Сталь 30хн3а характеристики применение
На данной страничке приведены технические, механические и остальные свойства, а также характеристики стали марки 30ХН3А.
Классификация материала и применение марки 30ХН3А
Марка: 30ХН3А
Классификация материала: Сталь конструкционная легированная
Применение: Венцы ведомых колес тяговых зубчатых передач электропоездов, шестерни и другие улучшаемые детали. Может применяться при температуре —80 °С (толщина стенки не более 100 мм).
Химический состав материала 30ХН3А в процентном соотношении
Механические свойства 30ХН3А при температуре 20 o С
Технологические свойства 30ХН3А
Расшифровка обозначений, сокращений, параметров
| Механические свойства : | |
| s в | - Предел кратковременной прочности , [МПа] |
| s T | - Предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), [МПа] |
| d 5 | - Относительное удлинение при разрыве , [ % ] |
| y | - Относительное сужение , [ % ] |
| KCU | - Ударная вязкость , [ кДж / м 2 ] |
| HB | - Твердость по Бринеллю , [МПа] |
| Физические свойства : | |
| T | - Температура, при которой получены данные свойства , [Град] |
| E | - Модуль упругости первого рода , [МПа] |
| a | - Коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20 o - T ) , [1/Град] |
| l | - Коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала) , [Вт/(м·град)] |
| r | - Плотность материала , [кг/м 3 ] |
| C | - Удельная теплоемкость материала (диапазон 20 o - T ), [Дж/(кг·град)] |
| R | - Удельное электросопротивление, [Ом·м] |
| Свариваемость : | |
| без ограничений | - сварка производится без подогрева и без последующей термообработки |
| ограниченно свариваемая | - сварка возможна при подогреве до 100-120 град. и последующей термообработке |
| трудносвариваемая | - для получения качественных сварных соединений требуются дополнительные операции: подогрев до 200-300 град. при сварке, термообработка после сварки - отжиг |
Другие марки из этой категории:
- Марка 20ХН3А
- Марка 20ХН4ФА
- Марка 20ХНР
- Марка 20ХФ
- Марка 21Х2НВФА
- Марка 21Х2НМФА
- Марка 23Х2НВФА
- Марка 23Х2НМФА
- Марка 25Г
- Марка 25Х2ГНТА
- Марка 25Х2Н4ВА
- Марка 25Х2Н4МА
- Марка 25ХГМ
- Марка 25ХГНМТ
- Марка 25ХГСА
- Марка 25ХГТ
- Марка 27ХГР
- Марка 30Г
- Марка 30Г2
- Марка 30Х
- Марка 30Х10Г10Т
- Марка 30Х3МФ
- Марка 30Х5
- Марка 30ХГС
- Марка 30ХГСА
- Марка 30ХГСН2А (30ХГСНА)
- Марка 30ХГСНМА
- Марка 30ХГТ
- Марка 30ХН2ВА
- Марка 30ХН2ВФА
- Марка 30ХН2МА (30ХНМА)
- Марка 30ХН2МФА
- Марка 30ХН3А
- Марка 30ХН3М2ФА
- Марка 30ХРА
- Марка 33ХС
- Марка 34ХН1М
- Марка 34ХН1МА
- Марка 34ХН3М
- Марка 34ХН3МА
- Марка 35Г
- Марка 35Г2
- Марка 35Х
- Марка 35ХГ2
- Марка 35ХГН2
- Марка 35ХГСА
- Марка 35ХГФ
- Марка 35ХН1М2ФА
- Марка 36Г2С
- Марка 36Х2Н2МФА (36ХН1МФА)
- Марка 38Х2Н2ВА
- Марка 38Х2Н2МА (38ХНМА)
- Марка 38Х2Н3М
- Марка 38Х2НМ
- Марка 38Х2НМФ
- Марка 38Х2Ю (38ХЮ)
- Марка 38ХА
- Марка 38ХВ
- Марка 38ХГМ
- Марка 38ХГН
- Марка 38ХГНМ
- Марка 38ХМ
- Марка 38ХМА
- Марка 38ХН3ВА
- Марка 38ХН3МА
- Марка 38ХН3МФА
- Марка 38ХС
- Марка 40Г
- Марка 40Г2
- Марка 40ГР
- Марка 40Х
- Марка 40Х2Г2М
- Марка 40Х2Н2ВА
- Марка 40Х2Н2МА (40Х1НВА)
- Марка 40Х3Г2МФ
- Марка 40ХГНМ
- Марка 40ХГТР
- Марка 40ХМФА
- Марка 40ХН
- Марка 40ХН2МА (40ХНМА)
- Марка 40ХС
- Марка 40ХСН2МА
- Марка 40ХФА
- Марка 45Г
- Марка 45Г2
- Марка 45Х
- Марка 45Х4В3ГФ
- Марка 45ХН
- Марка 45ХН2МФА (45ХНМФА)
- Марка 47ГТ
- Марка 50Г
- Марка 50Г2
- Марка 50Х
- Марка 50Х3В10Ф
- Марка 50Х6ФМС
- Марка 50ХН
- Марка 50ХНМ
- Марка Г13А
- Марка Сталь конструкционная 10Г2
- Марка Сталь конструкционная 10Х2М
- Марка Сталь конструкционная 12Г2
- Марка Сталь конструкционная 12Х2Н4А
- Марка Сталь конструкционная 12Х2НВФА
- Марка Сталь конструкционная 12Х2НВФМА
- Марка Сталь конструкционная 12Х2НМ1ФА
- Марка Сталь конструкционная 12Х2НМФА
- Марка Сталь конструкционная 12ХН
- Марка Сталь конструкционная 12ХН2
- Марка Сталь конструкционная 12ХН2А
- Марка Сталь конструкционная 12ХН3А
- Марка Сталь конструкционная 14Х2ГМР.
- Марка Сталь конструкционная 14Х2Н3МА
- Марка Сталь конструкционная 14ХГН
- Марка Сталь конструкционная 15Г
- Марка Сталь конструкционная 15Н2М (15НМ)
- Марка Сталь конструкционная 15Х
- Марка Сталь конструкционная 15ХА
- Марка Сталь конструкционная 15ХГН2ТА (15ХГНТА)
- Марка Сталь конструкционная 15ХГНМ
- Марка Сталь конструкционная 15ХФ
- Марка Сталь конструкционная 16Г2
- Марка Сталь конструкционная 16ХСН
- Марка Сталь конструкционная 18Х2Н4ВА
- Марка Сталь конструкционная 18Х2Н4МА
- Марка Сталь конструкционная 18ХГ
- Марка Сталь конструкционная 18ХГТ
- Марка Сталь конструкционная 19Х2НВФА
- Марка Сталь конструкционная 19Х2НМФА
- Марка Сталь конструкционная 19ХГН
- Марка Сталь конструкционная 20Г
- Марка Сталь конструкционная 20Г2
- Марка Сталь конструкционная 20Н2М (20НМ)
- Марка Сталь конструкционная 20Х
- Марка Сталь конструкционная 20Х12Н12Г6
- Марка Сталь конструкционная 20Х14
- Марка Сталь конструкционная 20Х17Н3М
- Марка Сталь конструкционная 20Х2Н4А
- Марка Сталь конструкционная 20ХГНМ
- Марка Сталь конструкционная 20ХГНР
- Марка Сталь конструкционная 20ХГНТР
- Марка Сталь конструкционная 20ХГР
- Марка Сталь конструкционная 20ХГСА
- Марка Сталь конструкционная 20ХМ
- Марка Сталь конструкционная 20ХН
- Марка Сталь конструкционная 20ХН2М (20ХНМ)
- Марка Х6Ф1
Обращаем ваше внимание на то, что данная информация о марке 30ХН3А, приведена в ознакомительных целях. Параметры, свойства и состав реального материала марки 30ХН3А могут отличаться от значений, приведённых на данной странице. Более подробную информацию о марке 30ХН3А можно уточнить на информационном ресурсе Марочник стали и сплавов. Информацию о наличии, сроках поставки и стоимости материалов Вы можете уточнить у наших менеджеров. При обнаружении неточностей в описании материалов или найденных ошибках просим сообщать администраторам сайта, через форму обратной связи. Заранее спасибо за сотрудничество!
Сталь 12ХН3А конструкционная легированная хромо-никелевая
Согласно ГОСТ 4543-2016 цифра 12 перед буквенным обозначением указывает среднюю массовую долю углерода (C) в стали в сотых долях процента, т.е. среднее содержание углерода в стали 12ХН3А составляет 0,12%.
Буква Х означает, что сталь легирована хромом, отсутствие цифры за буквой означает, что содержание хрома до 1,5%.
Буква Н означает, что сталь легирована никелем, цифра 3 указывает примерную массовую долю никеля в целых единицах, т.е. содержание никеля в стали 12ХН3А примерно 3%.
Буква А означает, что сталь высококачественная, т.е. с повышенными требованиями к химическому составу и макроструктуре стали по сравнению с качественной сталью.
Вид поставки
- Cортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 4543-71, ГОСТ 2590-88, ГОСТ 2591-88, ГОСТ 2879-88, ГОСТ 10702-78.
- Калиброванный пругок ГОСТ 7417-75, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78, ГОСТ 1051-73, ГОСТ 10702-78.
- Шлифованный пруток и серебрянка ГОСТ 14955-77. Полоса ГОСТ 103-76.
- Поковка и кованая заготовка ГОСТ 1133-71. Труба ГОСТ 21729-76, ГОСТ 8734-75, ГОСТ 9567-75.
Характеристики
Сталь 12ХНЗА является конструкционной легированной (хромо-никелевой) цементуемой сталью и предназначена для изготовления деталей, к которым предъявляются требования высокой прочности, пластичности и вязкости сердцевины и высокой поверхностной твердости, работающие под действием ударных нагрузок или при отрицательных температурах, например:
- шестерни,
- валы,
- цапфы,
- шарниры,
- червяки,
- кулачковые муфты,
- поршневые пальцы,
- цементуемые детали,
- детали автомашин и самолетов
Сталь 12ХН3А сочетает в себе высокую прочность с хорошей пластичностью и имеет хорошую ударную вязкость при низких температурах.
Сталь этой марки относится к лучшим образцам конструкционной стали. Сочетание никеля и хрома обеспечивают этой стали характеристики позволяющие изготавливать из нее ответственные детали.
Так как никель целиком растворяется в твердом растворе, он способствует более значительному увеличению твердости и прочности феррита, чем хром. При одновременном присутствии в стали никеля и хрома достигается хорошее сочетание механических свойства (прочности и вязкости), а также большая прокаливаемость.
Применения стали 12ХН3А для корпусов, крышек, фланцев, мембран и узла затвора, изготовленных из проката, поковок (штамповок)(ГОСТ 33260-2015)
| Материал | НД на поставку | Температура рабочей среды (стенки), °С | Дополнительные указания по применению |
| 12ХН3А ГОСТ 4543 | Сортовой прокат ГОСТ 4543 | От -70 до 180 | Для деталей узла затвора (пята, подпятник). Используется с цементированием |
Рекомендации по выбору и применению стали 12ХН3А для деталей арматуры и пневмоприводов, не работающих под давлением и не подлежащих сварке, предназначенных для эксплуатации в условиях низких температур
| Марка стали | Закалка + отпуск при температуре, °С | Примерный уровень прочности, Н/мм 2 (кгс/мм 2 ) | Температура применения не ниже, °С | Использование в толщине не более, мм |
| 12ХН3А | 200 | 1000 (100) | -80 | 40 |
Температура критических точек, °С
Химический состав, % (ГОСТ 4543-71)
| C | Mn | Si | Cr | Ni | Р | S | Cu |
| не более | |||||||
| 0,09-0,16 | 0,30-0,60 | 0,17-0,37 | 0,60-0,90 | 2,75-3,15 | 0,025 | 0,025 | 0,30 |
Химический состав, % (ГОСТ 4543-2016)
| Марка стали | Массовая доля элементов, % | |||||||||
| C | Si | Mn | Cr | Ni | Mo | Al | Ti | V | B | |
| 0,09-0,16 | 0,17-0,37 | 0,30-0,60 | 0,60-0,90 | 2,75-3,15 | — | — | — | — | — | |
- В стали всех марок, за исключением легированных вольфрамом, молибденом, ванадием и титаном, допускается массовая доля остаточных элементов, не более: вольфрама — 0,20 %, молибдена — 0,11 %, ванадия — 0,05 % и остаточного или преднамеренно введенного титана (за исключением стали марок, перечисленных в примечании 1 настоящей таблицы) — не более 0,03 %.
- Знак «-» означает, что массовую долю данного элемента не нормируют и не контролируют, если иное не указано в 7.1.2.3 ГОСТ 4543-2016.
Твердость по Бринеллю (ГОСТ 4543-2016)
ПРИМЕЧАНИЕ:
Твердость по Бринеллю указана для металлопродукции в отожженном (ОТ) или высокоотпущенном (ВО) состоянии, а также горячекатаной и кованой металлопродукции, нормализованной с последующим высоким отпуском (Н+ВО), для диаметров или толщин свыше 5 мм.
Термическая обработка
ВНИМАНИЕ. Описание термообработки и цементации для стали 12ХН3А дано на основе описания термообработки для чехославацкой стали-аналога 16420. В тексте ниже сталь 16420 заменена на сталь 12ХН3А (Источник «Цементация стали» Корецкий Я., 1962 г.)
При отжиге для смягчения сталь 12ХН3А нагревают до 610-630°С в течение 4 час., после чего следует медленное охлаждение в печи. Нормализацию производят при температуре 830-870°С с постепенным охлаждением иа воздухе.
- в твердом карбюризаторе при 860-880°С,
- в соли и газах при 900-920°С.
Науглероживание происходит достаточно плавно; в соответствующей среде и при указанной температуре цементации сталь 12ХН3А не склонна к образованию цементита. Кроме того, она не образует большого количества остаточного аустенита при соответствующей толщине слоя. Сталь не рекомендуется закаливать непосредственно с температуры цементации: достаточной является
после постепенного охлаждения одинарная закалка при температуре 790-810°С в масле. Двойная закалка для этой стали не приносит пользы, а ведет, наоборот, к большой деформации. В воде закаливают только большие по размеру детали без надрезов и выступов. Сталь 12ХН3А получает после цементации на поверхности надежную твердость 60-62 HRC.
Благодаря высокому содержанию легирующих примесей сталь 12ХН3А удовлетворяет требованиям, предъявляемым к ее высоким механическим свойствам. В этом случае закалку производят при 810-850° С в масле, а отпуск при 500-650°С, что обеспечивает получение прочности 75-85 кг/мм 2 .
Поскольку аналогом-заменителем стали 12ХН3А является сталь 12ХН2, то ниже приведено описание процесса цементации для стали 12ХН2.
Цементация стали 12ХН2 производится при 900-920°С с последующей закалкой в масле с температуры 790-810°С и отпуском при 170-180°С.
Влияние хрома (Cr) и никеля (Ni) на цементацию стали 12ХН3А
Хром в цементуемых сталях способствует насыщению слоя углеродом. Он препятствует образованию остаточного аустенита, вследствие чего цементованный слой в хромистых сталях имеет надежную твердость.
Сердцевина хромистых сталей обладает хорошими твердостью и ударной вязкостью. Хром улучшает прокаливаемость стали и уменьшает ее склонность к возникновению мягких пятен.
Никель не оказывает существенного влияния на диффузию углерода в сталь, но снижает предел наибольшего содержания углерода в слое. Никель придает слою способность к сохранению остаточного аустенита, снижающего
твердость слоя. Оказывая благотворное влияние на прокаливаемость, никель придает сердцевине хорошую ударную вязкость при плавном повышении прочности. Он снижает температуры, необходимые для нагрева слоя и сердцевины при закалке,
и способствует тому, что при обычной закалке сталь остается мелкозернистой. Никель способствует сохранению хорошей ударной вязкости закаленных цементованных сталей, используемых при низкой температуре.
Механические свойства (ГОСТ 4543-2016)
| Марка стали | 12ХН3А | |||
| Режим термической обработки | Закалка | Температура, °С | 1-й закалки или нормализации | 860 |
| 2-й закалки | 760-810 | |||
| Среда охлаждения | Вода или масло | |||
| Отпуск | Температура, °С | 180 | ||
| Среда охлаждения | Воздух или масло | |||
| Механические свойства, не менее | Предел текучести, σт, МПа | 685 | ||
| Временное сопротивление, σв, МПа | 930 | |||
| Относительное | удлинение δ5, % | 11 | ||
| сужение Ψ, % | 55 | |||
| Ударная вязкость KCU, Дж/см 2 | 88 | |||
| Размер сечения заготовок для термической обработки (диаметр круга или сторона квадрата), мм | 15 | |||
Механические свойства заготовки диаметром 70 мм в зависимости от температуры отпуска
| tотп, °С | σ0,2, МПа | σв, МПа | δ5, % | ψ, % | KCU, Дж/см 2 | Твердость HB |
| 200 | 1270 | 1370 | 12 | 60 | 98 | 400 |
| 300 | 1130 | 1270 | 13 | 68 | 78 | 380 |
| 400 | 1080 | 1200 | 14 | 68 | 83 | 375 |
| 500 | 930 | 1030 | 19 | 70 | 118 | 280 |
| 600 | 670 | 730 | 24 | 75 | 167 | 230 |
ПРИМЕЧАНИЕ: Закалка с 800 °С в масле.
Механические свойства в зависимости от сечения
| Сечение, мм | σ0,2, МПа | σв, МПа | δ5, % | ψ, % | KCU, Дж/см 2 | Твердость HRCэ поверхности |
| 10 | 1080 | 1220 | 13 | 60 | 157 | 35 |
| 15 | 780 | 980 | 16 | 65 | 152 | 32 |
| 20 | 730 | 880 | 16 | 70 | 165 | 30 |
| 25 | 640 | 830 | 20 | 70 | 192 | 28 |
ПРИМЕЧАНИЕ. Ложная цементация при 910 °С, 9 ч; закалка с 810 °С в масле; отпуск при 200 °С, охл. на воздухе.
| tисп, °С | σ0,2, МПа | σв, МПа | δ5, % | ψ, % | KCU, Дж/см 2 |
| 20 | 540 | 670 | 21 | 75 | 274 |
| 200 | 520 | 630 | 20 | 74 | 216 |
| 300 | 500 | 630 | 12 | 70 | 211 |
| 400 | 430 | 530 | 20 | 75 | 181 |
| 500 | 390 | 410 | 19 | 86 | 142 |
| 550 | 240 | 260 | 21 | 82 | — |
ПРИМЕЧАНИЕ. Отжиг при 880-900 °С; закалка с 860 °С в масле; отпуск при 600 °С, 3 ч.
Механические свойства прутка
| Источник | Термообработка | Сечение, мм | σ0,2, МПа | σв, МПа | δ5, % | ψ, % | KCU, Дж/см 2 | Твердость не более |
| не менее | ||||||||
| ГОСТ 4543-71 | Закалка с 860 °С в воде или масле; закалка с 760-810 °С в воде или масле; отпуск при 180 °С, охл. на воздухе или в масле | 15 | 685 | 930 | 11 | 55 | 88 | — |
| Цементация при 920-950 °С; закалка с 800-820 °С масле; отпуск при 160-200 °С, охл. на воздухе | 60 100 | 830 690 | 980 830 | 12 10 | 55 50 | 118 78 | HRCэ (59-64) *1 , HB 303 *2 HRCэ (57-63) *1 , HB 250 *2 | |
Ударная вязкость прутков сечением 10 мм, KCU
| Термообработка | KCU, Дж/см 2 при температуре, °С | |
| +20 | -40 | |
| Закалка с 850 °С в масле; отпуск при 200 °С, 1 ч; HRCэ 37 | ||
Механические свойства при повышенных температурах
| tисп, °С | σ0,2, МПа | σв, МПа | δ5, % | ψ, % |
| 700 | 70 | 140 | 41 | 78 |
| 800 | 29 | 89 | 61 | 97 |
| 900 | 27 | 68 | 58 | 100 |
| 1000 | 23 | 44 | 63 | 100 |
| 1100 | 23 | 43 | 73 | 100 |
| 1200 | 12 | 25 | 70 | 100 |
| 1250 | 10 | 18 | 67 | 100 |
ПРИМЕЧАНИЕ: Образец диаметром 10 мм и длиной 50 мм, кованый и отожженый.
Скорость деформирования 5 мм/мин; скорость деформации 0,002 1/с.
Предел выносливости
| Характеристики прочности | σ-1, МПа | τ-1, МПа |
| σ-1 = 680 МПа; σв = 960 МПа; HB 322 | 382 | — |
| σ-1 = 610 МПа; σв = 730 МПа; HB 238 | 338 | 230 |
| σв = 690 МПа; n = 10 δ | 382-461 | 216-255 |
| σв = 910 МПа | 441 | 245 |
Технологические свойства
Температура ковки, °С: начала 1220, конца 800. Сечения до 100 мм охлаждаются на воздухе, сечения 101-300 мм — в яме.
Свариваемость — ограниченная. Способы сварки: РДС, АДС под флюсом.
Обрабатываемость резанием — Kv тв.спл. = 1,26 и Kv б.ст. = 0,95 в горячекатаном состоянии при НВ 183-187.
Склонность к отпускной хрупкости — склонна.
Прокаливаемость (ГОСТ 4543-71)
| Твердость HRCэ на расстоянии от торца, мм (закалка 849 °С) | |||||||||
| 1,5 | 3,0 | 4,5 | 6,0 | 7,5 | 9,0 | 12 | 15 | 21,0 | 27,0 |
| 88,5-43 | 37-43 | 35-42 | 31,5-41 | 25-40,5 | 22-38,5 | 35 | 32 | 28,5 | 26,5 |
Полоса прокаливаемости стали 12ХНЗА после нормализации при 850 °С и закалки с 840 °С приведена на рисунке ниже.
Сталь 20ХН3А конструкционная легированная
Согласно ГОСТ 4543-2016 цифра 20 в обозначении стали указывает среднюю массовую долю углерода в стали в сотых долях процента, т.е. углерода в стали 20ХН3А около 0,2%
Буква Х указывает что в стали содержится хром, отсутствие цифр за буквой указывает, что хрома в стали содержится до 1,5%.
Буква Н указывает что в стали содержится никель, цифра 3 за буквой указывает, что никеле в стали содержится примерно до 3%.
Буква А в конце обозначения марки стали указывает, что сталь 20ХН3А является высококачественной, т.е. с повышенными требованиями к химическому составу и макроструктуре металлопродукции из нее по сравнению с качественной сталью.
- Сортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 4543-71, ГОСТ 2590-88, ГОСТ 2591-88, ГОСТ 2879-88.
- Калиброванный пругок ГОСТ 7417-75, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78, ГОСТ 1051-73.
- Шлифованный пруток и серебрянка ГОСТ 14955-77. Полоса ГОСТ 103-76.
- Поковка и кованая заготовка ГОСТ 1133-71, ГОСТ 8479-70. Труба ОСТ 14-21-77.
Характеристики и применение
Сталь 20ХН3А относится к стали высокой прокаливаемости. Наряду с высокой прокаливаемостью, обладает очень высокими механическими свойствами. Преимщества этой стали
по сравнению с менее легированными проявляется лишь в изделиях диаметром или толщиной более 75-100 мм.
Сталь 20ХН3А применяется для изготовления деталей (в том числе цементуемых деталей) к которым предъявляются требования высокой прочности, пластичности и вязкости сердцевины и высокой поверхностной твердости, работающие под действием ударных нагрузок и при отрицательных температурах.
- шестерни,
- валы,
- втулки,
- силовые шпильки,
- болты,
- муфты,
- червяки и другие цементируемые детали
В нефтеной, нефтехимической и газовой промышленности сталь 20ХН3А применяется после цементации для изготовления высоконагруженных деталей, работающих при больших скоростях и ударных нагрузках:
- шестерен,
- кулачковых муфт,
- силовых шпилек,
- валиков,
- втулок,
- зубчатых,
- колес тяжелонагруженных и быстроходных зубчатых передач буровых установок,
- собачек роторных клиньев,
- сухарей трубных ключей и т. д.
Эту сталь используют также для изготовления шарошек, и лап буровых долот.
Цементация этой стали проводится при температуре 930-960 °C. После цементации рекомендуется проводить двойную закалку с низким отпуском. Первая закалка обычно производится с цементационного нагрева в масле, вторая закалка с температуры 750-790°С, отпуск — при температуре 180-200°С.
Для уменьшения количества остаточного аустенита в цементованном слое после первой закалки рекомендуется проводить высокий отпуск при температуре 630-650°С.
| C | Mn | Si | Cr | Ni | Р | S | Cu |
| не более | |||||||
| 0,17-0,24 | 0,30-0,60 | 0,17-0,37 | 0,60-0,90 | 2,75-3,15 | 0,025 | 0,025 | 0,30 |
Химический состав (ГОСТ 4543-2016)
| Массовая доля элементов,% | |||||||||
| C | Si | Mn | Cr | Ni | Mo | Al | Ti | V | B |
| 0,17-0,24 | 0,17-0,37 | 0,30-0,60 | 0,60-0,90 | 2,75-3,15 | — | — | — | — | — |
ПРИМЕЧАНИЯ: В стали всех марок, за исключением легированных вольфрамом, молибденом, ванадием и титаном, допускается массовая доля остаточных элементов, не более:
- вольфрама — 0,20 %,
- молибдена — 0,11 %,
- ванадия — 0,05 %
- остаточного или преднамеренно введенного титана — не более 0,03 %.
- Для цементуемых сталей допускается введение алюминия, при этом массовая доля общего алюминия должна быть не менее 0,020 %.
Применение стали 20ХН3А для изготовления крепежных деталей (ГОСТ 32569-2013)
| Технические требования | Допустимые параметры эксплуатации | Назначение | |
| Температура стенки, °С | Давление среды, МПа (кгс/см2), не более | ||
| СТП 26.260.2043 | От -70 до +425 | 16(160) | Шпильки, болты, гайки |
Применение стали 20ХН3А для изготовления крепежных деталей (ГОСТ 33259-2015)
| Стандарт или ТУ на материал | Параметры применения | |||
| Болты, шпильки | Гайки | |||
| Температура рабочей среды, ºС | РN, кгс/cм 2 ,не более | Температура рабочей среды, ºС | РN, кгс/cм 2 ,не более | |
| ГОСТ 4543 | От –70 до 425 | PN 250 | От –70 до 425 | PN 250 |
Условия применения стали 20ХН3А для корпусов, крышек, фланцев, мембран и узла затвора,изготовленных из проката, поковок (штамповок) (ГОСТ 33260-2015)
| НД на поставку | Температура рабочей среды(стенки), °С | Дополнительные указания по применению |
| Сортовой прокат ГОСТ 4543. Поковки ГОСТ 8479 | От -70 до 450 | Для несварных узлов арматуры,эксплуатируемой в макроклиматическом районе с холодным климатом |
Условия применения стали 20ХН3А для крепежных деталей арматуры (ГОСТ 33260-2015)
| Стандарт или ТУ на материал | Параметры применения | |||||
| Болты, шпильки, винты | Гайки | Плоские шайбы | ||||
| Температура среды, ºС | Давление номинальное РN, МПа (кгс/cм 2 ) | Температура среды, ºС | Давление номинальное РN, МПа (кгс/cм 2 ) | Температура среды, ºС | Давление номинальное РN, МПа (кгс/cм 2 ) | |
| ГОСТ 4543 | От -70 до 425 | Не регламентируется | От -70 до 425 | Не регламентируется | От -70 до 450 | Не регламентируется |
Применение стали 20ХН3А для шпинделей и штоков (ГОСТ 33260-2015)
| НД на поставку | Температура рабочей среды (стенки), °С | Дополнительные указания по применению |
| Сортовой прокат ГОСТ 4543, ГОСТ 1051 | От -70 до 450 | Применяется для арматуры, эксплуатируемой в макроклиматическом районе с холодным климатом, после улучшающей термообработки (закалка и высокий отпуск) |
Твердость стали 20ХН3А по Бринелю
| Марка стали | Твердость в отожженном или отпущенном состоянии, НВ | |
| Диаметр отпечатка в мм, не менее | Число твердости, не более | |
| 20ХНЗА | 3,9 | 241 |
Термообработка
Сталь 20ХН3А может подвергаться улучшению. Закалка стали этой марки производится в масле с температуры 820 — 860 °C с последующим отпуском при температуре 550-650 °C, иногда с низким отпуском при температуре 200-220 °C.
При проведении термической обработки необходимо учитывать значительную склонность этой стали к отпускной хрупкости, в связи в чем изделия из стали 20ХН3А при высоком отпуске следует охлаждать быстро (например, в масле). Кроме того, необходимо иметь в виду, что после нормального отжига не достигается достаточного понижения твердости и сталь 20ХН3А характеризуется плохой обрабатываемостью, поэтому в качестве предварительной термической обработки рекомендуется изотермический отжиг или длительная выдержка при температуре 640-650 °С.
Механические свойства
| Источник | Состояние поставки | Сечение, мм | КП | σ0,2, МПа | σв, МПа | δ5, % | ψ, % | KCU, Дж/см 2 | Твердость HB, не более |
| не менее | |||||||||
| ГОСТ 4543-71 | Пруток. Закалка с 820 °С в масле; отпуск при 500 °С, охл. в воде или масле | 15 | — | 735 | 930 | 12 | 55 | 108 | — |
| ГОСТ 8479-70 | Поковка. Закалка+отпуск | До 100 | 590 685 | 590 685 | 735 835 | 14 13 | 45 42 | 59 59 | 235-277 262-311 |
| Цементация при 920-950 °С; нормализация при 870-890 °С, охл. на воздухе *1 ; отпуск при 630-660°С, охл. на воздухе *2 ; закалка с 790-810°С в масле; отпуск при 180-200°С, охл. на воздухе | 100 | — | 690 | 830 | 11 | 50 | 69 | 240 *2 HRCэ 57-63 *3 | |
- *1 Операции применяются для ответственных деталей сложной конфигурации с целью понижения устойчивости остаточного аустенита в цементационном слое,получение более высокой и равномерной твердости с поверхности после закалки и низкого отпуска и уменьшения деформации.
- *2 Сердцевина
- *3 Поверхность
| Сечение, мм | σ0,2, МПа | σв, МПа | δ5, % | ψ, % | KCU, Дж/см 2 | Твердость HRCэ поверхности |
| Закалка с 850 °С в масле; отпуск при 200 °С, охл. на воздухе | ||||||
| 5 | 1220 | 1420 | 12 | 55 | 86 | 44 |
| 15 | 1180 | 1370 | 13 | 65 | 76 | 44 |
| 20 | 1080 | 1270 | 13 | 65 | 89 | 44 |
| Закалка с 880 °С в масле; отпуск при 600 °С, охл. на воздухе | ||||||
| 30 | 700 | 800 | 20 | 70 | 167 | — |
| 50 | 610 | 730 | 19 | 71 | 167 | — |
| 80 | 580 | 700 | 23 | 68 | 167 | — |
| 220 | 510 | 660 | 14 | 51 | 167 | — |
| 220 *1 | 570 | 690 | 23 | 67 | 157 | — |
ПРИМЕЧАНИЕ: *1 Место вырезки образца — край.
Механические свойства в зависимости от температуры отпуска
| tотп, °С | σ0,2, МПа | σв, МПа | δ5, % | ψ, % | KCU, Дж/см 2 | Твердость HRCэ |
| 200 | 1270 | 1510 | 15 | 60 | 73 | 43 |
| 300 | 1260 | 1370 | 12 | 62 | 54 | 42 |
| 400 | 1180 | 1260 | 13 | 64 | 59 | 39 |
| 500 | 960 | 1000 | 19 | 66 | 83 | 32 |
| 600 | 720 | 780 | 24 | 73 | 162 | 22 |
ПРИМЕЧАНИЕ: Нормализация при 860°С, охл. на воздухе; закалка с 810 °С в масле.
Механические свойства металлопродукции (ГОСТ 4543-2016)
| Режим термической обработки | Механические свойства, не менее | Размер сечения заготовок для термической обработки (диаметр круга или сторона квадрата), мм | ||||||||
| Закалка | Отпуск | Предел текучести στ, Н/мм 2 | Временное сопротивление σδ, Н/мм 2 | Относительное | Ударная вязкость KCU, Дж/см 2 | |||||
| Температура,°С | Среда охлаждения | Температура,°С | Среда охлаждения | Удлинение, δ5,% | Cужение, ψ,% | |||||
| 1-й закалки или нормализации | 2-й закалки | |||||||||
| 820 | — | Масло | 500 | Вода или масло | 735 | 930 | 12 | 55 | 108 | 15 |
- При термической обработке заготовок или образцов по режимам, указанным в настоящей таблице, допускаются следующие отклонения по температуре нагрева:
- при закалке, нормализации ±15 °С;
- при низком отпуске ±30 °С;
- при высоком отпуске ±50 °С.
- Металлопродукцию сечением менее указанного в настоящей таблице подвергают термической обработке в полном сечении.
- Допускается проводить термическую обработку на готовых образцах.
- Допускается перед закалкой проводить нормализацию. Для металлопродукции, предназначенной для закалки токами высокой частоты (ТВЧ), нормализацию перед закалкой проводят с согласия заказчика.
- Допускается проводить испытания металлопродукции из стали всех марок после одинарной закалки, при условии соблюдения норм, приведенных в настоящей таблице.
- Для металлопродукции круглого сечения испытание на ударный изгиб проводят, начиная с диаметра 12 мм и более.
- Для металлопродукции с нормируемым временным сопротивлением не менее 1180 Н/мм 2 допускается понижение норм ударной вязкости на 9,8 Дж/см 2 при одновременном повышении временного сопротивления не менее чем на 98 Н/мм 2 .
- Нормы механических свойств, указанные в настоящей таблице, относятся к образцам отобранным от металлопродукции диаметром или толщиной до 80 мм включительно.
- При контроле механических свойств металлопродукции диаметром или толщиной свыше 80 до 150 мм включительно допускается понижение относительного удлинения на 2 абс. %, относительного сужения на 5 абс. % и ударной вязкости на 10 %. При контроле механических свойств металлопродукции диаметром
Предел выносливости при n=10
| Термообработка | σ-1, МПа | τ-1, МПа |
| Закалка с 820 °С в масле; отпуск при 200 °С; σв = 960 МПа | 382 | — |
| Закалка с 820 °С в масле; отпуск при 500 °С; σв = 730 МПа | 338 | 225 |
| Закалка с 800 °С в масле; отпуск при 500 °С;σв = 940 МПа | 421 | — |
Ударная вязкость прутков KCU
| Сечение заготовки, мм | Термообработка | KCU, Дж/см 2 при температуре, °С | |||
| +20 | -20 | -40 | -50(-60) | ||
| 10 | Закалка с 850 °С в масле; отпуск при 200 °С | 86 | — | 85 | 64 |
| 30 | Закалка с 880 °С в масле; отпуск при 560 °С | 167 | — | 69 | 64 |
| 50 | То же | 167 | — | 83 | 73 |
| 80 | Закалка с 810°С в масле; отпуск при 600°С | 196 | 122 | 100 | (86) |
| 220 | Закалка с 880°С в масле; отпуск при 630°С | 167 | — | 118 | 78 |
- Температура ковки, °С: начала 1220, конца 800. Заготовка сечением до 100 мм охлаждается на воздухе, сечения 101-300 мм — в яме.
- Свариваемость — ограниченно свариваемая. Способы сварки: РДС, АДС под флюсом.
- Обрабатываемость резанием — Kv б.ст. = 0,95 в горячекатаном состоянии при НВ 177 и σв=610 МПа.
- Склонность к отпускной хрупкости — склонна.
- Флокеночувствительность — чувствительна.
Полоса прокаливаемости стали 20ХНЗА после нормализации при 850 °С и закалки с 830 °С приведена на рисунке.
Сталь конструкционная легированная 30ХН3М2ФА
На данной страничке приведены технические, механические и остальные свойства, а также характеристики стали марки 30ХН3М2ФА.
Классификация материала и применение марки 30ХН3М2ФА
Марка: 30ХН3М2ФА
Классификация материала: Сталь конструкционная легированная
Применение: диски паровых турбин.
Химический состав материала 30ХН3М2ФА в процентном соотношении
Механические свойства 30ХН3М2ФА при температуре 20 o С
Технологические свойства 30ХН3М2ФА
| Механические свойства : | |
| s в | - Предел кратковременной прочности , [МПа] |
| s T | - Предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), [МПа] |
| d 5 | - Относительное удлинение при разрыве , [ % ] |
| y | - Относительное сужение , [ % ] |
| KCU | - Ударная вязкость , [ кДж / м 2 ] |
| HB | - Твердость по Бринеллю , [МПа] |
| Свариваемость : | |
| без ограничений | - сварка производится без подогрева и без последующей термообработки |
| ограниченно свариваемая | - сварка возможна при подогреве до 100-120 град. и последующей термообработке |
| трудносвариваемая | - для получения качественных сварных соединений требуются дополнительные операции: подогрев до 200-300 град. при сварке, термообработка после сварки - отжиг |
Обращаем ваше внимание на то, что данная информация о марке 30ХН3М2ФА, приведена в ознакомительных целях. Параметры, свойства и состав реального материала марки 30ХН3М2ФА могут отличаться от значений, приведённых на данной странице. Более подробную информацию о марке 30ХН3М2ФА можно уточнить на информационном ресурсе Марочник стали и сплавов. Информацию о наличии, сроках поставки и стоимости материалов Вы можете уточнить у наших менеджеров. При обнаружении неточностей в описании материалов или найденных ошибках просим сообщать администраторам сайта, через форму обратной связи. Заранее спасибо за сотрудничество!
Читайте также: