Сталь 30хгса как обрабатывается

Обновлено: 01.05.2024

Закалка - самый распространенный вид термической обработки. Столь широкое распространение этого вида термической обработки объясняется тем, что при помощи закалки и последующего отпуска можно изменить свойства стали в очень широком диапазоне. Были рассмотрены превращения, которые протекают в стали, имеющей структуру аустенита, при ее охлаждении с различной скоростью.

Фактическая скорость печного нагрева определяется температурой, до которой нагрето печное пространство, и массой помещенной в него детали.

Температура закалки определяется исходя из массовой доли углерода в стали и соответствующего ей значения критической точки. В зависимости от температуры нагрева закалку называют полной или неполной. При полной закалке сталь переводят в однофазное аустенитное состояние, т. е. нагревают выше критических температур Ас₃ или Ас_cm, при неполной – до межкритических температур – между Ас₁₌760 и Ас₃ (Ас_cm)=830.

Закалку проводят с нагревом до 850—900 °С (выше точки А₃ сердцевины изделия), чтобы произошла полная перекристаллизация с измельчением аустенитного зерна в доэвтектоидной стали. В углеродистой стали из-за малой глубины прокаливаемости сердцевина изделия после первой закалки состоит из феррита и перлита. В прокаливающейся насквозь легированной стали сердцевина изделия состоит из низкоуглеродистого мартенсита. Такая структура обеспечивает повышенную прочность и достаточную вязкость сердцевины.

Температура закалки равна:

В результате после охлаждения со скоростью выше V_кр получили структуру сердцевины детали, состоящую из троостита . В поверхностном слое структуру крупноигольчатого мартенсита.

Время нагрева детали до заданной температуры зависит от температуры нагрева, степени легированности стали, конфигурации изделий, мощности и типа печи, величины садки, способа укладки изделий и других факторов.

Время выдержки исчисляется с момента достижения детали заданной температуры и так же, как и время нагрева, зависит от многих факторов, влияющих на процессы растворения и структурных превращений, происходящих в стали.

Время закалки расчитывается по следующим формулам.

- будет зависит от нагревающего устройства ( в нашем случае это будет электропечь т.е. время нагрева будет 1 мин/1 мм сечения наибольшего диаметра в изделии).

- будет составлять 25% от времени нагрева.

Закалку данной детали будем проводить в электропечи, располагая в нем изделия, _{нагрева}= 1 мин * 1 мм сечения = 55 1=55 минут нагрева.

Время выдержки в электропечи составит 25% от времени нагрева, _{выдержки}= 13 минут 45 секунд.

Время закалки составит 1 час 8 минут 45 секунд.

Выбор охлаждающей среды.

Условия аустенитизации и соответственно состояние аустенита оказывают большое влияние на кинетику фазовых превращений при последующем охлаждении и конечные свойства образующихся при этом структур стали.

Для получения мартенситной структуры при закалке стали её необходимо охлаждать со скоростью не меньшей, чем критическая скорость закалки (\/_охл. > \/_кр). Значение \/_кр определим, воспользовавшись диаграммой изотермического превращения переохлаждённого аустенита (рисунок 5).

Рисунок 5 – С- кривые изотермического распада аустенита для стали 30ХГСА.

Зная скорость охлаждения, мы можем определить закалочную среду. В данном случае при закалке на мартенсит необходимо охлаждать в масло, так как сталь 30ХГСА – легированная.

Вода как охлаждающая среда имеет некоторые существенные недостатки: высокая скорость охлаждения в области температур мартенситного превращения нередко приводит к образованию закалочных дефектов; с повышением температуры резко ухудшается закалочная способность. При температуре воды 80 – 90 0 С пленочное кипение распространяется на большую область температур и занимает до 95% всего периода охлаждения, поэтому мы охлаждаем в масле.

Влияние легирующих элементов.

Сталь 30ХГСА содержит следующие легирующие элементы: хром, марганец. Прежде всего легирующие элементы увеличивают такое важное свойство как критический диаметр прокаливаемость. Наша сталь прокаливается насквозь до 50 мм. Как правило, лучшие свойства обеспечивает комплексное легирование. Легирование сталей и сплавов используют для улучшения их технологических свойств. Легированием можно повысить предел текучести, ударную вязкость, относительное сужение и прокаливаемость, а также существенно снизить скорость закалки, порог хладноломкости, деформируемость изделий и возможность образования трещин. В изделиях крупных сечений (диаметром свыше 15. 20 мм) механические свойства легированных сталей значительно выше, чем механические свойства углеродистых.

Такой элемент как хром будет входить в твердый раствор железа и упрочнять его, сужать область существования аустенита, образовывать устойчивые карбиды, повышать сопротивление коррозии.

Легирующие элементы (хром и марганец), повышая устойчивость аустенита, снижают критическую скорость закалки и увеличивают прокаливаемость. Для многих сплавов критическая скорость закалки снижается до 20°С/с и ниже, что имеет большое практическое значение. Это связано с тем что для распада аустенита углеродистой стали нужна диффузия углерода. Маленькие атомы углерода перемещаются в кристаллической решетке железа легко, а для распада аустенита легированной стали должна пройти диффузия легирующих элементов. Их атомы по размеру сравнимы с атомами железа, и диффузия идет медленнее. Переохлажденный аустенит оказывается устойчивее. Карбидообразующие элементы: Cr, Ni - при малом их содержании растворяются в цементите, замещая в нем атомы железа(что существенно повышает твердость). Состав карбида в этом случае может быть выражен формулой (Fe, M)mCn, где М - символ суммы легирующих элементов, a m, n - коэффициенты, определяемые химической формулой карбида. При повышении содержания карбидообразующих элементов могут образовываться самостоятельные карбиды.

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.

Упрочняющая термическая обработка стали 30ХГСА .

Сталь 30ХГСА — конструкционная легированная

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.

Химический состав стали

Маркировка 40ХН означает среднее количество углерода (C) менее одного процента, более 0,4% хрома (Cr) и 1,0% никеля (Ni). Точный химический состав регламентируется ГОСТ 4543-71 и должен содержать:

никеля (Ni) 1,0-1,4%;
марганца (Mn) 0,5-0,8%;
хрома (Cr) 0,45-0,75%;
углерода (C) 0,36-0,44%;
кремния (Si) 0,17-0,37%;
серы (S) и фосфора (P) не более 0,035%.

К отечественным аналогам этого сплава по химическому составу и механическим свойствам следует отнести марки сталей 45ХН, 50ХН, 30ХГВТ, 40ХНМ и 38ХГН.

Из зарубежных сортов марке 40ХН соответствует следующим маркировкам:

40CrNi – Китай;
3135 и 3140H – США;
36NiCr6 и 40NiCr6 – Германия;
35NC6 – Франция;
SNC236 – Япония;
40CrNi12 – Румыния;
2530 – Швеция.

Свойства и состав зарубежных сталей не являются точным соответствием по составу, но в большинстве случаев аналогичны по физико-техническим характеристикам.

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.

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.

Читать также: Мотоблок с механической коробкой передач

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.

Марка стали — 30ХГСА

Стандарт — ГОСТ 4543

Заменитель — 40ХФА, 35ХМ, 40ХН, 25ХГСА, 35ХГСА

Сталь 30ХГСА

содержит в среднем 0,3% углерода,
Х
— указывает содержание хрома в стали примерно 1%,
Г
— указывает содержание марганца в стали около 1%
С
— указывает содержание кремния в стали около 1%, буква
А
в конце марки означает, что сталь высококачественная.

Читать также: Холодная пайка что это такое

Легированная конструкционная сталь 30ХГСА применяется для ответственных высокопрочных деталей, подвергаемых закалке и высокому отпуску (валы, оси, зубчатые колеса, лопатки компрессорных машин); для средних и мелких деталей сложной конфигурации, работающих в условиях износа (рычаги, толкатели); для ответственных сварных конструкций, работающих при знакопеременных нагрузках; для крепежных деталей, работающих при низких температурах.

Отверстия под резьбу

Таблица сверл для отверстий под нарезание трубной цилиндрической резьбы.

Размеры гаек под ключ

Основные размеры под ключ для шестигранных головок болтов и шестигранных гаек.

G и M коды

Примеры, описание и расшифровка Ж и М кодов для создания управляющих программ на фрезерных и токарных станках с ЧПУ.

Типы резьб

Типы и характеристики метрической, трубной, упорной, трапецеидальной и круглой резьбы.

Масштабы чертежей

Стандартные масштабы изображений деталей на машиностроительных и строительных чертежах.

Режимы резания

Онлайн калькулятор для расчета режимов резания при точении.

Таблица сверл и отверстий для нарезания метрической резьбы c крупным (основным) шагом.

Станки с ЧПУ

Классификация станков с ЧПУ, станки с ЧПУ по металлу для точения, фрезерования, сверления, расточки, нарезания резьбы, развёртывания, зенкерования.

Онлайн калькулятор для расчета режимов резания при фрезеровании.

Форматы чертежей

Таблица размеров сторон основных и дополнительных форматов листов чертежей.

CAD/CAM/CAE системы

Системы автоматизированного проектирования САПР, 3D программы для проектирования, моделирования и создания 3d моделей.

Чтение чертежей

Техническое черчение, правила выполнения чертежей деталей и сборочных чертежей.

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:

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.

Физические свойства

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.

Читайте также: