Характеристика материала 30ХГСА

    Характеристика  материала 30ХГСА 

 
 

Химический  состав в % материала 30ХГСА

Температура критических точек  материала 30ХГСА

 

Физические  свойства материала 30ХГСА

 

Технологические свойства материала 30ХГСА

 

Обозначения:

    Физические  свойства :

    T - Температура, при которой получены  данные свойства , [Град]

    E - Модуль упругости первого рода , [МПа]

a - Коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон - T),        [1/Град]

    l - Коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала) , [Вт/(м·град)]

    r - Плотность материала , [кг/м3]

    C - Удельная теплоемкость материала  (диапазон  - T ), [Дж/(кг·град)]

    R - Удельное электросопротивление, [Ом·м] 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    Назначение

    Различные улучшаемые детали: валы, оси, зубчатые колеса, фланцы, корпуса обшивки, лопатки компрессорных машин, работающие при температуре до 200°С, рычаги, толкатели, ответственные сварные конструкции, работающие при знакопеременных нагрузках, крепежные детали, работающие при низких температурах. 

    Вид поставки

    Сортовой  прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 4543-71, ГОСТ 259071, ГОСТ 2591-71, ГОСТ 2879-69, ГОСТ 10702-78.

    Калиброванный пруток ГОСТ 7417-75, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78, ГОСТ 10702-78, ГОСТ 1051-73.

    Шлифованный пруток и серебрянка ГОСТ 14955-77.

    Лист  толстый ГОСТ 11269-76.

    Лист  тонкий ГОСТ 11268-76.

    Полоса  ГОСТ 103-76.

    Поковки и кованые заготовки ГОСТ 1133-71, ГОСТ 8479-70.

    Трубы ГОСТ 8731-87, ГОСТ 8732-78, ГОСТ 8733-87, ГОСТ 8734-75, ГОСТ 21729-76, ГОСТ 13663-68, ГОСТ 9567-75. 
 
 

    Автоматическая  сварка под флюсом

    Автоматическая  сварка под флюсом рекомендуется  при толщине свариваемого металла  свыше 4 мм с получением прямолинейных  и кольцевых (диаметром 80 мм и выше) швов. При толщине свариваемого металла  менее 4 мм наблюдается коробление и  увеличенное число дефектов в  шве. Однако при необходимости под  флюсом сваривают и детали с толщиной кромок 2—3 мм. Сварку под флюсом можно  производить как на переменном, так  и на постоянном токе. Диаметр сварочных проволок 2—5 мм.

    Автоматическую  сварку под флюсом можно выполнять  как с разделкой кромок (при  больших толщинах деталей), так и  без нее. Для предупреждения прожогов при односторонней сварке применяют  остающиеся (стальные) и съемные  подкладки (медные или в виде флюсовой подушки). При применении медных подкладок  медь может попасть в металл шва, что вызывает образование горячих  трещин. С целью предупреждения попадания  меди и более качественного формирования проплава иногда применяют флюсо-медную подкладку. Применение остающихся приваренных стальных подкладок при сварке высокопрочных сталей в некоторых случаях, например, замыкающих швов сосудов из стали ЗОХГСА, приводит к образованию трещин в корне шва (рисунок 1,а) при сварке, а иногда и при термической обработке (если состав материала подкладки отличен от состава основного металла изделия). В этом случае целесообразно применять дополнительную тонкую «плавающую» подкладку толщиной 1,0—1,5 мм, предупреждающую приваривание основной подкладки (рисунок 1,б).

    

    Рисунок 1. Схема использования  плавающей подкладки, предупреждающей  появление трещин корня шва.

    Подкладные  кольца и замковые соединения для сварки стали 30ХГСА не рекомендуются, так как они снижают надежность изделия в эксплуатации. Вместо подкладных колец первые слои целесообразно выполнять аргонодуговой сваркой на весу. Электродную проволоку Св-18ХМА при сварке сталей 10Г2А и 12Г2А целесообразно применять для повышения прочности сварных соединений при статических, вибрационных и повторно-статических нагрузках. Сварку под флюсом АН-348-А производят на постоянном или переменном токе, а под флюсом АН-15 на постоянном токе обратной полярности.

    При сварке легированных сталей под кислыми  флюсами ОСЦ-45 и АН-348 наблюдается  чувствительность к горячим и  холодным трещинам более высокая, чем  при сварке качественными электродами  или при сварке в защитных газах. Для увеличения сопротивляемости сварных  швов к горячим трещинам, а также  повышения пластичности и ударной  вязкости металла шва используют основные флюсы, такие как АН-26, АН-20, 48-ОФ-Ю, обеспечивающие более высокую  чистоту металла шва по сере и  окисным включениям. Во избежание  пористости и наводороживания швов флюсы перед сваркой необходимо прокаливать, с тем чтобы их влажность не превышала 0,1%. Это достигается нагревом флюсов до 300— 350 С с выдержкой 2—3ч. Конструкционные низко- и среднелегированные стали сваривают под флюсом, как правило, без подогрева. Подогрев усложняет ведение сварочного процесса. Только в случае сварки жестких узлов, а также сварки сталей 30ХГСА и 30ХГСНА большой толщины применяют подогрев при 250—300 0С. После сварки во всех случаях необходим общий отпуск при 600° С или местный при 300 0С для предупреждения образования холодных трещин. Иногда для сварки сталей 30ХГСА и 30ХГСНА можно использовать высоколегированную коррозионно-стойкую проволоку, обеспечивающую аустенитную или аустенитно-мартенситную структуру шва. Прочность таких швов уступает прочности основного металла, однако высокий запас пластичности обеспечивает достаточно хорошую работоспособность конструкции.

