Сталь улучшаемая 30ХГСА и 30ХГСА селект

Химический состав в %
Марка
стали
C Si Mn Cr Fe Ni S P
не более
30ХГСА 0,28-0,34 0,9-1,2 0,8-1,1 0,8-1,1 Основа 0,30 0,025 0,025
30ХГСА
селект
0,27-0,32 0,9-1,2 0,8-1,1 0,8-1,1 Основа 0,30 0,025 0,025
Механические свойства по ГОСТ, ОСТ или ТУ (не менее)
Вид
полуфабриката

ГОСТ,
ОСТ, ТУ

Состояние
полуфабриката 
или
контрольных образцов
 σ0,2  σв  δ10   δ  ψ  ан HB (dотп)
кгс/мм2 % кгс·м/см2 мм
Листы толщиной
до 4 мм
ГОСТ
11268-65
Отпущенные или
отожженные
- 50-75 16 - - - -
Листы толщиной
свыше 4 мм
ГОСТ
11269-65

Отожженные,
нормализованные или
после высокого отпуска

- 50-75 16 - - - ≥4,0
Прутки из стали
30ХГСА
30ХГСА селект
ТУ14-
1-950-74 
После высокого отпуска
или отожженные
- -   - - - ≥4,0
Термически обработанные
по режиму
:
закалка с 880±15°С в масле,
отпуск при 510-570°С,
охлаждение в масле
85 110 - 10 45 5 3,45-3,20
Полосы горячекатанные
сечением
15...40х220...480 мм
30ХГСА селект
 ЧМТУ
1-833-69
Отожженные - - - - - - ≥4,0
Термически обработанные
по режиму
:
закалка с 890-910°С в масле,
отпуск при 480-510°С,
охлаждение на воздухе
- 110 - 10 - 5 -
Трубы
холоднокатанные
ТУ14-
3-134-73
Отожженные - 50 18 - - - -
Трубы
горячекатанные
 ЧМТУ
3-352-70
Термически обработанные
по режиму
:
закалка с 880±15°С в масле,
отпуск при 500-580°С,
охлаждение в масле
- 110 - 10 45 5 3,6-3,2
Прутки диаметром
210-270 мм или со
стороной квадрата
210-300 мм
 ЧМТУ
1-940-70
Термически обработанные
по режиму
:
закалка с 870-890°С в масле,
отпуск при 510-570°С,
охлаждение в масле
85 110 8 - 35 4,5 3,5-3,2
Прутки
калиброванные
ГОСТ
1051-73
Нагартованные или
отожженные
- - - - - - ≥3,7
Штамповки и
поковки
ОСТ1
90085-73
Термически обработанные
по режиму
:
 
нормализация с с 880-920°С,
высокий отпуск
- - - - - - 4,8-4,0
закалка с 870-890°С в масле,
отпуск при 510-570°С,
охлаждение в масле
85 110 - 10 45 5 3,5-3,2
Проволока для
холодной высадки
ТУ14-
4-385-73
Слабонагартованная - 50-75 - - - - -
Механические свойства прутков при комнатной и высоких температурах
Состояние
материала
Температура
испытания,
°С
Е  σ0,2   σв   δ  ψ  ан  σ250  σ0,2/100 σ0,2/200
кгс/мм2 % кгс·м/см2 кгс/мм2
Термически обработанный по режиму:
закалка с 880°С в масле,
отпуск при 560°С
20 20000 95 110 13,5 55 5,5 - - -
200 18000 - - - - 11 - - -
250 - 86 105 13 50 13 - - -
300 17000 84 100 11 50 13 85 - -
350 - 83 100 16 57 12 - - -
400 16500 80 92 16 69 10 60 18 16,3
450 - 70 80 19 77 9 46 11,7 11,3
500 16000 65 70 21 84 8 26 6 5,5
550 - 50 55 27 84 6,5 12 2,7 2,2
Механические свойства при комнатной температуре при растяжении, кручении и ударном изгибе
(пруток диаметром 200 мм)
Состояние
материала
Е  σ0,2 σв μ G τ0,3 τв ан
кгс/мм2 кгс/мм2 кгс·м/см2
Термически обработанные по режиму:
закалка с 890°С в масле,
отпуск при 510°С
20000 95 120 0,3 7700 78 96 6
Механические свойства стали 30ХГСА селект в зависимости от направления волокон
(пруток диаметром 70 мм)
Состояние
материала
Направление
волокна
 τср   σв   ψ  ан
кгс/мм2 % кгс·м/см2
Термически обработанные по режиму:
закалка с 890°С в масле,
отпуск при 540°С
Поперечное 73 116 22 2,6
Продольное 75 120 55 6
Механические свойства при комнатной и низких температурах
(пруток диаметром 25 мм)
Состояние
материала
Температура
испытания,
°С
 σв   δ  ψ  ан
кгс/мм2 % кгс·м/см2
Термически обработанные по режиму:
закалка с 890°С,
отпуск при 510°С
20 120 13   6
-40 130 13   4
-70 130 13   3,5
-196 160 7   1,5
Механические свойства при комнатной и низких температурах
(лист толщиной 4 мм)
Состояние
материала
Температура
испытания,
°С
σ0,2 σв δ10 σвн σвн ан
кгс/мм2 % кгс/мм2 σв кгс·м/см2
Термически обработанные
по режиму
закалка с 890°С,
отпуск при 500°С
20 113 121 9 131 1,1 4,6
-40 - - - - - 4
-70 119 130 10 138 1,06 3,5
-196 150 154 8 97 0,60 0,9

Механические свойства в зависимости от диаметра образца
Диаметр
образца, мм
Состояние
материала
σпц σ0,2 σв ψ
кгс/мм2 %
5 Закаленный и отпущенный
при 600°С, 2 часа
79 81 93 164 62
10 69 75 88 156 63
20 66 75 91 151 58
5 Закаленный (изотермическая
закалка в селитровой ванне
при 320°С)
42 84 122 252 52
10 36 78 121 207 50
20 34 74 119 195 46
Максимальный прогиб при статическом изгибе образцов с надрезом
Состояние материала σизг, кгс/мм2
Стрела прогиба, мм
Закаленный в масле и отпущенный при 500°С 110-140 0,45-0,85
Закаленный (изотермическая закалка в щелочи) 120-150 1,0-0,95
Физические свойства
Плотность 7850 кг/м3
Коэффициент термического линейного расширения
Температура, °С
20-100 20-200 20-300 20-400
α·106 1/град 11,1 11,5 12,1 12,8
Температура, °С
100-200 200-300 300-400
α·106 1/град 11,8 13,4 14,9
Коэффициент теплопроводности
Температура, °С
100 200 300 400 500 600 700 800
λ вт/м·град 39,4 39,0 37,7 36,0 34,8 32,7 30,2 25,6
Критические точки
Ас1 760°С Ас3 830°С

 

Технологические данные
Горячая обработка давлением
Сталь хорошо деформируется в горячем состоянии. Температурный интервал деформации 1180-850°С.
Метод выплавки
Сталь выплавляется в открытых электродуговых печах.
Штампуемость
Листовая сталь удовлетворительно штампуется в отожженном состоянии. Основные характеристики штампуемости приведены в таблице
Вытяжка Отбортовка Гибка на угол
90° rmin
Кпр Краб Кпр Краб
1,80 ≤1,60 1,35 ≤1,30 3-4 s*
* s - толщина листа
Рекомендуемая термическая обработка

Предварительная термическая обработка: неполный отжиг при 780°С, охлаждение деталей тонких сечений в печи до 650°С, далее на воздухе, деталей толстых сечений - на воздухе; высокий отжиг при 900°С, охлаждение в печи до 650°С, далее на воздухе; изотермический отжиг - нагрев до 900°С, перенос в печь с температурой 650°С, выдержка 15-20 мин, охлаждение на воздухе.

Окончательная термическая обработка: нормализация с 900°С (продольная устойчивость нормализованных деталей значительно ниже, чем закаленных и отпущенных на идентичную прочность); закалка с 900°С в масле и отпуск при температуре, обеспечивающей требуемую прочность (см. таблицу).

Температура
отпуска, °С
660-680 620-640 580-600 540-560 520-540 480-500
σв, кгс/мм2 70-90 80-110 90-110 100-120 110-130 120-140

Максимальная толщина деталей, подвергаемых закалке в масле и отпуску, составляет 25 мм (цилиндры) и 15 мм (пластины).

При обработке на σв = 110-145 кгс/мм2 может применяться изотермическая закалка в горячей селитровой ванне. Максимальная толщина деталей при этом составляет: цилиндра - 15 мм, пластины - 8 мм.

При обработке деталей различной толщины на σв = 110-145 кгс/мм2 рекомендуются следующие температуры закалочных ванн: 

Условная толщина деталей, мм Температура закалочной ванны, °С
≤4,0 400
4,1-8,0 390
8,1-10,0 380
10,0-15,0 370
Время выдержки в ванне 15-20 мин, охлаждение в проточной воде
Свариваемость

Низколегированные стали 30ХГСА и 25ХГСА свариваются всеми видами сварки. Сталь 30ХГСА обладает повышенной склонностью к образованию трещин при газовой и атомноводородной сварке.

Сварные конструкции из указанных сталей могут подвергаться термической обработке (закалке и отпуску) или изготовляться из термически обработанных элементов. Для снятия внутренних напряжений после сварки применяется отпуск.

Конструкции, термически обрабатываемые после сварки, в случае длительного разрыва между сваркой и термической обработкой подвергаются отпуску при 650°С.

Для конструкций, изготовляемых из термически обработанных элементов, применяется отпуск при температуре на 50°С ниже температуры отпуска после закалки. Допускается отпуск при 250°С с выдержкой не менее 2 час.

Для сварки сталей с σв ≥ 90 кгс/мм2 применяется присадочный материал из стали Св-18ХМА, а с σв < 90 кгс/мм2 — из стали Св-08А. Для повышения прочности сварных соединений при вибрационных и малоцикловых нагрузках целесообразно применять присадочную проволоку из стали Св-18ХМА. Для сварки материала толщиной более 1,5 мм рекомендуются электроды ВИ10-6 (Св-18ХМА); допускается также использование электродов НИАТ-ЗМ (Св-08А), которые обеспечивают ту же прочность сварному шву благодаря его легированию через покрытие. При сварке материала толщиной до 2 мм допускается применение электродов с покрытием ВИ9-6 для выполнения коротких швов и швов, расположенных в труднодоступных местах (несиловые сварные соединения).

Сварные соединения, выполненные электродами с покрытием ВИ9-6, имеют резкие переходы к основному материалу, обладают низкой прочностью при вибрационных и малоцикловых нагрузках, а также низкой ударной вязкостью. Для повышения динамической прочности в местах концентрации напряжений рекомендуется создавать плавные переходы к основному материалу путем применения запиловки, комбинированного способа сварки и т. п. При комбинированной сварке все швы, за исключением швов в местах концентрации напряжений, выполняются дуговой сваркой; швы в местах концентрации напряжений выполняются газовой, атомноводородной или аргонодуговой сваркой.

Сварной шов, проходящий по участкам возможных концентраций напряжений, должен выполняться с применением присадочной проволоки из стали Св-18ХМА, если конструкция подвергается после сварки термической обработке.

В случае изготовления конструкций из термически обработанных элементов для заделки мест концентрации напряжений в концах врезных соединений также применяется присадочная проволока из стали Св-18ХМА; для заделки концов неврезных соединений (в трубчатых соединениях, в конце швов бобышек, приставных косынок и накладок) рекомендуются присадочные материалы ЭИ334, ХН78Т (Х20Н80Т, ЭИ435) или Св-10Х16Н25М6 (ЭИ395).

Присадочные материалы Св-06Х19Н9Т, Св-1ЗХ25Н18, Св-08Х21Н10Г6 и другие для сварки самолетных конструкций из низколегированных сталей не применяются.

Соединения, сваренные присадочной проволокой из сплавов на никелевой основе или из сталей аустенитного класса (например, из стали ЭИ395), обладают высокой пластичностью и малой чувствительностью к концентраторам напряжений, что имеет большое значение для конструкций, работающих при динамических и ударных нагрузках.

Применение при комбинированной сварке для подварки мест концентрации напряжений присадочного материала ЭИ334 позволяет повысить малоцикловую выносливость сварных соединений (по сравнению со сварными соединениями, выполненными присадкой из стали Св-18ХМА) без снижения их пределов прочности и выносливости.

Термически обработанные до сварки элементы толщиной более 4 мм свариваются с применением электродов со стержнями из сплавов на никелевой основе и стали аустенитного класса (ЭИ395). При сварке термически обработанных элементов меньшей толщины в качестве присадочного материала используются стали перлитного и аустенитного классов и сплавы на никелевой основе. Перлитные стали, применяются в тех случаях, когда изделия в эксплуатации не подвергаются значительным вибрационным и малоцикловым нагрузкам, а также для выполнения основных швов при комбинированной сварке. Для сварки изделий, имеющих валиковые швы и работающих в тяжелых условиях при динамических нагрузках, целесообразно применять присадочный материал из сплавов на никелевой основе и стали аустенитного класса.

При автоматической дуговой сварке сталей 25ХГСА и 30ХГСА применяется флюс АН-348А. В качестве присадочного материала используется проволока из стали Св-18ХМА.

Для улучшения пластичности сварных соединений рекомендуется применять флюс АН-15 в сочетании с присадочной проволокой из стали Св-18ХМА.

Механические свойства сварных соединений приведены в таблице.

Механические свойства сварных соединений из сталей 25ХГСА и 30ХГСА
Состояние
материала
до и после
сварки
Вид
сварки
Электрод Присадочный
материал
(проволока)
Флюс σв сварного соединения,
кгс/мм2
ан
кгс·м/см2
при толщине материала, мм
≤4 ≤10 10-20 >20 ≤4 >4
Термически
обработанный
после сварки
на σв
основного
материала
90 кгс/мм2
Газовая - Св-08А
Св-18ХМА
- 0,8σв
основн.
мат-ла
- - - 6 -
Атомно-
водородная
- Св-08А
Св-18ХМА
-  0,8σв
основн.
мат-ла
- - - 8 -
Дуговая ВИ9-6 (Св-08А)
ВИ9-6 (Св-18ХМА)
- -  0,9σв
основн.
мат-ла
- - - - -
ВИ10-6 (Св-08А)
ВИ10-6 (Св-18ХМА)
НИАТ-3М (Св-08А)
- - 0,9σв
основн.
мат-ла
- - - 6 -
Автомат-я
дуговая
в среде
инертных
газов
- Св-08А
Св-18ХМА
- 0,9σв
основн.
мат-ла
- - - 6 -
Автомат-я
и полуавтома-
тическая дуговая
в среде СО2
- Св-18ХМА
Св-18ХГСА
Св-10ГСМТ
-  0,9σв
основн.
мат-ла
- - - 6 -
Термически
обработанный
после сварки
на σв
основного
материала
130 кгс/мм2
Газовая - Св-18ХМА -  0,8σв
основн.
мат-ла
- - - 4 -
Атомно-
водородная
- Св-18ХМА -  0,8σв
основн.
мат-ла
- - - 7 -
Дуговая  ВИ9-6 (Св-18ХМА)
ВИ10-6 (Св-18ХМА)
- - 0,9σв
основн.
мат-ла
- - - - -
ВИ10-6 (Св-18ХМА) - - - 0,9σв
основн.
мат-ла
90 80 - 5
НИАТ-3М (Св-08А) - - - 0,9σв
основн.
мат-ла
90 80 - 5
Автомат-я
дуговая
в среде
инертных
газов
- Св-18ХМА - 0,9σв
основн.
мат-ла
- - - - -
под флюсом - Св-18ХМА
0Х4МА
АН-15 - 95 90 85 - 5
АН-348А - 95 90 85 - 4
АН-15 - - 100 - - 4
Автомат-я
и полуавтома-
тическая дуговая
в среде СО2
- Св-18ХМА
Св-18ХГСА
Св-10ГСМТ
- 0,9σв
основн.
мат-ла
- - - 4,5  -
Термически
обработанный
после сварки
на σв
основного
материала
130 кгс/мм2
Газовая
или атомно-
водородных
- ЭИ334
ХН78Т
Св-10Х16Н25М6
- 60 - - - 8 -
Дуговая ВИ12-6 НЖ-2 ЭИ334;
ВИ12-6 НЖ-1 (ХН78Т);
НИАТ-5 (Св-10Х16Н25М6)
- - 60 60 55 50 10 10
Автомат-я
дуговая
под флюсом
- Св-10Х16Н25М6 АН-15 - 60 55 - - 10
Свойства сварных соединений, выполненных комбинированной сваркой
Дуговая
сварка
Газовая
сварка
Порядок
проведения
операций
термообработки *
и сварки
Свойства сварного
соединения** кгс/мм2
 σв  σ-1
Электрод и присадочный материал кгс/мм2
ВИ9-6 (Св-18ХМА) ЭИ334 Термообработка+сварка 95 7,5
ВИ9-6 (Св-18ХМА) ЭИ334 Сварка+термообработка 110 8
ВИ9-6 (Св-18ХМА) Св-18ХМА Термообработка+сварка 90 7
ВИ9-6 (Св-18ХМА) Св-18ХМА Сварка+термообработка 105 7,5
* Термообработка на σв = 120±10 кгс/мм2
** Для сварных соединений, выполненных на типовых трубчатых узлах

Применение

Ответственные сварные и механически обработанные детали: болты, детали шасси, стыковые соединения, пояса, полки и т. п., работающие в атмосферных условиях при температурах не ниже -70°С. Верхний предел температуры применения ограничивается температурой отпуска или изотермической закалки и рабочей температурой системы защиты от коррозии.

Диаграмма растяжения стали 30ХГСА
Влияние температуры отпуска на механические свойства листов, труб и профилей из стали 30ХГСА
Влияние температуры отпуска на механические свойства прутков из стали 30ХГСА
Влияние температуры отпуска на предел прочности центральной части прутков из стали 30ХГСА
Влияние температуры отпуска на предел прочности при кручении и угол закручивания стали 30ХГСА
Максимальные сжимающие напряжения при испытании труб из стали 30ХГСА на продольную устойчивость
 Максимальные сжимающие напряжения при испытании труб из стали 30ХГСА на продольную устойчивость после термической обработки
Влияние температуры изотермической закалки на ударную вязкость и твердость стали 30ХГСА
 Влияние продолжительности отпуска на ударную вязкость стали 30ХГСА
 Частотные кривые ударной вязкости стали 30ХГСА
 Влияние глубины трещины на разрушающее напряжение при статическом изгибе образцов из стали 30ХГСА, подвергнутой отпуску
Механические свойства стали 30ХГСА при низких температурах
Механические свойства стали 30ХГСА при низких температурах
 Влияние температуры отпуска на ударную вязкость стали 30ХГСА при низких температурах
 Скорость сверления стали 30ХГСА после термической обработки
Диаграмма изотермического превращения аустенита стали 30ХГСА
 Малоцикловая усталость типовых сварных трубчатых узлов из стали 30ХГСА
 Малоцикловая усталость типовых сварных трубчатых узлов из стали 30ХГСА

Uslovn obozn 1

Uslovn obozn 2

Uslovn obozn 2 1

Uslovn obozn 3