Сталь высокопрочная 30Х2ГСН2ВМ (ВЛ1)

Химический состав в %
C Si Mn Cr Ni W Mo Fe S P
не более
0,24-0,31 0,9-1,2 1,0-1,3 1,5-2,0 2,0-2,5 0,9-1,3 0,4-0,5 Основа 0,011 0,015
Механические свойства по ОСТ или ТУ (не менее)
Вид
полуфабриката
ОСТ
ТУ
Состояние полуфабриката
или контрольных образцов
σв   δ  ψ  ан HB (dотп)
кгс/мм2 % кгс·м/см2 мм
Прутки
горячекатанные
и кованные
ТУ14-1
-413-72*

Отожженные

- - - - ≥3,7
Термически обработанные
по режиму
:
закалка с 930±10°С на
воздухе, 
отпуск при 200-300°С
160 9 35 6 -
- - - 2** -
Штамповки и
поковки
ОСТ1
90085-73
После нагрева до 800°С,
выдержка до нагрева,
охлаждения в печи до 650°С,
выдержки не менее 12 часов и
охлаждения на воздухе
- - - - ≥3,7
Термически обработанные
по режиму
:
 
закалка с 930±10°С на
воздухе, отпуск при 200-300°С
160 9 35 6 -

Прутки
горячекатанные
и кованые
ЧМТУ 1-
607-68***
Отожженные - - - - ≥3,7
Термически обработанные
по режиму
:
 
закалка с 930±10°С на
воздухе, отпуск при 200-300°С
160 9 45 6 -
- - - 3** -

* В случае, когда предел прочности более 175 кгс/мм2, допускается снижение относительного удлинения до 8%, сужения до 30%, ударной вязкости до 5 кгс·м/см2 в продольном и до 1,5 кгс·м/см2 в поперечном направлениях.

** В поперечном направлении волокна.

*** Металл вакуумно-дугового переплава. Для прутков диаметром или со стороны квадрата свыше 200 мм допускается понижение относительного удлинения на 1% (абсолютного), сужения на 5% (абсолютного) ударной вязкости на 1 кгс·м/см2 в продольном и на 0,5 кгс·м/см2 в поперечном направлениях.

Механические свойства при растяжении, сжатии, кручении, срезе и ударном изгибе при комнатной температуре
Состояние
материала
Е σпц σ0,2 σв σтрнетто δ5 δ10 ψ ан КIс
кгс/мм2 % кгс·м/см2 кгс/мм3/2
Термически обработанный
по режиму
:
 
 
закалка с 930°С на
воздухе или в масле,
отпуск при 210°С
19500 95 130 175 160 10 8 45 6-7 280
Состояние
материала
μ Есж σпц.сж σ0,2сж G τпц τ0,3 τв φ τср
кгс/мм2 град кгс/мм2
Термически обработанный
по режиму
:
 
 
закалка с 930°С на
воздухе или в масле,
отпуск при 210°С
0,28 21000 95 140 7600 55 90 155 7,5 115
Механические свойства при комнатной и высоких температурах
Режим
отпуска
Темп-ра
испыт-я,
°С
Е
σв σ0,2 δ10
кгс/мм2 %
210°С - 4 час
20 19500 175 130 8
200 18000 175 115 11,5
310°С - 2 час 20 - 170 - -
300 17000 170 110 12
360°С - 2 час 20 - 165 - -
350 - 160 - -
410°С - 1 час 20 - 160 - -
400 17000 155 - -
460°С - 1 час 20 - 145 - -
450 17000 135 100 13
510°С - 1 час 20 - 145 - -
500 16500 130 - -

Физические свойства
Плотность: 7900 кг/м3
Коэффициент термического линейного расширения
Температура, °С
20-100 20-200 20-300 20-400 20-500 20-600 20-700
α·106 1/град 11,3 12,45 13,0 13,45 13,8 14,1 14,3
Температура, °С
100-200 200-300 300-400 400-500 500-600 600-700
α·106 1/град 13,6 14,3 14,6 15,3 15,5 15,7
Коэффициент теплопроводности
Температура, °С
25 100 200 400
λ вт/м·град 28,1 28,9 30,1 32,3
Удельное электросопротивление
Температура, °С 20
ρ·106 ом·см 42-44
Критические точки
Ас1 760°С Ас3 830°С Мн 270°С
Технологические данные
Обработка давлением
Сталь хорошо деформируется в горячем состоянии в интервале температур 1180-850°С и в холодном состоянии после отжига.
Метод выплавки
Сталь выплавляется в открытых электродуговых печах. Для особо ответственных деталей рекомендуется получать металл вакуумно-дуговым переплавом
Обработка резанием
Сталь в отожженном состоянии удовлетворительно обрабатывается резанием.
Рекомендуемая термическая обработка

Предварительная термическая обработка: нормализация с 930°С и последующий отпуск при 680-700°С в течение 8-12 часов, охлаждение на воздухе.

Максимальное смягчение достигается изотермическим отжигом по режиму: нагрев до 800°С, охлаждение в печи до 650°С (или перенос в другую печь, нагретую до 650°С), выдержка при 650°С в течение 8-16 часов, охлаждение на воздухе.

Окончательная термическая обработка (σв = 160-190 кгс/мм2): закалка с 930°С на воздухе, отпуск при 220±10°С в течение 2-3 часов, при 310 и 360°С - 2 часа..

Расчетная прочность в зависимости от температуры отпуска приведена в таблице.

При закалке на воздухе обеспечивается сквозная прокаливаемость цилиндра диаметром 80 мм и пластины толщиной 40 мм. Сталь имеет малую поводку и обладает достаточно высокой теплостойкостью при температурах до 400-500°С.

Окалина после термической обработки удаляется пескоструйной обработкой. Травление закаленных деталей не допускается.

Правка деталей в термически обработанном состоянии производится статическим нагружением. После правки проводится магнитный констроль на отсутствие трещин.

Температура, °С HB (dотп) HRC σв σрасч
(не менее)
рабочая отпуска мм не менее кгс/мм2
20 220 2,9 45,5 160-190 160
200 220 2,9 45,5 160-190 160
300 310 2,9 45,5 160-190 160
350 360 2,95 44 155-185 155
400 410 2,99 42,5 150-180 150
Свариваемость

Сталь сваривается ручной дуговой и автоматической сваркой под флюсом с последующей термической обработкой. В исключительных случаях разрешается сварка закаленных элементов.

Детали перед сваркой следует подогреть до 200-300°С, после сварки не ожидая охлаждения сварных швов ниже 250°С, помещать в печь, нагретую до 650°С, а затем охлаждать на воздухе. Далее детали необходимо подвергнуть повторному нагреву при 650°С в течение  не менее 30 минут с последующим охлаждением на воздухе.

Применяемые при сварке присадочные материалы и механические свойства сварных соединений приведены в таблице.

Свойства сварных соединений
Термическая
обработка
Вид
сварки
Электрод

Присадочный
материал

(проволока)

Флюс σв сварного
соединения
ан шва
кгс/мм2 кгс·м/см2
Закалка в масле,
низкий отпуск на σв основного материала
160-190 кгс/мм2
после сварки
Дуговая ВИ10-6
(Св-18ХМА)
- - 130 6
Автоматическая
под флюсом
- 20Х2ГСНВМ
(Св-ВЛ1-Д)
АН-15 110 5
Применение

Детали сложной конфигурации (лонжероны крыла, стабилизатора, шпангоуты фюзеляжа); механически обрабатываемые детали изделий, работающих под внутренним давлением. Оси, болты, шпильки, работающие на срез. Фланцы, переходники и другие детали емкостей. Детали разового действия, работающие при температурах до 400°С, многократного действия - до 350°С.

Диаграммы растяжения и сжатия до предела текучести стали 30Х2ГСН2ВМ при комнатной температуре
 Диаграммы растяжения до предела текучести стали 30Х2ГСН2ВМ при комнатной и высоких температурах
Влияние температуры отпуска на механические свойства стали 30Х2ГСН2ВМ и стали 30ХГСН2А
Механические свойства стали 30Х2ГСН2ВМ и стали 30ХГСН2А
Влияние содержания углерода на механические свойства стали 30Х2ГСН2ВМ высокочастотной плавки при различных температурах отпуска
Влияние содержания углерода на механические свойства стали 30Х2ГСН2ВМ высокочастотной плавки при высоких температурах
Влияние времени выдержки при 650 градусах на твердость стали 30Х2ГСН2ВМ
Малоцикловая усталость стали 30Х2ГСН2ВМ
Кривая выносливости стали 30Х2ГСН2ВМ
Кривая выносливости стали 30Х2ГСН2ВМ
Влияние содержания углерода и длины поверхностной трещины на прочность при растяжении на воздухе стали типа 30Х2ГСН2ВМ
 Влияние содержания углерода на длительную прочность образцов из стали типа 30Х2ГСН2ВМ

Uslovn obozn 1

Uslovn obozn 2

Uslovn obozn 2 1

Uslovn obozn 3