    Сварка  в защитных газах

    Дуговую сварку в защитных газах можно  осуществлять в среде как инертных, так и активных газов. При этом предпочтение следует отдавать автоматической и полуавтоматической сваркам, обеспечивающим наилучшее качество швов и высокую  производительность процесса.

    В качестве инертных газов используют чистый аргон Б и В по ГОСТ 10157 и технический гелий первого сорта по МРТУ 51-77; в качестве активного газа используют сварочный углекислый газ по ГОСТ 8050. Сварка может быть осуществлена неплавящимся (вольфрамовым) и плавящимся электродами. При сварке в активном газе применяют только плавящийся электрод. В качестве не-плавящихся электродов для ручной и автоматической сварок на постоянном токе прямой полярности применяют вольфрамовые прутки по ТУ ВМ2-529, лантанированные вольфрамовые прутки ВЛ-2 и ВЛ-10 по СТУ 45ЦМ-1150, а также прутки из торированного вольфрама ВТ15 по ТУ 11ЯЕ.0021-056 и итрированного вольфрама СВИ-1 по ТУ 48-42-73; при сварке на переменном токе применяют чистые вольфрамовые прутки по ТУ ВМ2-529. Активированный вольфрам при постоянном токе повышает стабильность катодного пятна на конце электрода, вследствие чего повышается устойчивость дуги в широком диапазоне рабочих токов.

    Для предупреждения образования пор  рекомендуется применять присадочные  материалы с повышенным содержанием  раскислителей Si и Мn (Св-08Г2С; Св-12ГС; Св-08ГСМТ и др.). На свойства металла шва влияет качество углекислого газа. Повышенное содержание в нем водяных паров и воды способствует образованию пор даже при хорошей защите от воздуха и надлежащем количестве кремния и марганца в сварочной ванне. Сварку легированных сталей следует выполнять без присадки или с присадкой, аналогичной или близкой по составу основному металлу. Для повышения стойкости металла шва против образования горячих трещин при применении плавящегося электрода сварку металла с повышенным содержанием углерода (более 0,25%) рекомендуется выполнять с минимальным расплавлением основного металла. Для предупреждения появления горячих трещин в металле шва при сварке сталей типа «хромансиль» рекомендуется применять сварочную проволоку Св-08Г2СМ. При многослойной сварке изделий из сталей «хромансиль», подвергаемых упрочняющей термической обработке, рекомендуется применять проволоку Св-08Х3Г2СМ. В качестве защитной среды при сварке проволокой Св-18ХМА рекомендуется газовая смесь аргона с 5% СО2, обеспечивающая при сварке хорошее формирование сварных швов и незначительное разбрызгивание.

    Формирование  сварных швов улучшается при сварке конструкционных сталей с использованием смеси газов — аргона и гелия (до 25%); чтобы избежать пористости в  шве, а также улучшить устойчивость горения дуги при сварке на переменном токе, дополнительно вводят небольшое  количество кислорода (до 1%). При сварке в среде защитных газов легированных конструкционных сталей (25ХГСА, 30ХГСА, 28ХЗСНМВФА) и др. иногда наблюдается  пористость в сварных швах, вызываемая повышенным содержанием газов, особенно азота в основном металле (более 0,02—0,03%). В этом случае борьба с пористостью  путем подбора проволоки, защитных газов, режимов сварки и других технологических  мероприятий является малоэффективной, необходим отбор плавок, содержащих менее 0,02% азота.

    В процессе сварки обратную сторону сварочного шва надо защищать от воздействия  воздуха путем подачи аргона в  продольную канавку в подкладке  из коррозионно-стойкой стали. Глубина  канавки составляет примерно половину толщины свариваемой стали, а  ширина — четыре-шесть толщин. Чем  меньше толщина свариваемого металла, тем шире зона разогрева основного  металла до высоких температур и  тем более необходимо защищать его  с обратной стороны.  
 

    Список  используемой литературы

1. Марочник сталей и сплавов / В.Г.Сорокин, А. В.Волосников, С. А. Вяткин; Под общей ред. В.Г.Сорокина - М.: Машиностроение, 1989
2. Теория сварочных процессов: Учебник  для вузов / А. В. Коновалов, А. С. Куркин, Э. Л. Макаров, В. М. Неровный, Б. Ф. Якушин; Под ред. В. М. Неровного. – М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2007
3. Потапьевский А.Г. Сварка в защитных газах плавящимся электродом. – М.: Машиностроение, 1974