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.


Блок: 1/3 | Кол-во символов: 261
Источник: https://svarkaipayka.ru/material/stal/tehnicheskie-harakteristiki-stali-30hgsa.html

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.
Блок: 2/3 | Кол-во символов: 1526
Источник: https://svarkaipayka.ru/material/stal/tehnicheskie-harakteristiki-stali-30hgsa.html

Сортамент продукции

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

Блок: 2/7 | Кол-во символов: 166
Источник: https://ismith.ru/metal/stal-30xgsa/

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.

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.

Блок: 3/3 | Кол-во символов: 5355
Источник: https://svarkaipayka.ru/material/stal/tehnicheskie-harakteristiki-stali-30hgsa.html

Прокаливаемость

Твердость HRCэ.

Расстояние от торца, мм / HRC э

 1.5

 4.5

 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

60-91 

34-60 

38-43 

40-68 

18-40 

43-48 

Сталь 30ХГСА. Физические свойства

Температура испытания, °С

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)

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 

 
Блок: 3/4 | Кол-во символов: 2482
Источник: http://www.PromGroupChel.ru/steel-30hgsa.html

Химические свойства


Маркировка 30ХГСА не относится к категории коррозионностойких материалов. Под влиянием водной среды на поверхности сплава начинает проступать ржавчина.

Коррозионностойкость повышают путем использования специальных гальванических покрытий на основе хрома и цинка. Нанесение их осуществляется методом электролиза.

Блок: 5/8 | Кол-во символов: 337
Источник: https://prompriem.ru/stati/stal-30hgsa.html

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.

Блок: 3/3 | Кол-во символов: 749
Источник: https://areal-metal.ru/spravka/stal-30hgsa

Технологические свойства


Высокая пластичность стали позволяет применять для ее обработки штамповку и ковку.

Упругие свойства стали также способствуют резанию: фрезерование, зенкерование и прочее. Для увеличения производительности данного процесса сталь предварительно отжигают.

30ХГСА относится ко 2-ой группе свариваемости. Особенности проведения сварки заключаются в необходимости прогрева стали до 250 ºС, что позволяет снизить вероятность образования трещин. При соблюдении данных условий сварные швы способны выдерживать нагрузку от 300 до 490 МПа в зависимости от типа нагрузки.

Блок: 6/8 | Кол-во символов: 591
Источник: https://prompriem.ru/stati/stal-30hgsa.html

Применение

  • Сварные конструкции.
  • Каркасные обшивки, цельные корпуса.
  • Элементы крепежа.
  • Лопасти вентиляторов.
  • Оси, рычаги, валы и многое другое.
Блок: 6/7 | Кол-во символов: 144
Источник: https://ismith.ru/metal/stal-30xgsa/

Цена

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.

:

/5 — голосов

Блок: 8/8 | Кол-во символов: 390
Источник: https://prompriem.ru/stati/stal-30hgsa.html
Кол-во блоков: 15 | Общее кол-во символов: 14664
Количество использованных доноров: 6
Информация по каждому донору:

  1. https://svarkaipayka.ru/material/stal/tehnicheskie-harakteristiki-stali-30hgsa.html: использовано 3 блоков из 3, кол-во символов 7142 (49%)
  2. https://tokar.guru/metally/stal/harakteristiki-i-primenenie-stali-30hgsa.html: использовано 1 блоков из 4, кол-во символов 1461 (10%)
  3. https://prompriem.ru/stati/stal-30hgsa.html: использовано 3 блоков из 8, кол-во символов 1318 (9%)
  4. https://ismith.ru/metal/stal-30xgsa/: использовано 4 блоков из 7, кол-во символов 1512 (10%)
  5. https://areal-metal.ru/spravka/stal-30hgsa: использовано 1 блоков из 3, кол-во символов 749 (5%)
  6. http://www.PromGroupChel.ru/steel-30hgsa.html: использовано 1 блоков из 4, кол-во символов 2482 (17%)


Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью:

1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Пока оценок нет)
Загрузка...

Добавить комментарий