Сталь 30Х13 (3Х13, ЭЖ3) хромистая

Химический состав в %
C Cr Fe Si Mn S P
не более
0,26-0,35 12,0-14,0 Основа 0,8 0,8 0,025 0,030
Механические свойства по ТУ (не менее)
Вид полу-
фабриката
ТУ Состояние
полуфабриката
или контрольных
образцов
σв δ
l=100 мм
ψ HRC
кгс/мм2 %
Серебрянка
диаметром
1,0 и 5,5 мм
 ТУ 14-1-
108-71

В состоянии поставки 52-83 12 - -
ТУ 14-1-
5.15-74
Термически обработанная по режиму:
закалка с 1000-1050°С в масле и отпуск
при 450±10°С, выдержка 1 час, охлаждение на воздухе
155-185 3,5 40 44-50
Механические свойства при различных температурах
Вид полу-
фабриката 
Состояние Температура
испытания,
°С
 
E
Ед σпц σ0,2 σв Sk δ5
Ψ ан HB
кгс/мм2 % кгс·м/см2 кгс/мм2

Прутки

Термически обработанные по режиму: закалка с 1050°С в масле и отпуск при 400°С, выдержка 2 часа, охлаждение на воздухе 20 20000-20900 22100 123 156 178 280 13 50 5 470
200 - 20800 113 143 172 277 12,5 51 5 363
300 - 20100 110 141 171 276 11 48 5 354
400 - 19200 110 137 170 268  14 49 5 350
500 - 18200 108 128 160 230 13 44 5 302
600 - - 64 75 81 114 14 70 8 96

Механические свойства при кручении при различных температурах
Вид полу-
фабриката
Состояние
Температура
испытания, °С
G Gд τпц τ0,3 τв ψ
кгс/мм2 град
Прутки
Термически обработанные по режиму: закалка с 1050°С в масле и отпуск при 450°С, выдержка 1 час, охлаждение на воздухе 20 7600-8000 8480 65 100 155 580
100 - 8280 - - - -
200 - 8080 56 87 143 300
300 - 7780 50 82 136 190
400 - 7410 42 76 130 150
500 - 6870 38 70 123 -
Допускаемые рабочие напряжения при статическом нагружении винтовых пружин сжатия
Температура
отпуска, °С
Допускаемые напряжения [кгс/мм2]
при температурах, °С
Примерное
назначение
20-60 100 200 250 300

450

50 49 45 42 40 Пружины, работающие при повышенных
температурах в воздушной и топливной средах
35-40 - - - - Пружины, работающие во влажном
воздухе, в пресной воде
250-300 40-45 - - - -
Релаксационная стойкость
Вид полу-
фабриката
Состояние

Температура
испытания,
°С

Начальное
напряжение,
кгс/мм2
Потеря напряжения
[в %]
за время в часах
15 50 100 200

Пружины из проволоки
диаметром
2 мм

Термически обработанные по режиму: закалка с 1050°С в масле и отпуск при 450°С, выдержка 1 час, охлаждение на воздухе 200 60 1,6 1,9 2,2 2,56
50 1,3 1,6 1,9 2,2
40 1,0 1,34 1,67 1,9
30 0,73 1,1 1,5 1,8
300 60 3,4 4,2 4,76 5,0
50 2,7 3,2 3,6 3,84
40 2,0 2,5 2,9 3,16
30 1,5 2,0 2,46 2,55
350 60 4,8 6,2 7,45 8,65
50 3,45 4,4 5,1 5,8
40 2,6 3,3 4,0 4,45
30 1,9 2,5 3,0 3,45
400 60 15,3 17,6 21 25,6
50 11,8 14 16,5 20
40 9,2 11,2 13,4 16,7
30 6,4 8,6 10,8 14
Физические свойства
Плотность: 7740 кг/м3
Коэффициент термического линейного расширения
Температура, °С
20-100 20-200 20-300 20-400 20-500 20-600
20-700 20-800
α·106 1/град 10,2 11,1 11,5 12,0 12,4 12,6 12,9 13,2
Температура, °С
100-200 200-300 300-400 400-500
500-600 600-700
α·106 1/град 11,6 12,4 12,9 13,5 13,8 14,1
Коэффициент теплопроводности
Температура, °С
100 200 300 400 500 600 700
λ вт/м·град 25,1 25,6 25,6 25,6 25,6 25,6 24,7
Удельная теплоемкость
Температура, °С
100 200 300 400
с кдж/кг·град - 0,490 0,503 0,566
Удельное электросопротивление
Температура, °С 20 100 200 300 400 500 600 700
ρ·106 ом·см 52 59 68 77 85 93 101 109
Критические точки
Ас1
Ас3
780°С 860°С

Коррозионная стойкость

Сталь обладает пониженным сопротивлением коррозии под напряжением.

Для повышения сопротивления коррозии под напряжением и коррозионной стойкости пружины после термической обработки рекомендуется подвергать гидроабразивной или гидропескоструйной обработке с последующим электрополированием и пассивированием.

Жаростойкость

Сталь устойчива против окисления в воздушной среде при температурах до 750°С.

Технологические данные
Метод выплавки

Сталь выплавляется в открытых электропечах и методом электрошлакового переплава.

Обработка резанием
Сталь удовлетворительно обрабатывается резанием.
Рекомендуемая термическая обработка пружин

Закалка с 1050±10°С, охлаждение в масле с последующей обработкой холодом в любой среде при -70°С, выдержка 2 часа; допускается также охлаждение в масле или в щелочной  или селитровой ваннах при температуре 350-400°С в течение 1-5 мин, далее на воздухе (ступенчатая закалка).

Отпуск при 450±10°С для пружин, работающих при высоких температурах в воздушной или топливной среде, или при температуре 250-300°С для пружин, работающих во влажной атмосфере, в пресной воде; выдержка 1 час, охлаждение на воздухе. Твердость HRC = 44-50, σв = 155-185 кгс/мм2.

Свариваемость

Сталь сваривается плохо.

Горячая обработка давлением

Сталь деформируется в горячем состоянии. Температурный интервал деформации 1160—900°С. Охлаждение после деформации медленное.

Применение

Пружины, работающие при температурах до 300°С.

Диаграмма изотермического превращения стали 30Х13

Влияние температуры отпуска на физико-механические свойства стали 30Х13

Влияние продолжительности отпуска при 450 градусов на механические свойства стали 30Х13

Влияние температуры отпуска на коррозионную стойкость стали 30Х13

Влияние температуры отпуска на склонность стали 30Х13 к коррозионному растрескиванию в камере соляного тумана под напряжением

Влияние температуры отпуска на релаксацию напряжений стали 30Х13

Uslovn obozn 1

Uslovn obozn 2

Uslovn obozn 2 1

Uslovn obozn 3