Сталь 35хгса термообработка твердость

Обновлено: 06.05.2024

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 марки 30ХГСА

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.

Свойства

Технологические

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.

Физические

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.

Подробные характеристики углеродистой стали 35: всё о качествах материала

Сталь 35 – это конструкционная качественная углеродистая сталь, которая была разработана для использования в металлопромышленности. Эта марка стали успешно применяется в машиностроении и во многих сферах промышленности для производства деталей и изделий, работающих с небольшими напряжениями.

Сталь 35 поставляется на предприятия в виде калиброванного и шлифованного прутка, серебрянки, толстого и тонкого листов, полос проволоки, труб, поковок и кованых заготовок.

Твердость ст. 35 определяется по трем показателям:

По шкале Роквелла — 35–45 единиц.
По Бринеллю:

HB 10 -1 = 163 МПа (лист стали после термообработки);
HB 10 -1 = 187 МПа (металлопродукция после отжига или высокого отпуска);
HB 10 -1 = 229 МПа (металлопродукция нагартованная);
HB 10 -1 = 207 МПа (металлопродукция без термообработки).

Сталь 35 имеет низкую плотность, которой вполне достаточно для выполнения промышленных задач. Этот параметр зависит от температуры воздействия.

Марка

Маркировка стали 35 указывает на то, что материал не относится к категории коррозионностойких. Это связано с тем, что в сплаве содержится малое количество ферромагнитных материалов. Поэтому под влиянием воды на поверхности стали возможно образование ржавчины.

При помощи марки стали также можно узнать способ раскисления металла. Отсутствие специальных обозначений указывает на спокойный тип раскисления, при котором кислород удаляется из сплава полностью.

Химсостав

Сталь 35 состоит из следующих веществ:

Железо (Fe) — 97,0 %. В чистом виде железо имеет очень низкую прочность, но в сочетании с углеродом позволяет получить очень прочный сплав.
Марганец (Mn) — 0,5–0,8 %. При помощи марганца из стального сплава удаляются вредные примеси серы. Кроме того, элемент увеличивает пластичность и свариваемость стали, а также снижает риск образования трещин во время термообработки.
Углерод (C) — 0,32–0,4 %. Углерод позволяет повысить прочность и твердость стали, а также снизить ее пластичность и свариваемость.
Никель (Ni) — 0,25 %. Он повышает прочность и пластичность стали, увеличивает ее прокаливаемость.
Хром (Cr) — 0,25 %. Этот элемент повышает жаропрочность стали и ее закаливаемость, а также уберегает материал от абразивного износа.
Медь (Cu) — 0,25 %. Вещество увеличивает антикоррозионные свойства стали.
Кремний (Si) — 0,17–0,37 %. Он является сильным раскислителем, благодаря чему повышается пластичность стали и не снижается ее прочность.
Сера (S) и фосфор (P) — 0,04 % и 0,035 % соответственно. Эти вещества имеют большие размеры молекул. Поэтому, встраиваясь в кристаллическую сетку стали, эти соединения снижают устойчивость сплава и снижают его прочность.
Мышьяк (As) — 0,08 %. Он повышает предел прочности и предел упругости стали.

Сталь 35 имеет высокую прочность (σ_в = 640–730 МПа).

Предел текучести у стали низкий. Он варьируется в пределах 294–315 МПа.

Ударная вязкость стали 35 будет изменяться в зависимости от температуры обработки при нормализации сплава:

–60 ºС — 12 кДж\м 2 ;
–50 ºС — 14 кДж\м 2 ;
–30 ºС — 45 кДж\м 2 ;
–20 ºС — 47 кДж\м 2 ;
+20 ºС — 63 кДж\м 2 .

Механические свойства стали не изменяются при температуре от – 40 до +450 ºС. В этом температурном диапазоне материал сохраняет все свои характеристики и может использоваться без потери качества.

Эксплуатация стали 35 при более высокой температуре не производится, так как материал становится более пластичным и теряет свою твердость.

Сталь 30ХГСА имеет очень высокие пластичные свойства (относительное удлинение 530 % и сужение 20 %) и повышенный предел выносливости (до 402 МПа). Благодаря этому марку стали 35 применяют для создания деталей, которые требуют высокой пластичности в процессе производства, а также заготовок, устойчивых к удару.

Сталь 35 не склонна к отпускной хрупкости и не проявляет свойства флокеночувствительного материала.

Сталь 35 относится к ограниченно свариваемым материалам, для сварки которых необходим прогрев сплава до 100–120 ºС и последующая термообработка.

Для сварки данной марки стали доступны три технологии:

ручная дуговая сварка;
аргонодуговая сварка под флюсом и газовой защитой;
электрошлаковая сварка.

Справка. При проведении точечной контактной сварки нагрев и последующая термообработка стали 35 не требуется.

Сталь 35 относится к группе конструкционных качественных углеродистых сталей.

Химический состав, технические и эксплуатационные характеристики стали 35 регламентируются положениями межгосударственного стандарта ГОСТ 1050-2013 Металлопродукция из нелегированных конструкционных качественных и специальных сталей. Общие технические условия.

Какая цена в 2021 году?

На рынке вторичного металла стоимость одного килограмма стального лома 35-й марки составляет 115–117 рублей. Точная цена зависит от качества стали, ее объема и габаритов.

Расшифровка

Маркировка стали 35 очень проста в расшифровке. Цифра 35 указывает на содержание в сплаве углерода объемом не более 0,35 %.

Область применения

Сталь 35 широко используется для производства:

шатунные болты;
валы центробежных насосов и паровых частей насосов;
поршневые штоки;
крепежные детали (для работ при температуре 375 °С);
запорные элементы арматуры (для работ в некоррозионной среде при температуре до 300 °С);
решетки теплообменников с плавающей головкой.

оси;
цилиндры;
коленчатые валы;
шатуны;
шпиндели;
звездочки;
тяги;
ободы;
траверсы;
валы;
бандажи;
диски;
детали вертлюг;
крюки и элеваторы;
установочные кольца;
талевые блоки и крон блоки;
лопасти глиномешалок;
детали буровых лебедок;
фланцы;
диски и т. д.

Сталь 35 характеризуется высокой устойчивостью к ударным нагрузкам. Материал может применяться при ковке или штамповке благодаря особой термообработке, которая проводится для повышения твердости и снижения хрупкости стали.

Ковка материала осуществляется при температуре 1280 °С на начальном этапе и 750 °С на конечном. Охлаждение заготовок с сечением до 800 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 горячекатаном состоянии при твердости в диапазоне HB 10 -1 = 144–156 МПа коэффициент относительной обрабатываемости стали (Kv) будет составлять 1,3.

Теплопроводность стали 35 зависит от значения температуры. Она находится в пределах 28–49 Вт\м·K.
Коэффициент линейного расширения в среднем не превышает отметку 12,9 · 10 -6 град -1 . А минимальное значение этого параметра равно 12 · 10-6 град -1 .
Удельное сопротивление стали варьируется от 251 · 10 9 до 1156 · 10 9 Ом·м при температурном режиме 100–900 ºС.
Температура плавления стали 35 равна 1280 °С.

Особенности термообработки

Термообработка стали 35 используется для улучшения механических свойств сплава, снижения внутренних напряжений и улучшения структуры мартенсита. Также термическая обработка позволяет повысить прочность и вязкость материала без потери твердости.

Термообработка стали может осуществляться одним из двух способов:

Поверхностным — обрабатывается небольшая глубина заготовки.
Объемным — воздействие температуры производится по всей глубине металла.

Нормализация

Нормализация — это комплекс воздействий на сталь для дальнейшего ее использования в изготовлении деталей, испытывающих сравнительно небольшие напряжения.

Процесс нормализации начинается с закалки стали. Она производится при температуре 800–900 °С. Точная температура подбирается в зависимости от толщины или диаметра заготовки. Рекомендуемое время выдержки составляет 2–2,5 часа.

После закалки производится отпуск при температуре 550–650 °С. Отпуск повышает вязкость сплава и уменьшает хрупкость стали. Затем заготовку охлаждают на воздухе с заданной скоростью.

Аналоги

Согласно нормативной документации ст. 35 можно заменить одним из трех отечественных аналогов: 30, 40, 35Г.

На зарубежном рынке также представлены точные аналоги для замены стали марки 35:

C35, C35-1, C35-2, C35E, C35EC, C35R, Cf35, Ck35, Cm35, Cq35, 060A35, 080A35, 080A5, C36, C38, F.113, F.1130, 1449-40CS, 40HS (Европа);
S35, S35C, SWRCH35K (Япония);
35, ML35, ZG270-500 (Китай);
SM35C, SM38C (Южная Корея);
1034, 1035, 1038, G10340, G10350, G10380 (США);
1035 (Австралия).

Сталь 35 — это конструкционная качественная углеродистая сталь, которая имеет повышенную прочность. Это позволило использовать материал для производства деталей и изделий, устойчивых к ударным нагрузкам.

Читайте также: