Механические свойства стали 30хгса

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:

  • 40ХФА;
  • 35ХМ;
  • 25ХГСА;
  • 40ХН;
  • 35ХГСА.

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.

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.
Читайте также:
Линия по производству арматуры из металла

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.

Сталь 30ХГСА

Общие данные

Заменитель
Сталь 40ХМ, Сталь 40ХФА, Сталь 35ХМ, Сталь 25ХГСА, Сталь 35ХГСА
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.

Химический состав

Химический элемент %
Углерод (С) 0.28-0.34
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 σ0,2, МПа σB, МПа δ5, % ψ, % KCU, Дж/м 2 HB HRCэ
Пруток. Закалка 880 °С, масло Отпуск 540 °С, вода или масло.
25 830 1080 10 45 49
Поковки. Закалка. Отпуск.
КП 490 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 σ0,2, МПа σB, МПа δ5, % ψ, % 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

Все о стали 30ХГСА – состав, характеристики, сфера применения, достоинства и недостатки

Сталь 30ХГСА ; один из наиболее востребованных в промышленности и в чем-то даже легендарный сплав, вошедший в историю как прорывной для времени своего открытия. Марка была открыта перед началом войны советскими учеными И.И. Сидориным и Г.В. Акимовым ; сотрудниками ВИАМ (Всесоюзного Института Авиационных Материалов). Сталь 30ХГСА на несколько лет стала мировым лидером среди материалов для авиастроения и успешно применялась советской авиацией в годы войны. До сих пор Сталь 30ХГСА используется в авиастроении, машиностроении, кораблестроении и многих других отраслях как мирной, так и военной промышленности.

Расшифровка

Расшифровка стали 30ХГСА указывает на химический состав сплава и качество марки. В состав стали 30ХГСА входят и другие элементы, помимо тех, что указаны в маркировке, но их доля в сплаве незначительна. При увеличении доли элемента в сплаве до существенной, его буквенное обозначение добавляется в маркировку с указанием доли. Состав стали 30ХГСА характеризует ее как высокоуглеродистую среднелегированную высшего качества, что указывает на прочность и пригодность для производства износостойких деталей, несущих конструкций и других изделий с повышенными требованиями.

  • Цифра 30 в маркировке указывает на процентное соотношение содержания углерода в сотых долях (0.3%);
  • буква Х означает наличие хрома в сплаве, но не более 1.5%, на что указывает отсутствие цифры рядом с буквой;
  • буква Г указывает на марганец, содержание которого не превышает 1.5%;
  • буква С указывает на кремний в составе сплава, доля которого не превышает 1.5%;
  • буква А в конце маркировки означает высшую категорию качества стали.

У стали 30ХГСА есть другое название ; «хромансиль», образованное от обозначений входящих в ее состав химических элементов ; хрома, марганца, кремния. Это название популярно среди строителей.

Характеристики

30ХГСА ; среднелегированная высокоуглеродистая конструкционная сталь. Благодаря высокому содержанию углерода, сталь 30ХГСА отличается прочностью и устойчивостью к физическим воздействиям, чем обусловлено ее широкое применение в строительстве. Сталь 30ХГСА по показателю свариваемости относится ко второй группе, отличается хорошей свариваемостью при соблюдении некоторых условий. Варить рекомендуется с прогревом до 250С и избегать резкого охлаждения. Выполнение этих условий обеспечит минимальный риск образования трещин, а сварные швы смогут выдерживать нагрузки максимального предела выносливости.

Предел текучести стали 30ХГСА ; 820 МПа, что более чем вдвое превосходит аналогичный показатель стали 12Х18Н10Т. Предел выносливости составляет 490 МПа, что ровно вдвое больше аналогичного показателя у стали 45. При нагрузке 980 МПа сталь 30ХГСА разрушается полностью. Твердость по шкале Роквелла составляет 45-50 ед. Максимальная температура сохранения механических характеристик равна 400С.

Характеристики стали 30ХГСА регламентированы межгосударственным стандартом ГОСТ 4543-2016.

Сортамент изделий, изготовление и области применения

Сталь 30ХГСА применяется в производстве деталей с повышенными требованиями к износоустойчивости: поршневые механизмы в двигателях, валы, рычаги, оси, лопасти, несущие конструкции. Особой категорией изделий из стали 30ХГСА являются бесшовные трубы. Бесшовная труба изготовляется из круглого или пустотелого стального профиля способами горячей и холодной деформации.

Виды поставки стали 30ХГСА

Материал 30ХГСА поставляется в следующих видах:

  • сортовой прокат;
  • фасонный прокат;
  • калиброванный пруток;
  • шлифованный пруток;
  • серебрянка;
  • лист толстый;
  • лист тонкий;
  • полоса;
  • поковки;
  • кованые заготовки;
  • трубы.

Сортамент бесшовных труб из стали 30ХГСА

  • ГОСТ 8731-87 ; горячекатаные для машиностроения и трубопроводов;
  • ГОСТ 8732-78 ; горячедеформированные общего назначения;
  • ГОСТ 8733-74 ; холоднодеформированные и горячедеформированные общего назначения;
  • ГОСТ 8734-75 ; холоднодеформированные;
  • ГОСТ 21729-76 ; конструкционные;
  • ГОСТ 9567-75 ; прецизионные.

Способ горячей деформации

Основные этапы изготовления бесшовной стальной трубы из стали марки 30ХГСА методом горячей деформации:

  1. подготовительные процедуры;
  2. нарезка заготовок в соответствии с ГОСТом 8732-78;
  3. нагрев заготовки до 1200С;
  4. бурение полнотелой заготовки на специальном станке, в результате чего получается гильза;
  5. прокат и вытягивание гильзы под вальцами на специальном оборудовании;
  6. калибровка;
  7. контроль качества и испытания на механическую прочность.

Способ холодной деформации

Основные этапы изготовления бесшовной стальной трубы из стали марки 30ХГСА методом холодной деформации:

  1. нарезка и химическая обработка заготовок (протравливание);
  2. очистка заготовок;
  3. формирование круглой формы и толщины стенок на специальном оборудовании с помощью валов;
  4. калибровка;
  5. контроль качества и испытания на механическую прочность.

5 областей применения

Бесшовные стальные трубы выпускаются в разных размерах и с разной толщиной стенок, что позволяет использовать их в разных сферах производства. Перечисляем пять главных областей применения бесшовных труб из стали 30ХГСА:

  1. машиностроение, самолетостроение ; применяются в основном в деталях, предназначенных для эксплуатации под сильным давлением и требовательных к качеству материала изготовления;
  2. нефтегазовая промышленность ; доставляют нефтепродукты и природный газ на большие расстояния;
  3. жилищное строительство ; для прокладки коммуникаций газо- и водоснабжения, идеальны для горячего водоснабжения благодаря устойчивости к высоким температурам;
  4. добыча угля ; горячекатные трубы применяются для отвода побочных продуктов;
  5. оборонная промышленность ; для возведения конструкций повышенной прочности.

Использование в промышленности

Сталь 30ХГСА относится к высококачественным сплавам, всегда востребованным в самых разных областях производства. Из сплава 30ХГСА отливают корпуса, сплошные трубы различного диаметра, детали двигателей, крепежи, оружейные стволы.

  • В строительстве. Из стали 30ХГСА производятся высокопрочные крепежные элементы для строительных конструкций, устойчивые к переменным нагрузкам. Крепежи из стали 30ХГСА имеют ограниченную сферу применения из-за низкой устойчивости к коррозии или требуют защитных мер.
  • В машиностроении и самолетостроении. Из стали 30ХГСА изготавливаются цельные корпуса, сварные конструкции, подвижные детали (лопасти, валы, рычаги, оси), крепежные элементы. В самолетостроении из стали 30ХГСА в основном изготавливаются расходные детали.
  • В нефтегазовой промышленности. В качестве несущих конструкций для газопроводов высокого давления применяются горячекатные стальные трубы.
  • В оборонной промышленности. 30ХГСА является распространенной оружейной сталью, из нее изготавливаются стволы для отечественного стрелкового оружия.

Тепловая обработка

30ХГСА ; это улучшаемый сплав, его характеристики можно повысить за счет правильной тепловой обработки ; закаливания или отпуска. Это касается не только заготовок, но и готовых стальных изделий, улучшаемых с помощью химико-термического воздействия.

Разновидности термообработки стали 30ХГСА

  • Закаливание. Процедура, направленная на улучшение характеристик поверхностного слоя стали. Сталь 30ХГСА закаливается при температуре 880С и подвергается охлаждению в масле, чтобы не допустить нежелательных структурных изменений.
  • Отпуск. Закаливание стали меняет ее структурные характеристики. После такой внутренней перестройки может возникнуть напряжение, приводящее к трещинам. Чтобы не допустить этого, таль 30ХГСА подвергают отпуску при температуре 540С. Для охлаждения можно использовать воду.
  • Ковка. В результате ковки структура металла становится более прочной. Сталь 30ХГСА куют после нагревания до 1240С и охлаждают на открытом воздухе.

Прокаливаемость стали 30ХГСА сравнительно невысока, она составляет всего 24-40 мм глубины прокаливаемого слоя.

Преимущества и недостатки

Как и любая марка стали, 30ХГСА обладает набором особенностей, определяющих сферы ее применения. У нее есть как сильные стороны, так и уязвимости, ограничивающие ее использования в определенных условиях. В ряде случаев недостатки можно нивелировать с помощью дополнительной обработки ; тепловой, химической или нанесения защитного покрытия на поверхность изделия.

  • ударная вязкость ; высокая способность стали противостоять динамическим нагрузкам;
  • твердость ; объясняется высоким содержанием углерода в составе стали;
  • износоустойчивость ; устойчивость к переменным нагрузкам, особо ценное качество стали 30ХГСА, сделавшее ее незаменимой в самолетостроении;
  • хорошая свариваемость;
  • высокая сопротивляемость постоянному тепловому воздействию (до 400С).
  • Низкая прокаливаемость ; небольшая глубина изменений при закалке;
  • Флокеночувствительность ; подверженность образованию внутренних трещин, снижающих механические показатели;
  • Коррозионная подверженность ; сталь нельзя использовать в условиях повышенной влажности или прямого контакта с водой без гальванического покрытия или других защитных мер.

Химический состав

Химический состав стали 30ХГСА и процентные доли содержания значимых элементов приведены в следующей таблице.

Марка стали 30ХГСА – характеристики и расшифровка

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.

Аналоги

Существует следующие зарубежные аналоги:

  • Польша 30HGSA.
  • Болгария 30ChGSA.
  • Чехия 14331.

Сортамент продукции

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

Обозначение

Первая позиция – число. Характеризует процентное содержание углерода (в сотых долях, следовательно, 0,3%). В соответствие с принятой классификацией данная сталь относится к среднелегированным.

Вторая – буквы. Соответствуют названиям легирующих добавок. Отсутствие после этой группы цифр свидетельствует о том, что их содержание в стали – не более 1%.

Третья позиция – литера (в данном случае «А»). Означает, что данная марка считается высококачественной.

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/м3. 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.

Аналоги

Наиболее известными импортными аналогами сплава 30ХГСА считаются:

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

Их структура, химический состав и основные эксплуатационные характеристики имеют много схожего. Однако эти зарубежные сплавы неидентичны нашему. Поэтому решение об их взаимозаменяемости нужно принимать индивидуально, с учетом конкретных технологических требований, предъявляемых к готовому изделию.

Заменителями сплава среди российских сталей считаются металлы марок 40ХФА, 35ХМ, 40ХН, 25ХГСА, 35ХГСА.


Применение

Заготовки из стали 30ХГСА обрабатываются в соответствии с технологией холодной штамповки. Такой метод позволяет получать серьги, тяги, траверсы, валы, рычаги, звездочки, а также цилиндры и муфты. Они представляют собой элементы невысокой прочности, поэтому их используют в промышленных узлах и механизмах слабой загруженности.

В целом область применения такой стали включает несколько направлений.

  • Строительство. В этой сфере широкое распространение получили элементы, эксплуатируемые в условиях переменных нагрузок. Их стойкость к окислению определяет тот факт, что данные крепежи могут использоваться исключительно при наличии специальной защиты устройства.
  • Авиастроение. В этой отрасли сплав востребован как расходник для производства фланцев, валов и других элементов. Однако при изготовлении ответственных деталей 30ХГСА использовать запрещено.
  • Машиностроение. Сплав нашел своё применение при изготовлении и производстве элементов, работающих в условиях переменных или постоянных нагрузок.


Термообработка

Для повышения технико-эксплуатационных параметров готовых изделий выполняется термообработка сплава. Благодаря этому увеличиваются показатели твердости и прочности материала. Для стали марки 30ХГСА используются следующие схемы термического воздействия. Закалка применяется с целью изменения характеристик поверхностного слоя. Отжиг производят при режиме нагрева до 880 градусов, последующий отпуск выполняют в масле. Таким образом сводится к минимуму риск появления структурных и поверхностных деформаций.

Любая закалка предполагает перестраивание микрокристаллической решётки. В ходе обработки зачастую появляются внутренние напряжения, в дальнейшем они могут вызвать появление структурных трещин. Чтобы предупредить нежелательные последствия, отпуск выполняют при температуре 540 градусов. Улучшить качество металла помогает ковка. Перед началом обработки заготовку прогревают до 1240 градусов. Охлаждение выполняют в водной среде или на открытом воздухе в зависимости от габаритов изделия.

Сварка

Сплав относится к группе ограниченно свариваемых. Для него используют следующие типы сварки:

  • АДС — аргонно-дуговая под флюсом с дополнительной газовой защитой;
  • АрДС — аргонно-дуговая сварка вольфрамовым электродом, проводится в среде защитных газов;
  • ЭШС — электрошлаковая технология;
  • КТС — контактно-точечная сварка.

При этом требуются предварительный подогрев материала и последующая термообработка. Данных ограничений не существует исключительно при проведении КТС.

Механические характеристики

Марка 30ХГСА от обычных конструкционных сталей отличается повышенным значением прочности и устойчивости к ударным нагрузкам. Предел текучести равен 820 МПа. Для сравнения, нержавейка 12Х18Н10Т «течет» уже при 400 МПа. Полное разрушение стали происходит при нагрузке 980 МПа. Ударная вязкость составляет 127 КДжм2.

Обладает высокими пластичными свойствами: относительное удлинение 11%, а сужение 50%. Устойчива при работе в условиях переменных нагрузок. Предел выносливости 30ХГСА больше стали 45 ровно в 2 раза и имеет значение 490 МПа. Износоустойчива. Твердость находится в пределах 45-50 единиц по шкале Роквелла.

Сталь сохраняет свои механические характеристики при температуре вплоть до 400 С.

Что придают добавки

Их содержание в стали 30ХГСА в пределах 0,8 – 1,1%.

  • Хром – антикоррозийную стойкость и механическую прочность.
  • Марганец – повышает износостойкость и устойчивость к ударным нагрузкам.
  • Кремний – повышает значение вязкости (ударной).

Особенности 30ХГСА

  • Закалка этой марки проводится в температурном диапазоне 550 – 650 °С. Термообработка позволяет повысить прочность материала (до значения 2 800 МПа) и пластичность.
  • Свариваемость – хорошая. Однако качество шва будет обеспечено только при выполнении ряда условий: предварительный разогрев металла (до 300 ºС), а после окончания работы – медленное охлаждение участка (для этого пламя горелки постепенно отводится в сторону). Если этого не сделать, то есть риск появление трещин в сварном шве.
  • Низкая стоимость, так как легирующие компоненты не являются дефицитом.

Как недостаток данной продукции специалисты отмечают ее незначительную «прокаливаемость» (2,5 – 4 см), а также некоторую чувствительность к хрупкости.

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.

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.

Сталь 30ХМА

Химический состав (по ГОСТ 4543-2016)

Химический элемент %
Углерод (C) 0.26-0.33
Кремний (Si) 0.17-0.37
Медь (Cu), не более 0.30
Молибден (Mo) 0.15-0.25
Марганец (Mn) 0.40-0.70
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

Стоимость зависит от качества и габаритов лома, а также от планируемых объемов поставки.

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).

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.

Характеристики, свойства, применение и аналоги стали марки 30хгса

Сталь 30ХГСА – это конструкционная среднелегированная сталь, которая была разработана в начале 40-х годов XX века в СССР для использования в авиастроительных целях. В настоящее время эта марка стали успешно используется во многих отраслях промышленности и в машиностроении.

Сталь 30ХГСА поставляется на предприятия в виде труб, полос, листов, серебрянки, кованных заготовок, шлифованного и калиброванного прутка. Эта разновидность стали имеет второе название — хромансиль, полученное при сочетании наименований основных добавок, входящих в состав сплава.

Характеристики

Твердость

Твердость стали 30ХГСА определяется по трем показателям:

  1. По шкале Роквелла — 45–50 единиц.
  2. По Бринеллю — HB 10 -1 = 229 МПа.
  3. В состоянии плавки — HB 10 -1 = 217 МПа.

Плотность

Сталь 30ХГСА имеет довольно высокую плотность — 7 850 кг/м 3 .

Маркировка

Маркировка стали 30ХГСА указывает на то, что материал не относится к категории коррозионностойких. Поэтому под влиянием воды на поверхности стали возможно образование ржавчины. Для предотвращения развития коррозионных процессов изделия из стали 30ХГСА покрывают гальваническими соединениями на основе хрома и цинка, используя метод электролиза.

При помощи марки стали также можно узнать способ раскисления металла. У этого вида стали специальные обозначения отсутствуют. Поэтому ее относят к спокойному виду. При этом способе раскисления кислород удален из сплава полностью.

Химический состав

Сталь 30ХГСА состоит из семи веществ:

  1. Железо (Fe) — 96,0 %. В чистом виде железо имеет очень низкую прочность, но в сочетании с углеродом можно получить очень прочный сплав.
  2. Углерод (C) —0,28–0,34 %. Углерод позволяет повысить прочность и твердость стали, а также снизить ее пластичность и свариваемость.
  3. Хром (Cr) — 0,8–1,1 %. Этот элемент повышает жаропрочность стали и ее закаливаемость, а также уберегает материал от абразивного износа.
  4. Марганец (Mn) — 0,8-1,1 %. При помощи марганца из стального сплава удаляются вредные примеси серы. Кроме того, элемент увеличивает пластичность и свариваемость стали, а также снижает риск образования трещин во время термообработки.
  5. Кремний (Si) — 1,0 %. Он является сильным раскислителем, благодаря чему повышается пластичность стали и не снижается ее прочность.
  6. Медь (Cu) и никель (Ni) — 0,03 %. Содержание этих веществ в сплаве мало. Поэтому они не оказывают значительного влияния на характеристики стали.
  7. Сера (S) и фосфор (P) — 0,025 %. Эти вещества имеют большие размеры молекул. Поэтому встраиваясь в кристаллическую сетку стали эти соединения снижают устойчивость сплава и снижают его прочность.

к содержанию ↑

Предел прочности

Сталь 30ХГСА отличается повышенным значением прочности и высокой устойчивостью к ударным нагрузкам.

Предел текучести

Предел текучести у стали довольно высок. Он равен 820 МПа.

Ударная вязкость

Ударная вязкость стали 30ХГСА составляет 127 КДжм 2 .

Температура эксплуатации

Механические свойства стали не изменяются при температуре до 400 ºС. В этом температурном диапазоне материал сохраняет все свои характеристики и может использоваться без потери качества.

Эксплуатация стали 30ХГСА при более высокой температуре не производится. Так как материал становится более пластичным и теряет свою твердость.

Механические свойства

Сталь 30ХГСА имеет высокие пластичные свойства (относительное удлинение 11 % и сужение 50 %) и повышенный предел выносливости (до 490 МПа).

Отпускная хрупкость

Сталь 30ХГСА склонна к отпускной хрупкости и проявляет свойства флокеночувствительного материала.

Свариваемость

Сталь 30ХГСА относится ко второй группе свариваемости. Для сварки этого материала необходим прогрев стали до 250 ºС. Нагрев до такой температуры необходим для снижения риска образования трещин. При соблюдении указанного температурного режима сварные швы будут способны выдерживать нагрузку в пределах 300–490 МПа.

Для сварки данной марки стали доступны четыре технологии:

  • ручная дуговая сварка;
  • автоматическая дуговая сварка;
  • аргонодуговая сварка под флюсом и газовой защитой;
  • электрошлаковая сварка.

к содержанию ↑

Группа

Сталь 30ХГСА относится к группе конструкционных среднелегированных сталей.

Химический состав, технические и эксплуатационные характеристики стали 30ХГСА регламентируются положениями межгосударственного стандарта ГОСТ 4543-2016 Металлопродукция из конструкционной легированной стали. Технические условия.

Цена в 2021 году

На рынке вторичного металла стоимость одного килограмма стального лома 30ХГСА составляет 40–50 рублей.

Расшифровка маркировки

Каждая цифра и буква в маркировке стали 30ХГСА расшифровывается следующим образом:

  • 30 — указывает на содержание в сплаве 0,3 % углерода.
  • Х — обозначение наличия хрома в стали.
  • Г — указывает на содержание марганца в сплаве.
  • С — обозначение кремния в составе стали.
  • А — это обозначение используется в маркировке высококачественной улучшенной стали, которая прошла закалку при температуре 870 ºС и высокий отпуск закалочного напряжения при нагреве материала до 540–560 ºС. Такая обработка позволила стали получить высокие механические характеристики и увеличить свойства упругости.

к содержанию ↑

Где применяется: основные области применения

Сталь 30ХГСА широко используется в разных отраслях промышленности:

  • Авиастроение. Сталь применяется для изготовления расходных деталей самолетов, таких как фланцы, валы и т. п.
  • Машиностроение. Стальной сплав используется для производства изделий, которые эксплуатируются в условиях переменных нагрузок (валы, оси, зубчатые колеса и передачи, лопатки компрессорных машин, шпиндели, валы, толкатели и т.д.) и условиях сильного износа (рычаги, толкатели).
  • Строительство. Из стали производят анкерные болты, гайки, шпильки и другие крепежи, на которые воздействует знакопеременный изгиб.

Свойства

Технологические

Сталь 30ХГСА характеризуется высокой устойчивостью к переменным нагрузкам. Благодаря этому предел выносливости материала может варьироваться в зависимости от температуры окружающей среды.

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 Втм·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.

Какие есть аналоги?

Отечественные


Согласно нормативной документации сталь 30ХГСА можно заменить одним из пяти отечественных аналогов:

  • 40ХФА;
  • 35ХМ;
  • 40ХН;
  • 25ХГСА;
  • 35ХГСА.

Зарубежные

На зарубежном рынке также представлено четыре аналога для замены стали марки 30ХГСА:

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

Сталь 30ХГСА — это среднелегированная конструкционная сталь, которая имеет высокую прочность и при этом отличается достаточной пластичностью. Такие свойства позволили использовать материал для производства конструкций особо ответственного назначения, которые используются в различных отраслях промышленности, в машино- и авиастроении.

30ХГСА

Марка Размеры НТД
30ХГСА Ø 40 ТУ 14-1-950-86, ГОСТ 2590-2006, РТ-Техприемка Заказать

Сталь 30ХГСА

Обработка металлов давлением. Поковки ГОСТ 8479-70, ОСТ 5Р.9125-84, СТ ЦКБА 010-2004
Сортовой и фасонный прокат ГОСТ 1133-71, ГОСТ 8319.0-75, ГОСТ 2590-2006,
ГОСТ 2591-2006, ГОСТ 2879-2006
Листы и полосы ГОСТ 82-70, ГОСТ 103-2006
Сортовой и фасонный прокат ГОСТ 1051-73, ГОСТ 4543-71, ГОСТ 7417-75,
ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78, ГОСТ 10702-78,
ГОСТ 14955-77, ОСТ 1 90223-76, ТУ 14-1-5414-2001,
ТУ 14-1-1885-85, ТУ 14-1-2118-77, ТУ 14-1-2765-79,
ТУ 14-1-658-73, ТУ 14-1-950-74, ТУ 1-9-30-82,
ТУ 14-1-3238-81, ТУ 14-11-245-88, ТУ 14-1-1271-75,
ТУ 14-1-5228-93, ТУ 14-136-367-2008
Листы и полосы ГОСТ 11268-76, ГОСТ 11269-76, ТУ 14-105-490-86,
ТУ 14-1-1409-75, ТУ 14-1-1699-76, ТУ 14-1-1904-76,
ТУ 14-1-1994-76, ТУ 14-1-2360-78, ТУ 14-1-4013-85,
ТУ 14-1-4118-86, ТУ 14-229-276-88
Трубы стальные и соединительные части к ним ГОСТ 8732-78 (СТ СЭВ 1481-78), ГОСТ 8734-75,
ГОСТ 9567-75, ГОСТ 12132-66, ГОСТ 19277-73,
ГОСТ 21729-76, ГОСТ 23270-89 (ИСО 2938-74),
ГОСТ 24950-81, ГОСТ 8733-87, ГОСТ 8731-87,
ГОСТ Р 53383-2009, ТУ 14-3-1140-82, ТУ 14-3-271-74,
ТУ 14-3-674-78, ТУ 14-3-531-76, ТУ 14-3-473-76,
ТУ 14-159-241-93, ТУ 14-3-957-80, ТУ 14-3-1654-89
Классификация, номенклатура и общие нормы ОСТ 1 90005-91
Болванки. Заготовки. Слябы ОСТ 14-13-75
Болванки. Заготовки. Слябы ОСТ 3-1686-90, ТУ 14-1-1563-75, ТУ 14-1-1672-76,
ТУ 14-1-1687-76, ТУ 14-1-3716-84, ТУ 14-1-4944-90,
ТУ 14-1-4992-91, ТУ 14-1-4797-90, ТУ 1-92-156-90
Сварка и резка металлов. Пайка, клепка ТУ 14-1-4816-90
Ленты ТУ 14-4-1152-81
Проволока стальная средне- и высокоуглеродистая ТУ 14-4-385-73

Сталь 30ХГСА применяется для производства горячекатаного толстолистового проката и прессованых профилей; различных улучшаемых деталей (валов, осей, зубчатых колес, фланцев, корпусов обшивки, лопаток компрессорных машин), работающих при температуре до +200 °С; рычагов, толкателей, ответственных сварных конструкций, работающих при знакопеременных нагрузках; крепежных деталей, работающих при низких температурах; бесшовных труб для изготовления деталей и конструкций в мотовелостроении; проволоки, предназначенной для изготовления заклепок и болтов методом холодной высадки; наплавочной проволоки.

Примечание: Сталь конструкционная высококачественная хромокремнемарганцовая.

Химический состав стали 30ХГСА

НТД C S P Mn Cr W V Ti Si Ni Mo Cu
ТУ 14-1-2765-79 0,28-0,34 ≤0,015 ≤0,025 0,80-1,10 0,80-1,10 ≤0,20 ≤0,050 ≤0,030 0,90-1,20 ≤0,30 ≤0,15 ≤0,25
ТУ 14-1-950-74,
ГОСТ 11268-76,
ТУ 14-4-385-73
0,28-0,34 ≤0,025 ≤0,025 0,80-1,10 0,80-1,10 ≤0,20 ≤0,050 ≤0,030 0,90-1,20 ≤0,30 ≤0,15 ≤0,25
ТУ 14-1-3238-81,
ТУ 14-1-4118-86,
ГОСТ 4543-71
0,28-0,34 ≤0,025 ≤0,025 0,80-1,10 0,80-1,10 ≤0,20 ≤0,050 ≤0,030 0,90-1,20 ≤0,30 ≤0,15 ≤0,30
ГОСТ 19277-73 0,28-0,34 ≤0,011 ≤0,015 0,80-1,10 0,80-1,10 0,90-1,20 ≤0,30 ≤0,20
ГОСТ 21729-76 0,28-0,34 ≤0,011 ≤0,015 0,80-1,10 0,80-1,10 ≤0,20 ≤0,050 ≤0,030 0,90-1,20 ≤0,30 ≤0,15 ≤0,20
ТУ 14-3-674-78 0,28-0,34 ≤0,005 ≤0,025 0,80-1,10 0,80-1,10 0,90-1,20 ≤0,30

По ГОСТ 4543-71 регламентировано содержание в особовысококачественной стали: P≤0,025%; S≤0,015%; Сu≤0,25%.

По ТУ 14-1-2765-79 химический состав приведен для стали 30ХГСА-Ш.

По ТУ 14-1-3238-81 для стали марки 30ХГСА-СШ содержание S≤0,015%. Для стали марки 30ХГСА (селект) устанавливается содержание углерода на уровне С=0,27-0,32%.

По ТУ 14-3-674-78 химический состав приведен для стали 30ХГСА-ВД.

По ГОСТ 19277-73 химический состав приведен для стали 30ХГСА-ВД; сталь марки 30ХГСА должна иметь химсостав в соответствии с ГОСТ 4543. При выплавке стали скаппроцессом массовая доля меди должна быть ≤ 0,25 % в сталях марок 30ХГСА и 30ХГСА-ВД. Предельные отклонения по химическому составу – в соответствии с ГОСТ 4543. Для стали марки 30ХГСА-ВД суммарная массовая доля серы и фосфора не должна превышать 0,25 %, допускается отклонение по марганцу плюс 0,1 и минус 0,2 %.

По ГОСТ 21729-76 химический состав приведен для стали 30ХГСА-ВД; сталь марки 30ХГСА должна иметь химсостав в соответствии с ГОСТ 4543. При выплавке стали скаппроцессом массовая доля меди должна быть ≤ 0,25 % в сталях марок 30ХГСА и 30ХГСА-ВД. Предельные отклонения по химическому составу – в соответствии с ГОСТ 4543. Для стали марки 30ХГСА-ВД суммарная массовая доля серы и фосфора не должна превышать 0,22 %.

Механические свойства стали 30ХГСА

Механические свойства при 20°С

Механические свойства в зависимости от сечения

Механические свойства прутка

Механические свойства в зависимости от сечения поковки и режима термообработки

Механические свойства в зависимости от температуры отпуска

Механические свойства при повышенных температурах

Рекомендуемый режим термообработки поковок и штамповок по ТУ 1-92-156-90: Нормализация при 880-920 °С и высокий отпуск.

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%.

Труба бесшовная 30ХГСА

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.

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.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
gmnu-nazarovo.ru
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: