия | Швеция | Япония |
| — | AFNOR | CSN | SS | JIS |
| 3135 | ||||
| 3140H | ||||
| G31400 |
35NC6
16240
2530
SNC236
Материал 40ХН – область применения
Сталь марки 40ХН используют в машиностроении для изготовления нагружаемых динамическими/ вибрационными нагрузками ответственных деталей с повышенными требованиями к прочности/ вязкости.
Сталь 30ХГСА: 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
- 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:
- 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. 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.
Свойства стали 40х
Конструкционный легированный сплав содержит, помимо железа, следующие элементы в процентном вхождении:
- углерод 0.36 ‒ 0.44;
- кремний 0.17 ‒ 0.37;
- хром 0.8 ‒ 1.1;
- марганец 0.5 ‒ 0.8;
- никель, медь менее 0.3;
- фосфор, сера менее 0.035.
Марка ст 40Х отличается:
- повышенной прочностью;
- подходит для ковки, холодной, горячей штамповки;
- плохой свариваемостью, поэтому перед проведением операции поверхность нагревают, после шов термически обрабатывают;
- флокеночувствительностью;
- высокой степенью твёрдости (217МПа);
- плотностью 7820 кг/м3;
- устойчивостью к низким температурам и их перепадам;
- средне выраженной коррозионной стойкостью;
- склонностью к отпускной хрупкости.
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.
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:
- 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.
- 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.
- 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.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
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.
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.
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.
Свойства
Технологические
Сталь 30ХГСА характеризуется высокой устойчивостью к переменным нагрузкам
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 Вт\м·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.
Сталь 30ХМА — расшифровка марки стали, ГОСТ, характеристика материала
Марка стали — 30ХМА
Стандарт — ГОСТ 4543
Заменитель — 35ХМ, 35ХРА
Сталь 30ХМА
содержит в среднем 0,3% углерода,Х — указывает содержание хрома в стали примерно 1%,М — указывает содержание молибдена в стали до 1%, букваА в конце марки означает, что сталь высококачественная.
Легированная конструкционная сталь 30ХМА применяется для деталей работающих при высокой температуре (до 500°С): валы, турбинные роторы и диски, крепежные детали и т.п.
Сталь обладает повышенной прокаливаемостью.
| Массовая доля основных химических элементов, % | ||||
| C — углерода | Si — кремния | Mn — марганца | Cr — хрома | Mo — молибдена |
| 0,26-0,33 | 0,17-0,37 | 0,40-0,70 | 0,80-1,10 | 0,15-0,25 |
| Температура критических точек, °С | |||
| Ac1 | Ac3 | Ar1 | Ar3 |
| 757 | 807 | 693 | 763 |
| Технологические свойства | |
| Ковка | Температура ковки, °С: начала 1260, конца 760-800. Сечения до 100 мм охлаждаются на воздухе, от 101-300 мм — в мульде. |
| Свариваемость | Ограниченно свариваемая. Способы сварки: ручная дуговая сварка, автоматическая дуговая сварка, контактная сварка. Рекомендуется подогрев и последующая термообработка. |
| Обрабатываемость резанием | После закалки и отпуска при HB 229-269 и σв = 930 МПа: Kv твердый сплав = 0,7 Kv быстрорежущая сталь = 0,3 |
| Флокеночувствительность | Малочувствительна |
| Склонность к отпускной хрупкости | Не склонна |
| Физические свойства | Температура испытаний, °С | |||||||||
| 20 | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 | |
| Модуль нормальной упругости E, ГПа | 208 | 207 | 204 | 197 | 188 | 176 | 160 | — | — | — |
| Модуль упругости при сдвиге кручением G, ГПа | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — |
| Плотность ρn, кг/м3 | 7820 | 7800 | 7770 | 7740 | 7700 | 7660 | — | — | — | — |
| Коэффициент теплопроводности λ Вт/(м*К) | — | 46 | 44 | 42 | 42 | 39 | 37 | 36 | 32 | — |
| Удельное электросопротивление ρ, нОм*м | 230 | — | — | — | — | — | — | — | — | — |
| 20-100 | 20-200 | 20-300 | 20-400 | 20-500 | 20-600 | 20-700 | 20-800 | 20-900 | 20-1000 | |
| Коэффициент линейного расширения α*106, K-1 | 11,6 | 12,5 | 13,2 | 13,8 | 14,3 | — | — | — | — | — |
| Удельная теплоемкость c, Дж/(кг*К) | 462 | — | — | — | — | — | — | — | — | — |
tekhnar.ru
30ХГСА
| Общие сведения |
| Вид поставки |
| Сортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 4543-71, ГОСТ 259071, ГОСТ 2591-71, ГОСТ 2879-69, ГОСТ 10702-78. Калиброванный пруток ГОСТ 7417-75, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78, ГОСТ 10702-78, ГОСТ 1051-73. Шлифованный пруток и серебрянка ГОСТ 14955-77. Лист толстый ГОСТ 11269-76. Лист тонкий ГОСТ 11268-76. Полоса ГОСТ 103-76. Поковки и кованые заготовки ГОСТ 1133-71, ГОСТ 8479-70. Трубы ГОСТ 8731-87, ГОСТ 8732-78, ГОСТ 8733-87, ГОСТ 8734-75, ГОСТ 21729-76, ГОСТ 13663-68, ГОСТ 9567-75. |
| Назначение |
| Различные улучшаемые детали: валы, оси, зубчатые колеса, фланцы, корпуса обшивки, лопатки компрессорных машин, работающие при температуре до 200°С, рычаги, толкатели, ответственные сварные конструкции, работающие при знакопеременных нагрузках, крепежные детали, работающие при низких температурах. |
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 | 0.025 |
| Хром (Cr) | 0.80-1.10 |
| Сера (S), не более | 0.025 |
Механические свойства
| Термообработка, состояние поставки | Сечение, мм | s 0,2 , МПа | s B , МПа | d 5 , % | y , % | KCU, Дж/м 2 | HB | HRC э |
| Пруток. Закалка 880 °С, масло Отпуск 540 °С, вода или масло. | ||||||||
| 25 | 830 | 1080 | 10 | 45 | 49 | |||
| Поковки. Закалка. Отпуск. | ||||||||
| КП 490 | <100 | 490 | 655 | 16 | 45 | 59 | 212-248 | |
| КП 490 | 100-300 | 490 | 655 | 13 | 40 | 54 | 212-248 | |
| КП 540 | <100 | 540 | 685 | 15 | 45 | 59 | 223-262 | |
| КП 590 | <100 | 590 | 735 | 14 | 45 | 59 | 235-277 | |
| КП 590 | 100-300 | 590 | 735 | 13 | 40 | 49 | 235-277 | |
| КП 640 | <100 | 640 | 785 | 13 | 42 | 59 | 248-293 | |
| КП 675 | <100 | 675 | 835 | 13 | 42 | 59 | 262-311 | |
| 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 | s 0,2 , МПа | s B , МПа | d 5 , % | y , % | KCU, Дж/м 2 |
| Пруток. Закалка 880 °С, масло. Отпуск 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 |
Механические свойства в зависимости от температуры отпуска
| t отпуска, °С | s 0,2 , МПа | s B , МПа | d 5 , % | y , % | KCU, Дж/м 2 | HB |
| Диаметр 20-70 мм, закалка 880 °С, масло. После отпуска охлаждение в воде. | ||||||
| 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 в зависимости от сечения
| Сечение, мм | s 0,2 , МПа | s B , МПа | d 5 , % | y , % | KCU, Дж/м 2 |
| Закалка 880 °С, масло. Отпуск 600 °С, вода. | |||||
| 30 | 880 | 1000 | 12 | 50 | 69 |
| 50 | 760 | 880 | 12 | 50 | 69 |
| 80 | 740 | 860 | 14 | 50 | 78 |
| 120 | 670 | 820 | 14 | 50 | 78 |
| 160 | 590 | 740 | 14 | 50 | 78 |
| 200 | 530 | 720 | 14 | 45 | 59 |
| 240 | 490 | 710 | 14 | 45 | 59 |
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 и s B = 710 МПа K u тв.спл. = 0.85, K u 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
| Состояние поставки, термообработка | +20 | -20 | -40 | -60 | -80 |
| Закалка 880 С, масло. Отпуск 580-600 С. бв = 1000 МПа. | 69 | 55 | 41 | 35 | 23 |
Предел выносливости
| s -1 , МПа | t -1 , МПа | n | s B , МПа | Термообработка, состояние стали |
| 490 | 1666 | 1Е+7 | 1670 | |
| 372 | 882 | 1Е+7 | 880 | |
| 470 | 1Е+6 | 1080 | ||
| 696 | Закалка 870 С. Отпуск 200 С | |||
| 637 | Закалка 870 С. Отпуск 400 С |
Прокаливаемость
| 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 | 36-48.5 | 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 | 38-43 |
| 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 | 215 | 211 | 203 | 196 | 184 | 173 | 164 | 143 | 125 | |
| Плотность, pn, кг/см3 | 7850 | 7830 | 7800 | 7760 | 7730 | 7700 | 7670 | |||
| Коэффициент теплопроводности Вт/(м ·°С) | 38 | 38 | 37 | 37 | 36 | 34 | 33 | 31 | 30 | |
| 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) | 11.7 | 12.3 | 12.9 | 13.4 | 13.7 | 14.0 | 14.3 | 12.9 | ||
| Удельная теплоемкость (С, Дж/(кг · °С)) | 496 | 504 | 512 | 533 | 554 | 584 | 622 | 693 |
neva-stal.ru
Назначение и применение
По назначению марка18ХГТ относится к конструкционным легированным сталям. Она широко применяется в станкостроении, в автомобильной, тракторной промышленности.
Наиболее востребованными деталями из неё являются валы, шестерни, кулачковые муфты, втулки, шпиндели, червяки.
Чем же так хороша сталь? Что в ней оригинального?
Чтобы лучше понимать значение стали 18ХГТ для промышленности, необходимо рассмотреть хотя бы один пример:
Шестерни. Всем известны эти зубчатые колёса. Они работают в сложных условиях. Для их изготовления сталь 18ХГТ подходит идеально по следующим причинам:
- Технологичность, механическая обработка без проблем. Для изготовления шестерён сталь в исходном состоянии не должна быть слишком твёрдой и хрупкой. Требуемые свойства достигаются специальной термообработкой.
- Обеспечивает износостойкость. Для этого, наоборот, требуется высокая поверхностная твёрдость. Она получается за счёт хорошей цементуемости стали. Обязательное требование при цементации–наличие свободного углерода, внедряющегося в поверхностные слои. После цементации производится закалка, изменяется структура, и твёрдость слоя в 2 мм увеличивается до 60 HRC. Твёрдость сердцевины меньше 40 единиц.
- Высокая прочность. Нередко шестерни работают с перегрузкой, иногда происходит заклинивание зубьев. Чем выше предел прочности стали, тем большую контактную нагрузку смогут выдержать шестерни. У стали 18ХГТ временное сопротивление достаточно высокое, около 1000 МПа.
- Повышенная выносливость. Выносливость, или усталостная прочность, определяет способность деталей работать при циклических нагрузках. Для зубчатых колёс параметр очень актуален. Величина выносливости порядка 700 МПа, как у 18ХГТ, позволяет выдерживать миллионы циклов.
Приведённый пример показывает многообразие положительных характеристик стали 18ХГТ. Но этот перечень не является исчерпывающим.
Кроме цементации сталь может азотироваться. За счёт этого расширяется область применения материала. Насыщенные азотом поверхностные слои толщиной до 0,6 мм приобретают повышенную твёрдость, износостойкость, коррозионную стойкость. После азотирования не требуется термообработки, детали не коробятся.
Значительно увеличивается ресурс таких ответственных деталей, как гребные валы судов.
