Сталь 30хгса характеристики применение термообработка

Обновлено: 17.05.2024

Состав и свойства стали марки 30ХГСА и среднелегированных сталей: среднелегированные стали комплексно легируют кремнием, марганцем, хромом, молибденом, никелем, ванадием, вольфрамом в различных сочетаниях и количествах при суммарном их содержании 2,5-10%. В сварных конструкциях используют среднелегированные конструкционные и теплоустойчивые стали, поставляемые по ГОСТ 4543-71 и специальным техническим условиям.

Среднелегированные конструкционные стали (30ХГСА, 30ХГСНА) содержат повышенное количество углерода (до 0,35 - 0,5%) и легированы обычно такими элементами, как кремний, марганец, хром в количестве до 1,2%, часто в сочетании с никелем (1,5-3%). Для теплоустойчивых сталей (20ХНМФ, 25ХЗНМФ и др.) характерно более низкое содержание углерода (как правило, до 0,28%) и обязательное легирование повышенными количествами хрома (до 2-5%) для обеспечения жаропрочности. Дополнительно такие стали обычно легируют молибденом, а также ванадием или вольфрамом и ниобием.

Высокие прочностные свойства среднелегированных сталей (σ_в=600-2000 МН/м 2 ) достигаются за счет повышенных содержаний углерода и легирующих элементов, увеличивающих прокаливаемость стали и прочность феррита, а также применения термообработки - нормализации или закалки с последующим низким или высоким отпуском. Большинство среднелегированных сталей для сварных конструкций относится к перлитному классу. Применяют и высокопрочные стали с временным сопротивлением до 1700 МН/м 2 (170 кгс/мм 2 ), подвергаемые закалке на мартенсит с последующим низким отпуском при 423-573 К (150-300° С), например . Высокая прочность среднелегированных сталей сочетается с повышенными специальными свойствами при достаточном уровне пластичности и стойкости против хрупкого разрушения. Это сочетание свойств среднелегированных конструкционных и теплоустойчивых сталей обусловливает применение их в конструкциях особо ответственного назначения, работающих в тяжелых условиях в энергомашиностроении, тяжелом и химическом машиностроении, самолетостроении, судостроении и других отраслях промышленности.

Краткие обозначения:
σ_в	- временное сопротивление разрыву (предел прочности при растяжении), МПа	ε	- относительная осадка при появлении первой трещины, %
σ_0,05	- предел упругости, МПа	J_к	- предел прочности при кручении, максимальное касательное напряжение, МПа
σ_0,2	- предел текучести условный, МПа	σ_изг	- предел прочности при изгибе, МПа
δ₅,δ₄,δ₁₀	- относительное удлинение после разрыва, %	σ_-1	- предел выносливости при испытании на изгиб с симметричным циклом нагружения, МПа
σ_сж0,05 и σ_сж	- 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	p_n и r	- плотность кг/м 3
HRC_э	- 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 30ХГСА: характеристики и применение

Изначально, сталь марки 30ХГСА разрабатывалась советскими учеными как материал для авиационной промышленности. Элементы управления, педали и другие механизмы самолетов середины 20 века полностью изготавливали из данного сплава. Но наука не стояла на месте. Спустя некоторое время благодаря характеристикам сталь 30ХГСА нашла применение и стала доступной для остальных сфер промышленности. И сразу же началось массовое использование стали машино- и станкостроением.

30ХГСА - расшифровка марки стали

Сталь 30ХГСА относится к группе легированных сталей. Состав ее регламентируется ГОСТом 4543-71, согласно которому каждая буква и цифра обозначает определенное содержание определенных химических элементов:

30ХГСА – это российское обозначение марки стали.

Аналоги

Существует следующие зарубежные аналоги:

Польша 30HGSA.
Болгария 30ChGSA.
Чехия 14331.

Физические свойства

Особенностью 30ХГСА является наличие характерного зеленого оттенка. Плотность 7850 кг\м3. Температура плавления около 1500 ºС.

Теплопроводность находится в пределах 30-38 Вт\м К в зависимости от значения температуры. Коэффициент линейного расширения в среднем составляет 12,2 106 1\град. Электросопротивление 210 мкОм мм.

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 КДж\м2.

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.

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.

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.

Типы применения

Благодаря всем вышеперечисленным характеристикам 30ХГСА имеет огромное практическое применение для разных отраслей промышленности:

В строительстве из 30ХГСА делают крепеж, на который воздействует знакопеременный изгиб. Сюда относят анкерные болты, гайки, шпильки и прочее.
До сих пор в авиастроении применяют как материал для изготовления расходных деталей самолетов: фланцы, валы и прочее.
В машиностроении 30ХГСА нашла применение при производстве высокоответственных изделий, работающих в условиях переменных нагрузок: зубчатые передачи, шпиндели, валы, толкатели и т.д.

Содержание такого легирующего элемента как хром повышает стоимость 30ХГСА на рынке вторичного металла. Цена килограмма стального лома составляет 40-50 рублей. Это выше, чем у обычной углеродистой стали, но ниже чем у нержавейки. Более точное значение стоимости зависит от таких факторов как:

Все, что нужно знать о стали марки 30ХГСА

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.

Буква А в маркировке обозначает улучшенное качество: такая сталь проходит закалку с повышенным отпуском. Подобная мера вызывает повышение упругости и прочих механических характеристик сплава в 2,5-3 раза. Важно! Иностранные изготовители для маркировки аналогичного металла используют другие стандарты. Таким образом, марка стали 30ХГСА представляет собой сплав из следующих элементов:

железо — свыше 95%;
углерод — примерно 0,3%;
марганец, кремний, хром — по 1%;
медь, никель — не больше 0,3%.

В незначительных количествах в составе могут присутствовать сера и фосфор. Это вредные примеси, которые ухудшают качество металла, делает его ломким и снижают стойкость к окислению. Именно поэтому их концентрация строго дозируется производителем и не превышает 0,025%.

На рынок металлопроката поступает в виде следующего сортамента:

трубы;
калиброванные и шлифованные прутки;
сортовой и фасонный прокат;
листовой прокат;
полосы;
кованые заготовки.

Свойства

Сфера использования металла напрямую зависит от его физических, технических и механических характеристик. Именно поэтому для стали 30ХГСА установлены свои допустимые показатели модуля упругости, предела прочности, твердости. Для нее выполняется расчёт предела пропорциональности, микроструктуры после отпуска и другие показатели.

Физические

Сталь 30ХГСА получила самую широкую сферу использования. Такая популярность объясняется ниже перечисленными физическими характеристиками материала.

Плотность — 785 кг/м3. При этом нужно иметь в виду, что в зависимости от внешней температуры этот показатель может варьироваться в довольно существенном диапазоне.
Температура плавления — 1500 градусов. Этот параметр определяет технические сложности, которые могут возникнуть в процессе литья.
Устойчивость к ударным нагрузкам — структура материала подвергается разрушению только в случае, если ударная нагрузка превышает 980 МПа.

Технологические

Сталь 30ХГСА часто используется при изготовлении всевозможных металлических изделий. При выборе данного сплава следует принимать во внимание его технические параметры.

Низкая стойкость к окислению — при продолжительном контакте с влажной средой на поверхности металла возникает коррозия. В отдельных случаях устойчивость к ржавлению можно повысить за счет нанесения на поверхность готового изделия специального гальванического покрытия на основе хрома и цинка, такую обработку производят методом электролиза. Однако получившийся слой проявляет низкую стойкость к ударам, падениям и другим механическим воздействиям. Поэтому в случае повреждения целостности покрытия коррозия обязательно проявит себя.
Повышенная пластичность — параметры относительного удлинения стали составляют 11%. Это существенно расширяет сферу использования стали, поскольку многие металлические детали в соответствии с ГОСТом Ворда должны выдерживать нагрузки переменного типа.
Уровень твердости — данный показатель по шкале Роквелла соответствует 50 единицам. Сталь магнитится.

Свои механические характеристики сплав 30ХГСА сохраняет только в температурных пределах до 400 градусов. При более высокой температуре происходит снижение твердости поверхности, поэтому эксплуатация в таких условиях не рекомендована. 30ХГСА проявляет пластичность, её часто используют для штамповки и ковки. К тому же материал упругий, благодаря чему металлические заготовки можно обрабатывать резанием. Готовые изделия могут подвергаться точению и фрезеровке.

Рассматриваемая категория стали по степени свариваемости относится ко второй группе. Именно поэтому перед выполнением сварки необходимо выполнять подогрев металла. Это позволяет существенно снизить риск растрескивания микроструктур.

Чтобы создать оптимальные условия, сплав некоторое время прогревают до 200–250 градусов.

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.

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:

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:

Углерод (около 0,3%).
Кремний и марганец, хром (около 1%).
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.

Ст 30ХГСА, характеристики которой свойственны многим среднелегированным сталям, получила широкое применение. Расширенную область применения можно связать с следующими качествами:

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.
Температура плавления составляет 1500 градусов Цельсия. Этот показатель определяет сложности, которые возникают при литье, а также высокую устойчивость к воздействию температуры.
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.

Сталь 30ХГСА (ГОСТ определяет диапазон некоторых свойств) может применяться при создании различных изделий и конструкций. При выборе этого металла следует учитывать:

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.
Высокая пластичность, так как относительное удлинение составляет 11%. Она также существенно расширяет область применения металла, так как многие детали должны выдерживать переменную нагрузку.
Материал характеризуется высокой устойчивостью к переменным нагрузкам. Предел выносливости при испытании может варьироваться в зависимости от температуры окружающей среды.
Показатель твердости по шкале Роквелла составляет 50 единиц.
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.
Сталь 30ХГСА, термообработка которой проводится для повышения твердости и снижения хрупкости, характеризуется пластичностью. Именно поэтому она может применяться при ковке или штамповке.
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:

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.
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.
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.

Сталь 30ХГСА, применение которой связано с химическим составом и основными качествами, встречается в различных отраслях промышленности. Чаще всего легированная сталь используется в нижеприведенных случаях:

В строительной области получили большое распространение крепежные элементы, которые эксплуатируются при переменных нагрузках. Невысокая коррозионная стойкость определяет то, что крепежные материалы могут использоваться только при защите устройства.
В авиастроении используется сплав в качестве расходного материала при изготовлении валов, фланцев и прочих деталей. Стоит учитывать, что сплав не используют при создании ответственных элементов.
В машиностроительной области применяется при создании элементов, которые работают при постоянных или переменных нагрузках.

Стоимость используемого сырья во многом зависит от того, какой лом использовался. В продаже встречаются зарубежные аналоги, к примеру, 14331 (Чехия) и 30ChGSA (Болгария). Их химический состав и основные качества во многом схожи.

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:

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

Плотность

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

Важно! Показатель плотности стали — это непостоянная величина, которая может меняться в зависимости от температурного воздействия среды. С повышением температуры плотность стали понижается.

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:

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 КДж\м 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).

Материал устойчив к ударным нагрузкам и может использоваться для работы в условиях переменных нагрузок.

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.

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.

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.

Также из стали 30ХГСА производят крепежные детали для строительных работ, которые можно использовать при низких температурах.

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 (K_v) будет составлять 0,75 (для быстрорежущей стали) или 0,85 (для твердого сплава). Эти параметры позволяют использовать заготовки поставляются для зенкерования, фрезерования или точения.

Сталь 30ХГСА отличается от других марок наличием характерного зеленого оттенка сплава.
Теплопроводность материала зависимости от значения температуры. Она находится в пределах 30–38 Вт\м·K.
Электросопротивление стали составляет 210 мкОм·м.
Коэффициент линейного расширения в среднем равен 12,2 · 10 -6 град -1 .
Температура плавления стали 30ХГСА равна 1500 °С.

Какие есть аналоги?

Отечественные

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

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.

Читайте также: