Сталь 30 расшифровка стали

Обновлено: 27.04.2024

30ХГСА — сплав на основе железа, причём его доля составляет не менее 97,5%. Помимо него, в составе присутствуют углерод, марганец, а также хром и кремний. Обо всех характеристиках такого металла, его заменах и особенностях использования мы и поговорим в нашем обзоре.

Состав и расшифровка марки

История металлургической отрасли уходит корнями в давние времена. Конечно, самые первые взаимодействия с металлами были довольно примитивными. Однако за период существования производства было создано множество разнообразных сплавов, испробованы десятки и сотни методов их производства. С развитием науки технологи приобрели четкое понимание о характеристиках отдельных элементов и их воздействии на итоговое качество различных сплавов.

Среди всего многообразия материалов наибольший интерес вызывает углеродная легированная сталь. Легирование представляет собой введение в состав материалов различных примесей. Такие добавки призваны улучшать физические, механические и химические характеристики стали. Для этого имеется множество рецептур, которые определяют, какие микроэлементы, в каком количестве и какой концентрации следует добавлять для достижения того или иного результата. К примеру, выполнять легирование можно лишь одним элементом или несколькими. Именно поэтому так важно понимать характеристики отдельных компонентов для того, чтобы они взаимно улучшали сплав, а не вступали в противоречие между собой.

В первой половине прошлого столетия была представлена сталь марки 30ХГСА. Как и большинство прогрессивных технологий в тот период, она предназначалась для нужд армии. Автором технологии стал Всероссийский Институт Авиационных Материалов. На тот момент сплав считался настоящим научным прорывом, поскольку его физико-эксплуатационные характеристики многократно превосходили свойства используемой до этого стали на основе хрома и молибдена.

Новый материал получил название «хромансиль» — как сокращение от хрома, марганца (manganum), и кремния (silicium). Этот сплав представляет собой легированную конструкционную сталь, которую используют для изготовления деталей, способных переносить различные динамические и статические нагрузки, а также температурные перепады. Она обладает стойкостью к ударам и высокими прочностными параметрами. Материал широко применяется в промышленности в связи со своей низкой себестоимостью. Легирующие компоненты относятся к доступным. Соответственно, и производство готового материала обходится недорого.

Маркировка любых легированных сталей выполняется в соответствии с действующими стандартами. Они требуют при помощи букв и чисел отображать химический состав материала. Соответственно, расшифровка названия легированной стали 30ХГСА указывает на долю основных элементов сплава. Состав такого материала выглядит следующим образом: Любые стальные сплавы представляют собой продукт взаимодействия железа и углерода, последний элемент присутствует во всех видах стали без исключения. В рассматриваемом составе его концентрация варьируется от 0,28 до 0,34%.

В качестве основного легирующего компонента выступает хром, он содержится там в количестве порядка 1%. Этот элемент придает материалу устойчивость к окислению и предотвращает развитие коррозионных процессов. В виде дополнительных легирующих компонентов в структуру вводятся кремний и марганец.

Отсутствие цифровых значений указывает на то, что доля данных элементов не превышает 1%. Но даже в этом количестве они способны существенно повысить технико-эксплуатационные параметры сплава.

Сталь 30 конструкционная углеродистая качественная

Цифра 30 обозначает, что среднее содержание углерода в стали составляет 0,30%.

Характеристики и назначение

Сталь марки 30 относится к нелегированным специальным конструкционным качественным углеродистым сталям и применяется при изготовлении деталей невысокой прочности, например:

тяги,
серьги,
траверсы,
рычаги,
валы,
звездочки,
шпиндели,
цилиндры прессов,
соединительные муфты

Сталь марки 30 применяется также для изготовления:

штропов для вертлюгов,
крюков и элеваторов,
подъемных крюков,
осей,
талевых блоков и крон-блоков,
лопастей глиномешалок,
фланцев,
валиков,
установочных колец,
грунд-букс вертлюгов,
деталей буровых лебедок

Сталь марки 30 рекомендуется также дли изготовления некоторых деталей оборудовании нефтеперерабатывающих заводов:

шатунных болтов,
валор паровых частей насосов,
поршневых штоков,
валов центробежных насосов,
болтов,
запорных элементов арматуры, работающей при температуре до 300°C в некоррозионной среде,
решеток теплообменннков с плавающей головкой, предназначенных для работы с некоррознонной нефтью и ее продуктами,
крепежных деталей, работающих при температуре 375°C

В нормализованном состоянии сталь марки 30 применяется для изготовления деталей, испытывающих сравнительно небольшие напряжения (грундбуксы вертлюгов, крюки, фланцы, установочные кольца и т. д.), а после закалки и высокого отпуска применяется для изготовления таких деталей, как валики, оси, траверсы и вилки буровых лебедок, валы центробежных насосов и т.д.

Изменение механических свойств стали марки 30 в зависимости от температуры отпуска показано на рисунке ниже.

Химический состав, % (ГОСТ 1050-88)

C	Si	Mn	Cr	S	Р	Cu	Ni	As
C	Si	Mn	не более
0,27-0,35	0,17-0,37	0,50-0,80	0,25	0,04	0,035	0,25	0,25	0,08

Химический состав, % (ГОСТ 1050-2013)

Марка стали	Массовая доля элементов, %
	C	Si	Mn	P	S	Cr	Ni	Cu
				не более
30	0,27-0,35	0,17-0,37	0,50-0,80	0,030	0,035	0,25	0,30	0,30

Температура критических точек, °С

Термообработка

Сталь марки 30 подвергают нормализации с температуры 880-900°C.

Закалка производится в воде с температуры 860-880°C и отпуск — при 550-600°C.

Применение стали 30 для крепежных деталей (ГОСТ 32569-2013)

Марка стали	Технические требования	Допустимые параметры эксплуатации		Назначение
		Температура стенки, °С	Давление среды, МПа (кгс/см 2 ), не более
30 ГОСТ 1050, ГОСТ 10702	СТП 26.260.2043	От -40 до +425	10(100)	Шпильки, болты
			16(160)	Гайки
		От -40 до +450		Шайбы

Применение стали 30 (ГОСТ 1050) для кислородной арматуры (по ГОСТ 12.2.052)

Давление кислорода, МПа (кгс/см 2 ), не более								В арматуре отключения КИП (DN ≤ 6)
в запорной арматуре				в регулирующей арматуре
при управлении
местном		дистанционном		местном		дистанционном
корпус	детали затвора	корпус	детали затвора	корпус	детали затвора	корпус	детали затвора	корпус	детали затвора, шпиндель с запорным конусом ≥60°
1,6 (16)					0,6 (6)	1,6 (16)

ПРИМЕЧАНИЕ. Арматура из углеродистых сталей и чугунов с покрытием из органосиликатных материалов приравнивается к арматуре из нержавеющих сталей.

Твердость HB (по Бринелю)(ГОСТ 1050-2013)

Марка стали	Твердость HB, не более, для металлопродукции
	горячекатаной и кованой		калиброванной и со специальной отделкой поверхности
	без термической обработки	после отжига или высокого отпуска	нагартованной	после отжига или высокого отпуска
30	179	—	229	79

ПРИМЕЧАНИЕ. Знак «-» означает, что твердость не нормируют и не контролируют

Механические свойства металлопродукции (ГОСТ 1050-2013)

Механические свойства, не менее
Предел текучести σ_0,2, Н/мм 2	Предел прочности σ_в, Н/мм 2	Относительное удлинение δ₅, %	Относительное сужение ψ, %
295	490	21	50

Нормированные механические свойства металлопродукции калиброванной в нагартованном или термически обработанном состоянии

Марка стали	Механические свойства, не менее, для металлопродукции
	нагартованной			отожженной или высокоотпущенной
	Предел прочности σ_в, Н/мм 2	Относительное удлинение δ₅, %	Относительное сужение ψ, %	Предел прочности σ_в, Н/мм 2	Относительное удлинение δ₅, %	Относительное сужение ψ, %
30	560	7	35	440	17	45

Механические свойства металлопродукции из стали 35 в зависимости от размера (ГОСТ 105-2013)

Механические свойства металлопродукции размером
Предел текучести σ_0,2, МПа не менее	Предел прочности σ_в, МПа	Относительное удлинение δ₅, %	Работа удара KU, Дж
		не менее
до 16 мм включ.
400	600-750	18	30
св. 16 до 40 мм включ.
355	550-700	20	30
св. 40 до 100 мм включ.
295	500-650	21	30

Механические свойства металлопродукции из стали марки 30 распространяются на металлопродукцию размером до 63 мм включ.
Значения механических свойств приведены для металлопродукции круглого сечения. Для прямоугольных сечений диапазоны эквивалентных диаметров — в соответствии с приложением Б (ГОСТ 1050-2013).

Механические свойства проката

ГОСТ	Состояние поставки	Сечение, мм	Предел текучести σ_0,2, МПа	Предел прочности σ_в, МПа	Относительное удлинение δ₅, %	Относительное сужение ψ, %	Твердость HB, не более
ГОСТ	Состояние поставки	Сечение, мм	не менее				Твердость HB, не более
ГОСТ 1050-88	Сталь горячекатаная, кованая, калиброванная и серебрянка 2-й категории после нормализации	25	290	490	21	50	—
	Сталь калиброванная 5-й категории:
	после нагартовки	—	—	560	7	35	—
	после отжига или высокого отпуска	—	—	440	17	45	—
ГОСТ 10702-78	Сталь калиброванная и калиброванная со специальной отделкой
	после отжига или отпуска	—	—	До 570	—	45	179
	после сфероидизирующего отжига	—	—	До 520	—	45	179
	нагартованная без термообработки	—	—	560	7	40	229
ГОСТ 1577-93	Лист отожженный или высокоотпущенный	80	430	24	—	—
ГОСТ 1577-93	Полоса нормализованная или горячекатаная	6-25	233	490	21	50	—
ГОСТ 16523-89(образцы поперечные)	Лист горячекатаный	До 2	—	440-590	(19)	—	—
	Лист горячекатаный	2-3,9	—	440-590	(20)	—	—
	Лист холоднокатаный	До 2	—	440-590	(20)	—	—
	Лист холоднокатаный	2-3,9	—	440-590	(21)	—	—
ГОСТ 16523-89 (образцы категорий поперечные)	Лист термообработанный 1 и 2-й	4-14	—	430-590	24	—	149
ГОСТ 2284-79	Лента холоднокатаная:
	отожженная,	0,1-4	—	400-650	(16)	—	—
	нагартованная, класс прочности Н1	0,1-4	—	650-850	—	—	—
ГОСТ 10234-77	Лента отожженная плющеная	0,1-4	—	До 600	15	—	—

Механические свойства поковок после нормализации (ГОСТ 8479-70)

Сечение, мм	КП	Предел текучести σ_0,2, МПа	Предел прочности σ_в, МПа	Относительное удлинение δ₅, %	Относительное сужение ψ, %	KCU, Дж/см 2	Твердость НВ, не более
Сечение, мм	КП	не менее					Твердость НВ, не более
300-500	175	175	350	22	45	54	101-143
500-800	175	175	350	20	40	49	101-143
100-300	195	195	390	23	50	54	111-156
300-500				20	45	49
500-800				18	38	44
100-300	215	215	430	20	48	49	123-167
300-500				18	40	44
500-800				16	35	39
До 100	245	245	470	22	48	49	143-179
100-300				19	42	39
300-500				17	35	34

Механические свойства в зависимости от температуры отпуска

ПРИМЕЧАНИЕ. Прокат. Закалка с 860 °С в воде; образцы диаметром 60 мм.

Предел выносливости

Термообработка	σ_-1, МПа
Закалка с 830 °С в масле; отпуск при 640 °С, σ_в = 530 МПа	255
Нормализация при 875 °С, охл. на воздухе, σ_в = 495 МПа	206

ПРИМЕЧАНИЕ. σ 400 _1/100000 = 108 МПа, σ 425 _1/100000 = 81 МПа, σ 450 _1/100000 = 54 МПа, σ 500 _1/100000 = 22 МПа.

Механические свойства при повышенных температурах

t_исп, °С,	Предел текучести σ_0,2, МПа	Предел прочности σ_в, МПа	Относительное удлинение δ₅, %	Относительное сужение ψ, %	KCU, Дж/см 2
20	320	530	25	52	62
300	205	580	21	51	70
500	145	350	24	70	43
600	78	195	35	83	74
800	—	98	49	98	—
900	—	77	53	100	—
1000	—	48	56	100	—
1100	—	30	58	100	—
1200	—	21	64	100	—

Ударная вязкость KCU (ГОСТ 105-2013)

Марка стали	Ударная вязкость KCU, Дж/см 2 , не менее
30	78

Ударная вязкость KCU

Термообработка	KCU, Дж/см 2 , при температуре, °С
Термообработка	+20	-40	-60
Закалка с 860 °С в воде; отпуск при 400 °С	72	45	42

ПРИМЕЧАНИЕ. Заготовка диаметром 60 мм.

Технологические свойства

Температура ковки, °С: начала 1280, конца 750. Заготовки сечением до 800 мм охлаждаются на воздухе.

Свариваемость — ограниченно свариваемая. Способы сварки: РДС, АДС под флюсом и газовой защитой, ЭШС. Рекомендуется подогрев и последующая термообработка. КТС без ограничений.

Обрабатываемость резанием — K_{v б.ст} = 1,7 в горячекатаном состоянии при НВ 143 и σ_в = 460 МПа.

Сталь 30ХМ (30ХМА) конструкционная легированная

Хромомолибденовая сталь 30ХМ (30ХМА) является конструкционной легированной улучшаемой сталью. Обычная термическая обработка таких сталей — закалка в масле и высокий отпуск (550-650°C).

Прокаливаемость 30ХМ немного выше, чем у стали 40Х, но ниже порог хладноломкости, кроме того сталь 30ХМ нечувствительна (как и другие молибденовые стали) к отпускной хрупкости II рода.

Назначение

валы,
шестерни,
шпиндели,
шпильки,
фланцы,
диски,
покрышки
штоки и другие ответственные детали, работающие в условиях больших нагрузок и скоростей при температуре до 450-500 °C.
Силовые детали реактивных двигателей, работающие при температурах до 450°C.

Применение стали 30ХМА в качестве материала трубопроводов в зависимости от параметров транспортируемой среды (ГОСТ 32569-2013)

Технические требования на трубы (стандарт или ТУ)	Номинальный диаметр, мм	Виды испытаний и требований (стандарт или ТУ)	Транспортируемая среда	Расчетные параметры трубопровода
				Максимальное давление, МПа	Максимальная температура, °C	Толщина стенки трубы, мм	Минимальная температура в зависимости от толщины стенки трубы при напряжении в стенке от внутреннего давления [σ], °C
							более 0,35[σ]	не более 0,35[σ]
ТУ 14-3-433-78 ТУ 14-3-251-74	6-500	ТУ 14-3-433-78 ТУ 14-3-251-74	Все среды (см. таблицы 5.1 (ГОСТ 32569-2013))	≤80	450	—	минус 30	минус 50

Применение стали 30ХМ и 30ХМА в качестве материала для изготовления крепежных деталей (ГОСТ 32569-2013)

Марка стали	Технические требования	Допустимые параметры эксплуатации		Назначение
		Температура стенки, °C	Давление среды, МПа (кгс/см 2 ), не более
30ХМ, 30ХМА ГОСТ 4543	СТП 26.260.2043	От -40 до +450	16(160)	Шпильки, болты
		От -40 до +510		Гайки
		От -70 до +450		Шайбы

Пределы применения, виды обязательных испытаний и контроля стали 30ХМА для фланцев, линз, прокладок и крепежных деталей для давления свыше 10 МПа (100 кгс/см 2 ) (ГОСТ 32569-2013)

Марка стали, стандарт или ТУ		30ХМА
ГОСТ		10494	10495	9399	10493
Наименование детали		Шпильки	Гайки	Фланцы	Линзы
Предельные параметры	Температура стенки, °C, не более	От -50 до +400	От -50 до +510	От -50 до +400
Предельные параметры	Давление номинальное, МПа (кгс/см 2 ) не более	80 (800)	100 (1000)	80 (800)
Обязательные испытания	σ_0,2	+	+	+	+
	σ_в	+	+	+	+
	σ	+	+	+	+
	f	+	—	+	—
	KCU	+	+	+	+
	HB	+	+	+	+
Контроль	Дефектоскопия	+	—	+	+
Контроль	Неметаллические включения	—	—	—	+

Максимально допустимая температура применения стали 30ХМА в водородсодержащих средах, °C (ГОСТ 32569-2013)

Температура, °C, при парциальном давлении водорода, МПа (кгс/см 2 )
1,5 (15)	2,5 (25)	5 (50)	10 (100)	20 (200)	30 (300)	40 (400)
400	390	370	330	290	260	250

Максимально допустимые температуры применения стали 30ХМА в средах, содержащих аммиак, °C (ГОСТ 32569-2013)

Температура, °C при парциальном давлении аммиака, МПа (кгс/см 2 )
От 1 (10) до 2 (20)	От 2 (20) до 5 (50)	От 5 (50) до 8 (80)
340	330	310

Условия применения стали 30ХМА для корпусов, крышек, фланцев, мембран и узла затвора, изготовленных из проката, поковок (штамповок) (ГОСТ 33260-2015)

НД на поставку	Температура рабочей среды (стенки), °C	Дополнительные указания по применению
Сортовой прокат ГОСТ 4543. Поковки ГОСТ 8479	От -50 до 450	Для несварных узлов арматуры с обязательным проведением термообработки (закалка и высокий отпуск) при температуре рабочей среды (стенки) ниже минус 40°C до минус 50°C

Условия применения стали 30ХМА для крепежных деталей арматуры (ГОСТ 33260-2015)

Марка материала, класс или группа по ГОСТ 1759.0	Стандарт или технические условия на материал	Параметры применения
		Болты, шпильки, винты		Гайки		Плоские шайбы
		Температура среды, °C	Давление номинальное PN, МПа (кгс/см 2 )	Температура среды, °C	Давление номинальное, МПа (кгс/см 2 )	Температура среды, °C	Давление номинальное, МПа (кгс/см 2 )
30ХМА	ГОСТ 4543	От -40 до 450	Не регламен- тируется	От -40 до 510	Не регламен- тируется	От -70 до 450	Не регламен- тируется

ПРИМЕЧАНИЕ. Допускается применять крепежные изделия из стали марок 30ХМА при температурах ниже минус 40°C до минус 60°C, если при испытании на ударный изгиб образцов типа 11 по ГОСТ 9454 при рабочих отрицательных температурах ударная вязкость не будет ниже 300 кДж/м 2 (3 кгс*м/см 2 ) ни на одном из испытуемых образцов.

Стойкость стали 30ХМА против щелевой эрозии (ГОСТ 33260-2015)

Группа стойкости	Балл	Эрозионная стойкость по отношению к стали 12X18H10T	Материал
Пониженной стойкости	4	0,15-0,25	Кованная легированная перлитная сталь 30ХМА, содержащая до 1,5% хрома, термически обработанная на КП50 — КП75 и ее сварные соединения

ПРИМЕЧАНИЕ. Коэффициент эрозионной стойкости материала представляет собой отношение скорости эрозионного износа материала к скорости эрозионного износа стали 12Х18Н10Т (принятой за 1).

Ориентировочные режимы термической обработки стали 30ХМ [5]

Марка стали	Операция термической обработки	Температура, °C	Способ охлаждения	Твердость HB
30ХМ	Нормализация	840-860	На воздухе	207-255
30ХМ	Отжиг	830-850	Медленное	187-229

Режимы термической обработки стали 30ХМ и 30ХМА [5]

Марка стали	Термическая обработка
	Закалка		Отпуск
	Температура, °C	Охлаждающая среда	Температура, °C	Охлаждающая среда
30ХМ	880	Масло	540	Вода или масло
30ХМА

Твердость по Бринеллю металлопродукции из стали 30ХМ и 30ХМА (ГОСТ 4543-2016)

Марка стали	Твердость НВ, не более
30ХМ	229
30ХМА	229

ПРИМЕЧАНИЕ. Твердость по Бринеллю указана для металлопродукции в отожженном (ОТ) или высокоотпущенном (ВО) состоянии, а также горячекатаной и кованой металлопродукции, нормализованной с последующим высоким отпуском (Н+ВО), диаметром или толщиной свыше 5 мм.

Сталь 30Х конструкционная легированная

Цифра 30 обозначает, что содержание углерода в стали составляет 0,3%.
Буква Х означает, что в стали содержится хром в количестве до 1,5%.

Вид поставки

Cортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 4543—71, ГОСТ 2590-88, ГОСТ 2591-88, ГОСТ 2879-88, ГОСТ 10702-78.
Калиброванный пруток ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560—78, ГОСТ 1051-73.
Шлифованный пруток и серебрянка ГОСТ 14955—77.
Лист толстый ГОСТ 1577—81, ГОСТ 19903—74.
Полоса ГОСТ 103-76, ГОСТ 1577-93, ГОСТ 82-70.
Поковки и кованые заготовки ГОСТ 1133-71.

Оси, валики, рычаги, болты, гайки и другие некрупные детали.

Применение стали 30Х для корпусов, крышек, фланцев, мембран и узла затвора, изготовленных из проката, поковок (штамповок) (ГОСТ 33260-2015)

Марка стали	НД на поставку	Температура рабочей среды (стенки), °С	Дополнительные указания по применению
30Х ГОСТ 4543	Поковки ГОСТ 8479. Сортовой прокат ГОСТ 4543	От -40 до 450	Для несварных узлов арматуры с обязательным проведением термообработки (закалка и высокий отпуск) при температуре рабочей среды (стенки) ниже минус 30°С до минус 40°С

Применение стали 30Х для крепежных деталей арматуры (ГОСТ 33260-2015)

Допускается применять крепежные изделия из сталей марки 30Х при температурах ниже минус 40°С до минус 60°С, если при испытании на ударный изгиб образцов типа 11 по ГОСТ 9454 при рабочих отрицательных температурах ударная вязкость не будет ниже 300 кДж/м (3 кгс*м/см 2 ) ни на одном из испытуемых образцов.

Применение стали 30Х для крепежных деталей арматуры (ГОСТ 33259-2015)

Марка стали	Стандарт или ТУ на материал	Параметры применения
		Болты, шпильки		Гайки
		Температура рабочей среды, ºС	РN, кгс/cм 2 , не более	Температура рабочей среды, ºС	PN, кгс/cм 2 , не более
30Х	ГОСТ 4543	От –40 до 425	PN 200	От –40 до 425	PN 200

Химический состав, % (ГОСТ 4543-71)

Химический состав, % (ГОСТ 4543-2016)

Марка стали	Массовая доля элементов, %
Марка стали	С	Si	Mn	Cr	Ni	Mo	Al	Ti	V	B
30Х	0,24-0,32	0,17-0,37	0,50-0,80	0,80-1,10	—	—	—	—	—	—

Механические свойства

ГОСТ	Состояние поставки, режим термообработки	Сечение, мм	КП	σ_0,2, МПа	σ_в, МПа	δ₅, %	Ψ, %	KCU, Дж/см 2	Твердость HB, не более
ГОСТ	Состояние поставки, режим термообработки	Сечение, мм	КП	не менее
ГОСТ 4543-77	Пруток, закалка с 860 °С в масле, отпуск при 500 °С, охл. в воде или в масле	25	—	690	880	12	45	69	Твердость HB, не более	—
ГОСТ 8479-70	Поковка; закалка + отпуск	До 100	395	395	615	17	45	59	187-229

Механические свойства в зависимости от сечения

Сечение, мм	Место вырезки образца	σ_0,2, МПа	σ_в, МПа	δ₅, %	Ψ, %	KCU, Дж/см 2
40	К	510	720	22	66	216
40	Ц	490	680	27	65	196
80	К	520	720	21	66	206
80	Ц	480	680	28	62	176
Ц	420	680	28	60	167
160	К	410	720	18	64	206
160	Ц	420	670	27	61	154

Примечание: Закалка с 850 °С в воде; отпуск при 550 °С.

t_отп. °С	σ_0,2, МПа	σ_в, МПа	δ₅, %	Ψ, %	KCU, Дж/см 2
300	540	900	11	53	20
400	560	860	13	54	39
500	440	690	18	70	39
600	490	670	17	74	54

Примечание: Закалка с 800 °С в воде.

Механические свойств при повышенных температурах

t_исп. °С	σ_0,2, МПа	σ_в, МПа	δ₅, %	Ψ, %	KCU, Дж/см 2
300	570	790	25	65	127
400	510	650	21	74	68
600	450	500	14	75	83

Примечание: Пруток диаметром 40 мм; закалка с 860 °С в масле; отпуск при 500 °С.

Характеристики прочности	σ_-1, МПа	τ_-1, МПа
σ_в = 450 МПа σ_0,2 = 690 МПа	333	240

Термообработка	KCU, Дж/см 2 , при температуре, °С
Термообработка	+15	-20	-40	-70
Закалка с 860 °С в масле; отпуск при 200 °С, охл. в масле	42	34	34	33

Температура ковки, °С: начала 1250, конца 800. Охлаждение замедленное.

Склонность к отпускной хрупкости — склонна.

Свариваемость

Сталь 30Х относится к ограниченно свариваемым. Способы сварки: РДС, ЭШС с подогревом и последующей термообработкой.

Прокаливаемость

Примечание: Количество мартенсита 50 %; критический диаметр после закалки в масле равен 15-25 мм.

Из чего состоит сталь 30ХМА и как ее обрабатывают?

Покупателям металлургической продукции обязательно стоит разобраться, из чего состоит сталь 30ХМА, каковы основные характеристики и расшифровка этой марки. Надо также ознакомиться с ее аналогами и с указаниями специального ГОСТа, с твердостью стали и ее химическим составом. Дополнительно следует изучить термообработку и технологию сварки, оценить саму свариваемость этого материала.

Состав и расшифровка

Приобретая марку стали 30ХМА, нужно понимать, что эти буквы и цифры в маркировке обозначают. А показывают они прежде всего концентрацию углерода. Она составляет 0,3% от общей массы сплава. Символ «Х» говорит о присутствии хрома (его количество примерно равно 1%). Литера «М» обозначает аналогичное максимальное содержание молибдена. Завершающая буква «А», как и в иных сплавах, показывает особое качество продукта.

Более точно охарактеризовать состав можно так:

доля углерода от 0,26 до 0,33%;
концентрация кремния от 0,17 до 0,37%;
марганца присутствует от 0,4 до 0,7%;
хрома может быть от 0,8 до 1,1%;
молибдена добавляют от 0,15 до 0,25%;
концентрация никеля не выше 0,3%;
доля ванадия максимум 0,05%;
титана и фосфора может быть не больше 0,03%;
доля серы — максимум 0,025%.

Характеристики и свойства

ГОСТ 4543-71 определяет состав готового продукта. Тот же стандарт относится к твердости сплава после отжига. Она будет равна 229 МПа. Если из стали делают горячекатаный пруток, то надо применять положения ГОСТ 10702 от 1978 года. Согласно ему твердость прутка должна составлять 217 МПа. Сталь 30ХМА — жаропрочное соединение релаксационностойкого типа. С химической точки зрения это типичный хромомолибденовый сплав. Благодаря молибдену эксплуатационные параметры будут особенно хороши. Эта добавка обеспечивает мелкозернистость структуры и повышенную однородность металла. А также стоит отметить:

довольно широкий температурный интервал при закалке;
исключение отпускной хрупкости;
достаточную прочность и надежность приготовляемых деталей;
высокое сопротивление разрыву;
малая подверженность ударным воздействиям;
медленный износ;
небольшую подверженность перегреву (типичная черта особенно жаропрочных сталей).

Критическая точка стали 30ХМА (Ac1) достигается при 757 градусах. О достижении точки Ac3, она же Acm, можно говорить при 807 градусах. Свариваемость такого сплава относительно велика. Варить его надо при условии заблаговременного прогрева до 120 градусов. После окончания сварки непременно нужна термообработка. Несмотря на отсутствие отпускной хрупкости, проблемой является флокеночувствительность. Из-за флокенов внутри будут активно формироваться трещины и прочие незначительные дефекты.

Предотвратить подобное развитие событий помогает вакуумация металла. Эта процедура сокращает концентрацию водорода. Снижение его доли предотвращает зарождение ненужных флокенов хотя бы отчасти.

Аналоги

В английской металлургии вместо стали 30ХМА выпускают сплав 25CrMo4. Та же самая марка может встречаться в Италии, ФРГ и Франции. Марка 25CrMo4 используется и на уровне ЕС. Другим общеевропейским аналогом оказывается сталь 34CrMo4. Кроме этих двух аналогов, в Италии делают также 30CrMo4 и 35CrMo4.

Во Франции иными подобиями 30ХМА оказываются:

Немецкие металлурги могут предложить в качестве альтернативы:

GS-25CrMo4;
26CrMo4;
GS-26CrMo4;
GS-34CrMo4.

В Австрии действует свой подход. Там вместо этого сплава используют продукцию с обозначениями BohlerV340 и BohlerV330. В Швеции предпочитают марки с чисто цифровыми индексами — 2225, 2233 и 2234. В практике японской металлургии этот сплав обозначается индексом SCM с добавками 420, 430 или 432. А вот в США вместо 30ХМА выпускают сталь с индексами:

Применение

Подобный сплав может отпускаться на поковки общего назначения. А также из него делают роторы и диски, используемые в составе паровых турбин. Допускается еще изготовление деталей, функционирующих при температурах не выше 450-500 градусов. Речь может идти про:

фланцы:
технические валы (в том числе коленчатые);
шестеренки;
цапфы;
гайки;
шпильки;
болты и другие изделия.

Сталь 30ХМА продают для последующей выработки частей трубопроводной арматуры. Для этой цели металл подлежит дополнительной термической обработке. Из него можно сделать трубы, используемые в химической и нефтехимической промышленности (если условное давление ограничено 1000 кгс на 1 кв. см). В некоторых случаях покупают и бесшовные трубы на основе 30ХМА, чтобы делать части мотоциклов и велосипедов.

Поставщики могут также реализовать изготовленные из этого материала прутки и сортовые круги, прочие виды круглого металлопроката.

Термообработка и сварка

Как уже отмечалось, свариваемость стали 30ХМА — на среднем уровне. Закалка прутков производится при 880 градусах. Делается это в техническом масле. При отпуске задают температуру 540 градусов. Технологи могут выбирать как водяные, так и масляные режимы отпуска. Поковки закаляют и отпускают примерно так же, как обычный хромомолибденовый сплав. Нагрев под закалку может идти в печах с наклонным подом. Исключить пережог резьбы (если речь про закаливание баллонного металла) помогает предварительное ввинчивание штуцеров с осевыми отверстиями. В печах должно сохраняться положительное атмосферное давление, чтобы не было подтягивания холодного воздуха.

Что касается сварки, то ее выполнение на хромистой стали весьма трудно. Отработать технологию без опытных образцов окажется практически невозможно. Велик риск, что в ходе усадки шов будет отрываться от изделия. По мнению ряда специалистов, все изделие в целом или непосредственно участок сварки по обе стороны от шва следует прогревать до 350-450 градусов. После окончания работы требуется нормализация. Сварочный отпуск проводится на 650-670 градусах. Отжигать металл следует при 880 градусах. Остужать заготовку нужно медленно, под матами, если прогревали всю конструкцию. При сварке и отпуске локального участка на этапе остужения нужен постоянный подогрев.

Необходимость в закалке после сварки определяется техническими условиями на конкретное изделие.

Выбор электродов должен идти сообразно химико-физическим аспектам процесса. Чаще всего применяют 10Х3М либо Х3М-1. Для защиты от внешней среды используют аргон. Шов разделывают предварительно в любом случае. Сварка без подогрева и дальнейшего отпуска приведет к перекаливанию поверхностного слоя; на этом участке ударная вязкость будет та же, что у стекла. Для работы можно применять и постоянный, и переменный ток. Высокая скорость охлаждения шва ведет к росту его прочности. Но при этом пластические характеристики ухудшаются, а ударная вязкость окажется ниже нормы. Поэтому должен поддерживаться некоторый баланс. Конкретная скорость охлаждения определяется:

толщиной металла;
конструкцией его;
выбранным режимом сварки;
исходной температурой при обработке.

Закалку обычно проводят на воздухе. Негативные явления при этом отчасти компенсируются использованием аустенитных электродов. Многопроходное сваривание труб производят электродами Cro-Mo.

Стыки труб надо закаливать даже при толщине 10 мм. Отказ от термообработки возможен при удовлетворительных пробах.

Читайте также:

Закалка + отпуск при температуре, °C	Примерный уровень прочности, Н/мм 2 (кгс/мм 2 )	Температура применения не ниже, °C	Использование в толщине не более, мм
550	950 (95)	-80	30