курсач. Чванов И. С. Производство и особенности внепечной обработки высококачественной стали 30хгса челябинск юурГУ

Марка 30ХГСА от обычных конструкционных сталей отличается повышенным значением прочности и устойчивости к ударным нагрузкам. Предел текучести равен 820 МПа. Полное разрушение стали происходит при нагрузке 980 МПа. Ударная вязкость составляет 127 КДж\м². Обладает высокими пластичными свойствами: относительное удлинение 11%, а сужение 50%. Устойчива при работе в условиях переменных нагрузок. Предел выносливости 30ХГСА больше стали 45 ровно в 2 раза и имеет значение 490 МПа. Износоустойчива. Твердость находится в пределах 45 – 50 единиц по шкале Роквелла. Сталь сохраняет свои механические характеристики при температуре вплоть до 400 ºС.

Маркировка 30ХГСА не относится к категории коррозионностойких материалов. Под влиянием водной среды на поверхности сплава начинает проступать ржавчина. Коррозионностойкость повышают путем использования специальных гальванических покрытий на основе хрома и цинка. Нанесение их осуществляется методом электролиза.

Высокая пластичность стали позволяет применять для ее обработки штамповку и ковку. Упругие свойства стали также способствуют резанию: фрезерование, зенкерование и прочее. Для увеличения производительности данного процесса сталь предварительно отжигают. 30ХГСА относится ко 2-ой группе свариваемости. Особенности проведения сварки заключаются в необходимости прогрева стали до 250 ºС, что позволяет снизить вероятность образования трещин. При соблюдении данных условий сварные швы способны выдерживать нагрузку от 300 до 490 МПа в зависимости от типа нагрузки.
1.2 Назначение выплавляемой стали
Изначально, сталь марки 30ХГСА разрабатывалась советскими учеными как материал для авиационной промышленности. Элементы управления, педали и другие механизмы самолетов середины 20 века полностью изготавливали из данного сплава. Но наука не стояла на месте. Спустя некоторое время благодаря характеристикам сталь 30ХГСА нашла применение и стала доступной для остальных сфер промышленности. И сразу же началось массовое использование стали машино- и станкостроением.

Благодаря всем вышеперечисленным характеристикам 30ХГСА имеет огромное практическое применение для разных отраслей промышленности: В строительстве из 30ХГСА делают крепеж, на который воздействует знакопеременный изгиб. Сюда относят анкерные болты, гайки, шпильки и прочее. До сих пор в авиастроении применяют как материал для изготовления расходных деталей самолетов: фланцы, валы и прочее. В машиностроении 30ХГСА нашла применение при производстве высокоответственных изделий, работающих в условиях переменных нагрузок: зубчатые передачи, шпиндели, валы, толкатели и т.д.

Для дальнейшего использования в производстве организована поставка следующего вида заготовки:

22.03.02.2020.980.00ПЗВКР

№ докум.№

Название	Чванов И. С. Производство и особенности внепечной обработки высококачественной стали 30хгса челябинск юурГУ
Анкор	курсач
Дата	12.04.2022
Размер	0.65 Mb.
Формат файла
Имя файла	6ccfb6d5-b186-467f-9889-3496b6c4628c.docx
Тип	Документы #465674
страница	2 из 29

1 2 3 4 5 6 7 8 9 ... 29

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Описание стали

Сталь 30ХГСА относится к группе легированных сталей. Состав ее регламентируется ГОСТ 4543-2016, согласно которому каждая буква и цифра обозначает определенное содержание определенных химических элементов и указана в таблице 1.
Таблица 1 – Химический состав стали 30ХГСА, ГОСТ 4543-2016 (в %)

Химический

элемент

Содержание,

%

0,28

0,34

0,9

1,2

0,8

1,1

≤ 0,025

0,8

1,1

≤ 0,3

Цифра 30 означает содержание углерода 0,28 – 0,34%. Углерод повышает твердость и прочность в сталях, но снижает пластичность и свариваемость. Х – хром (0,8 – 1,1%) повышает закаливаемость, коррозионную стойкость и жаропрочность сплава. Положительно влияет на сопротивление абразивному износу. Г – марганец (0,8 – 1,1%) удаляет вредные примеси кислорода и серы. Снижает риск образования окалин и трещин во время термообработки. Повышает качество поверхности. Помимо этого, способствует увеличению сталью пластичности и свариваемости. С – кремний также как марганец является сильным раскислителем. Повышает пластичность, не снижая при этом прочность. Увеличивает восприимчивость стали к термической обработке. Буква «А» расшифровывается как улучшенная. Это означает, что сталь прошла закалку с высоким отпуском. Особенности проведения закалки заключаются в нагреве стали до температуры 870 ºС и в последующем быстром охлаждении в масле или воде. Таким образом, происходит трансформация внутренней структуры, что способствует повышению механических характеристик 30ХГСА в 2,9 раза. Закалочные напряжения снимаются высоким отпуском: нагревом до 540 – 560 ºС. Помимо снятия напряжения, параллельно происходит увеличение упругих свойств. Сера (до 0,025%) и фосфор (до 0,025%) относятся к категории вредных примесей. Размеры их молекул слишком большие по сравнению со всеми вышеперечисленными элементами. Встраиваясь в кристаллическую сетку стали, сера и фосфор снижают ее устойчивость, тем самым снижая прочность сплава. Также в составе 30ХГСА имеется некоторый процент меди и никеля. Но их содержание настолько мало, что они не оказывают влияния на характеристики стали.

Плотность 7850 кг\м3. Температура солидус около 1500 ºС. Теплопроводность находится в пределах 30 – 38 Вт\м∙К в зависимости от значения температуры. Коэффициент линейного расширения в среднем составляет 12,2 1\град. Электросопротивление 210 мкОм∙мм.

22.03.02.2020.980.00ПЗВКР

Лист

Изм.

Лист

№ докум.№

Подпись

Дата

1 2 3 4 5 6 7 8 9 ... 29