Сталь 30: описание, характеристики, свойства конструкционного сплава

Одно из важнейших мест в промышленности занимают изделия из металла. Более 90 % от общего объема отводится железу и его сплавам – чугун, сталь и др. Стальные изделия по праву считаются незаменимыми в различных отраслях производства.

Описание конструкционного углеродистого сплава

Относится к нелегированным качественным углеродистым сплавам.

Используется для изготовления:

• цилиндров;
• шпинделей;
• валов;
• соединительных муфт;
• звездочек;
• рычагов;
• серег;
• болтов и других неответственных деталей.

Характеристики

Твердость

Определяющий фактор – наличие углерода в сплаве.

По Бринеллю, HB

• После отжига – 10 ^-1 = 179 Мпа.
• Калиброванного нагортованного – 10^-1 = 207 МПа.
• Горячекатаного отожженного – 10^-1 = 156 МПа.

По Роквеллу, HRB

Шкала B – после отжига 88,6 Мпа.

Плотность качественного материала

Плотность стали 30 = 7850 кг/м³, обозначается символом ρ_n.

Марка

Марка стали имеет средний уровень прочности и вязкость сердцевины, используется для изготовления малонагруженных деталей.

Продукция:

• плоский, сортовой, фасонный прокат;
• калиброванный пруток;
• шлифовальный пруток и серебрянка;
• лист толстый и тонкий;
• проволока;
• кованые заготовки и поковки.

Химический состав

Указан в %, не более:

• Fe (железо) ~ 97 %.
• C (углерод) – 0,27–0,35 %.
• Si (кремний) – 0,17–0,37 %.
• Mn (марганец) – 0,5–0,8 %.
• S (сера) – 0,035 %.
• P (фосфор) – 0,030 %.
• Cr (хром) – 0,25 %.
• Ni (никель) – 0,30 %.
• Cu (медь) – 0,30 %.

Предел прочности

Символ обозначения ơ_в, единица измерения МПа

Предел текучести

После нормализации: Т = 20 °C, прокат. Не менее 295 H/мм², или 30 кгс/мм². Продукт прошел закалку и отпуск (не менее)

Ударная вязкость сплава

Единица измерения – Дж/см². Символы обозначения – KC, U – образец с полукруглым надрезом, «Менаже». Ударная вязкость (KCU) не менее 78 Дж/см². KCU, Дж/см² при определенном температурном воздействии, °С

Примечание: исследуемая заготовка диаметром 60 мм.

Температурный режим эксплуатации

Определяется критическими точками нагрева и охлаждения металла в твердом виде, при которых происходит изменение фазового состояния и структуры стали. Условные обозначения:

• А₁ – нижняя критическая точка;
• А₃ – верхняя критическая точка;
• c – нагрев;
• r – охлаждение;
• Mn – температура начала мартенситного превращения.

Механические свойства

Условные обозначения (символы):

• y (%) – относительное сужение;
• d5 (%) – относительное удлинение (при разрыве);
• sT (Мпа) – предел текучести;
• SB (Мпа) – предел кратковременной прочности.

Отпускная хрупкость

К отпускной хрупкости сталь 30 не склонна.

Свариваемость

Сплав металла относится к ограниченно свариваемому. Допустимы следующие способы сварки:

• дуговая ручная (РДС);
• автоматическая дуговая (АДС) под флюсом с газовой защитой;
• электрошлаковая (ЭШС).

Перед началом сварки необходим прогрев стали с целью профилактики трещин.

Группа стали

Данный сплав принадлежит к группе нелегированных конструкционных углеродистых сталей, которые используются для изготовления деталей невысокой прочности. Считается качественным, недорогостоящим.

Государственный стандарт (ГОСТ) проката

• Сортовой прокат, а также фасонный – ГОСТ 1050-88, 2590-2006, 2591-2006, 2879-2006, 8509-93, 8510-86, 8240-97, 8239-89.
• Пруток (калиброванный) – ГОСТ 7417-75, 8550-75, 8560-78, 10702-8.
• Серебрянка – ГОСТ 14955-77, 10702-78.
• Лист толстый – ГОСТ 19903-74, 1577-93.
• Тонкий – ГОСТ 16523-97.
• Лента – ГОСТ 6009-74, 2284-79, 10234-77.
• Полоса – ГОСТ 103-2006, ГОСТ 82-70, ГОСТ 1577-93.
• Проволока – ГОСТ 17305-91, 5663-79.
• Заготовки кованые, поковки – ГОСТ 8479-70, 1133-71.

Цена в 2021 г

Отмечается высокий скачок цен на металлопродукцию.

• Сталь 30: 100 мм, 105 мм, 110 мм…130 мм, 140 мм…240 мм – 47 руб/кг.
• Проволока: от 38 100,00 руб/т.
• Швеллер: 75 000,00 руб/т.
• Лист горячекатаный: от 39 500,00 руб/т.

Расшифровка маркировки и содержание углерода

При расшифровке учитывается содержание углерода в продукте (0,30 %). Из этого исходит наличие цифры 30.

Область применения

• Промышленность, сельское хозяйство, строительство: оси, лопасти, фланцы, лопасти глиномешалок, крюки и элеваторы, талевые блоки и крон-блоки, серьги, шпиндели, цилиндры, прессы, звездочки, муфты соединительные, швеллеры.
• ТЭС, АЭС: детали для теплогенерирующего и энергетического оборудования.
• Для производства сортового и фасонного проката, крупных поковок, тонко- и толстолистового проката.
• Нефтеперерабатывающая промышленность: болты, запорные элементы арматуры (используемые при t ниже 300 °С в антикоррозионных условиях), решетки теплообменников, поршневые штоки, валы паровых частей насоса.

Применение в нормализованном состоянии: крюки, фланцы, грунд-буксы вертлюгов, установочные кольца – детали, испытывающие незначительное напряжение.

Продукт прошел закалку и высокий отпуск:

• траверсы;
• оси;
• валики;
• валы насосов (центробежных);
• вилков лебедок для бурения.

В условиях развития сельского хозяйства изделия из сплава Ст 30 получили широкое распространение и актуальность.

Свойства Ст 30

1. Не склонна к образованию закалочных структур.
2. Характерна повышенная твердость.
3. После нормализации понижается пластичность, прочность повышается.
4. Имеет устойчивое сопротивление разрывам.
5. Выдерживает ударные нагрузки.
6. Характерно равномерное прокаливание поверхностных слоев.
7. Дешевый конструктивный материал.

Технологические

• Ковка – степень теплоты ковки в начале 1280 °C, в конце 750 °C.
  Для информации: заготовки, размер сечения которых менее 800 мм, проходят самоохлаждение на воздухе.
• Отношение к различным видам сварки – считается ограниченно свариваемой.
• Чувствительность к флокенам – отсутствует.
• Отпускная хрупкость (склонность) – не склонна.
• Резание (обрабатываемость) – в горячекатаном состоянии при HB 143 и s­_в = 460 МПа: K_v быстрорежущая сталь = 1,7.

Физические

Условные обозначения (символы):

• r (кг/м³) – плотность;
• C (Дж/кг. град) – удельная теплоемкость;
• I (Вт/(м.град) – коэффициент теплопроводности;
• a (1/Град) – линейное расширение (показательный коэффициент);
• E (МПа) – показатель модуля упругости.

Аналоги

• Отечественные аналоги. Сплавы марок 25, 35.
• Зарубежные аналоги. США, Германия, Китай, Польша, Япония, Франция, Англия, Евросоюз, Италия, Болгария, Румыния, Чехия производят сплав, идентичный Ст 30.

Для сборки надежных и высококачественных конструкций необходимы детали, обладающие определенной жесткостью и износостойкостью. Изделия из стали 30 полностью соответствуют необходимым требованиям к составным элементам с невысокой прочностью.