Сталь 30х характеристики применение

Обновлено: 17.05.2024

Свойства стали 30Х: среднеуглеродистые низколегированные стали содержат 0,25—0,50 % С и, кроме того, до 1,8% Мл (стали 30Г, 40Г, 30Г2, 40Г2) и до 1,1% Сr (стали 30Х, 40Х и др.). Эти стали (ГОСТ 4543—71) используются как конструкционные материалы в машиностроении, а также для металлоконструкций и крепежных деталей. Конкретное назначение, физические, механические и технологические свойства названных сталей подробно рассмотрены в справочной литературе.

Краткие обозначения:
σв - временное сопротивление разрыву (предел прочности при растяжении), МПа
ε - относительная осадка при появлении первой трещины, %
σ0,05 - предел упругости, МПа
Jк - предел прочности при кручении, максимальное касательное напряжение, МПа
σ0,2 - предел текучести условный, МПа
σизг - предел прочности при изгибе, МПа
δ5410 - относительное удлинение после разрыва, %
σ-1 - предел выносливости при испытании на изгиб с симметричным циклом нагружения, МПа
σсж0,05 и σсж - предел текучести при сжатии, МПа
J-1 - предел выносливости при испытание на кручение с симметричным циклом нагружения, МПа
ν - относительный сдвиг, %
n - количество циклов нагружения
s в - предел кратковременной прочности, МПа R и ρ - удельное электросопротивление, Ом·м
ψ - относительное сужение, %
E - модуль упругости нормальный, ГПа
KCU и KCV - ударная вязкость, определенная на образце с концентраторами соответственно вида U и V, Дж/см 2 T - температура, при которой получены свойства, Град
s T - предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), МПа l и λ - коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала), Вт/(м·°С)
HB - твердость по Бринеллю
C - удельная теплоемкость материала (диапазон 20 o - T ), [Дж/(кг·град)]
HV
- твердость по Виккерсу pn и r - плотность кг/м 3
HRCэ
- твердость по Роквеллу, шкала С
а - коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20 o - T ), 1/°С
HRB - твердость по Роквеллу, шкала В
σ t Т - предел длительной прочности, МПа
HSD
- твердость по Шору G - модуль упругости при сдвиге кручением, ГПа

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

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.

Назначение

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, %
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

Температура критических точек, °С

Механические свойства

ГОСТ Состояние поставки, режим термообработки Сечение, мм КП σ0,2, МПа σв, МПа δ5, % Ψ, % KCU, Дж/см 2 Твердость HB, не более
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
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 σ0,2, МПа σв, МПа δ5, % Ψ, % KCU, Дж/см 2
40 К 510 720 22 66 216
Ц 490 680 27 65 196
80 К 520 720 21 66 206
Ц 480 680 28 62 176
Ц 420 680 28 60 167
160 К 410 720 18 64 206
Ц 420 670 27 61 154

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

Механические свойства в зависимости от температуры отпуска

tотп. °С σ0,2, МПа σв, 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

tисп. °С σ0,2, МПа σв, 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.

Предел выносливости

Характеристики прочности σ-1, МПа τ-1, МПа
σв = 450 МПа σ0,2 = 690 МПа 333 240

Ударная вязкость KCU

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

Технологические свойства

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.

Сталь 30X13 коррозионно-стойкая мартенситного класса

ПРИМЕЧАНИЕ. Предел выносливости σ-1 = 372 МПа при n = 10 7 .

Коррозионная стойкость [10]

Вид
коррозии
Среда Температура, °C Длительность
испытания, ч
Глубина
коррозии,
мм/год
Балл
стойкости
Общая Вода
дистиллированная
20 2
Вода
шахтная
(кислая, pH = 0,5)
20 1
Морская
вода
100 93 0,01
63,4 %-ный раствор
H3SO4
15 24 2,1
Пар-воздух 100 50 0,018 1
Промышленная
атмосфера
20 3
Точечная Для повышения
коррозионной стойкости
рекомендуется производить
отпуск при температуре 300°C
или выше 650°C
Коррозионное
растрескивание
Межкристаллитная Проверка на склонность
к МКК по ГОСТ 6032-89
не предусмотрена

Механические свойства по ТУ (не менее) [5]

Для плоских образцов l=5,65√F н l=5d — дли цилиндрических.

Механические свойства стали при разных температурах [6]

t, °C σв, МПа σ0,2, МПа δ5, % ψ, % KCU,
кДж/м 2
20 900 710 16 52 550
200 830 670 14 57 1300
300 790 640 13 53 1250
400 720 580 12 52 1600
450 1700
500 620 540 14 54 1650
550 540 490 16 69 1600
600 460 420 21 80 1600

ПРИМЕЧАНИЕ. Термическая обработка — режим I, пруток, продольные

Механические свойства стали (пруток, продольные образцы) при 20 °C после старения [6]

tст.,
°C
τст, ч σв, МПа σ0,2, МПа δ5, % ψ, % KCU,
кДж/м 2
Исходное состояние 960 720 16 52 550
500 20 000 930 720 15 50 350
650 3000 875 690 16 51 450
550 7000 820 620 18 54 500
600 3000 820 630 20 56 600
600 10000 680 440 24 57

Релаксационные свойства* при 450°C [6]

σв, МПа Остаточные напряжения στ , МПа, за время, ч
100 1000 2000 3000 5000
300 135 115 105 100 94
250 130 95 85 78 68
200 110 85 80 73 64
150 82 63 54 63 46

* Свойства жаропрочности: после термической обработки по режиму: 1000 °C, воздух+отпуск при 650 °C на HB 269-285. Предел ползучести для 1 % деформации за 100 тыс. ч при 400 °C составляет 134 МПа, а при 450 °C — 84 МПа.

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.

Механические свойства стали марки 30 в зависимости от температуры отпуска

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
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

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
σ0,2, Н/мм 2
Предел
прочности
σв, 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
σв, Н/мм 2
Относительное
удлинение
δ5, %
Относительное
сужение
ψ, %
Предел
прочности
σв, 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
σ0,2, МПа
не менее
Предел
прочности
σв, 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
  1. Механические свойства металлопродукции из стали марки 30 распространяются на металлопродукцию размером до 63 мм включ.
  2. 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
σ0,2, МПа
Предел
прочности
σв, МПа
Относительное
удлинение
δ5, %
Относительное
сужение
ψ, %
Твердость HB, не более
не менее
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)
2-3,9 440-590 (20)
Лист холоднокатаный До 2 440-590 (20)
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
σ0,2, МПа
Предел
прочности
σв, МПа
Относительное
удлинение
δ5, %
Относительное
сужение
ψ, %
KCU, Дж/см 2 Твердость НВ, не более
не менее
300-500 175 175 350 22 45 54 101-143
500-800 20 40 49
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

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

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

tисп, °С, Предел
текучести
σ0,2, МПа
Предел
прочности
σв, 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
Термообработка KCU, Дж/см 2 , при температуре, °С
+20 -40 -60
Закалка с 860 °С в воде;
отпуск при 400 °С
72 45 42

ПРИМЕЧАНИЕ. Заготовка диаметром 60 мм.

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 — Kv б.ст = 1,7 в горячекатаном состоянии при НВ 143 и σв = 460 МПа.

Сталь марки 30Х13


Предел выносливости σ-1 = 372 МПа при n = 10 7 (образцы гладкие).

Коррозионная стойкость стали 30Х13 ( стар. 3Х13
Среда Температура, ºС
Длительность испытания, ч
Глубина коррозии, мм/го
Морская вода
63,4 % раствор H2SO4
Пар - воздух
100
15
100
93
24
50
0,01
2,1
0,018


Для повышения коррозионной стойкости рекомендуется производить отпуск при температуре до
300 ºС или свыше 650 ºС.

Механические свойства стали 30Х13 ( стар. 3Х13 ) при Т=20 o С
Прокат Размер Напр. σв(МПа) s T (МПа) δ5 (%) ψ % KCU (кДж / м 2 )
Лист 1 - 4 Поп. 500 15
Поковки Прод. 850 710 12 40 350
Проволока до Ж 6 700 12 350

Читайте также: