Содержание
- Химический состав
- Стандарты
- Механические характеристики
- Характеристика стали марки БСт4пc
- Сталь-Максимум: Марка 30ХГСА
- Химический состав
- Сталь 30ХМА
- 30ХГСА
- Характеристики стали 10ХСНД
- Рисунок 5 – Продукты коррозии на поверхности трубы 735,5 мм из стали 30ХМА после 105 суток эксплуатации в скважине № 2 (см. таблицу 4): а, б – общий вид строения продуктов коррозии; в – распределение хрома по толщине слоя
- Рисунок 2 – Аварийная труба из стали 35Г2С: а – вторичные водородные трещины, параллельные плоскости основной трещины (металлографический шлиф); б – вид фасетки скола, образовавшейся на удлиненном сульфиде (внецентренный излом)
- Химический состав
Химический состав
| Стандарт | C | S | P | Mn | Cr | Si | Ni | Fe | Cu | V | Ti | Mo | W |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| TУ 14-1-1885-85 | 0.28-0.34 | ≤0.015 | ≤0.025 | 0.8-1.1 | 0.8-1.1 | 0.9-1.2 | ≤0.3 | Остаток | ≤0.25 | — | — | — | — |
| TУ 14-1-2765-79 | 0.28-0.34 | ≤0.015 | ≤0.025 | 0.8-1.1 | 0.8-1.1 | 0.9-1.2 | ≤0.3 | Остаток | ≤0.25 | ≤0.05 | ≤0.03 | ≤0.15 | ≤0.2 |
| TУ 14-4-385-73 | 0.28-0.34 | ≤0.025 | ≤0.025 | 0.8-1.1 | 0.8-1.1 | 0.9-1.2 | ≤0.3 | Остаток | ≤0.25 | ≤0.05 | ≤0.03 | ≤0.15 | ≤0.2 |
| TУ 14-1-4118-2004 | 0.28-0.34 | ≤0.025 | ≤0.025 | 0.8-1.1 | 0.8-1.1 | 0.9-1.2 | ≤0.3 | Остаток | ≤0.3 | ≤0.05 | ≤0.03 | ≤0.15 | ≤0.2 |
| ГОСТ 19277-73 | 0.28-0.34 | ≤0.011 | ≤0.015 | 0.8-1.1 | 0.8-1.1 | 0.9-1.2 | ≤0.3 | Остаток | ≤0.2 | — | — | — | — |
| ГОСТ 21729-76 | 0.28-0.34 | ≤0.011 | ≤0.015 | 0.8-1.1 | 0.8-1.1 | 0.9-1.2 | ≤0.3 | Остаток | ≤0.2 | ≤0.05 | ≤0.03 | ≤0.15 | ≤0.2 |
| TУ 14-3-674-78 | 0.28-0.34 | ≤0.005 | ≤0.025 | 0.8-1.1 | 0.8-1.1 | 0.9-1.2 | ≤0.3 | Остаток | — | — | — | — | — |
Fe — основа.
По ГОСТ 4543-71 регламентировано содержание в особовысококачественной стали: P≤0,025%; S≤0,015%; Сu≤0,25%.
По ТУ 14-1-2765-79 химический состав приведен для стали 30ХГСА-Ш.
По ТУ 14-1-3238-81 для стали марки 30ХГСА-СШ содержание S≤0,015%. Для стали марки 30ХГСА (селект) устанавливается содержание углерода на уровне С=0,27-0,32%.
По ТУ 14-3-674-78 химический состав приведен для стали 30ХГСА-ВД.
По ГОСТ 19277-73 химический состав приведен для стали 30ХГСА-ВД; сталь марки 30ХГСА должна иметь химсостав в соответствии с ГОСТ 4543. При выплавке стали скаппроцессом массовая доля меди должна быть ≤ 0,25 % в сталях марок 30ХГСА и 30ХГСА-ВД. Предельные отклонения по химическому составу — в соответствии с ГОСТ 4543. Для стали марки 30ХГСА-ВД суммарная массовая доля серы и фосфора не должна превышать 0,25 %, допускается отклонение по марганцу плюс 0,1 и минус 0,2 %.
По ГОСТ 21729-76 химический состав приведен для стали 30ХГСА-ВД; сталь марки 30ХГСА должна иметь химсостав в соответствии с ГОСТ 4543. При выплавке стали скаппроцессом массовая доля меди должна быть ≤ 0,25 % в сталях марок 30ХГСА и 30ХГСА-ВД. Предельные отклонения по химическому составу — в соответствии с ГОСТ 4543. Для стали марки 30ХГСА-ВД суммарная массовая доля серы и фосфора не должна превышать 0,22 %.
По ТУ 14-1-1885-85 химический состав приведен для стали марки 30ХГСА-ВД. Для обеспечения требуемой величины зерна разрешается при выплавке стали вводить ванадий из расчета содержания его в стали не более 0,10 %, содержание которого в стали не определяется. Наличие вольфрама до 0,20 %, молибдена до 0,15 %, титана до 0,030 % не является браковочным признаком. Допустимое отклонение по содержанию марганца в стали +0,010/-0,020 %.
Стандарты
| Название | Код | Стандарты |
|---|---|---|
| Сортовой и фасонный прокат | В32 | ГОСТ 1051-73, ГОСТ 4543-71, ГОСТ 7417-75, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78, ГОСТ 10702-78, ГОСТ 14955-77, ОСТ 1 90223-76, TУ 14-1-5414-2001, TУ 14-1-1885-85, TУ 14-1-2118-77, TУ 14-1-2765-79, TУ 14-1-658-73, TУ 14-1-950-74, TУ 1-9-30-82, TУ 14-1-3238-81, TУ 14-11-245-88, TУ 14-1-3238-2006, TУ 14-1-1271-75, TУ 14-1-5228-93, TУ 14-136-367-2008 |
| Листы и полосы | В33 | ГОСТ 11268-76, ГОСТ 11269-76, TУ 14-105-490-86, TУ 14-1-1409-75, TУ 14-1-1699-76, TУ 14-1-1904-76, TУ 14-1-1994-76, TУ 14-1-2360-78, TУ 14-1-4013-85, TУ 14-1-4118-86, TУ 14-229-276-88, TУ 14-1-4118-2004 |
| Сортовой и фасонный прокат | В22 | ГОСТ 1133-71, ГОСТ 8319.0-75, ГОСТ 2590-2006, ГОСТ 2591-2006, ГОСТ 2879-2006 |
| Листы и полосы | В23 | ГОСТ 82-70, ГОСТ 103-2006 |
| Обработка металлов давлением. Поковки | В03 | ГОСТ 8479-70, ОСТ 5Р.9125-84, СТ ЦКБА 010-2004 |
| Трубы стальные и соединительные части к ним | В62 | ГОСТ 8732-78, ГОСТ 8734-75, ГОСТ 9567-75, ГОСТ 12132-66, ГОСТ 19277-73, ГОСТ 21729-76, ГОСТ 23270-89, ГОСТ 24950-81, ГОСТ 8733-87, ГОСТ 8731-87, ГОСТ Р 53383-2009, TУ 14-3-1140-82, TУ 14-3-271-74, TУ 14-3-674-78, TУ 14-3-675-78, TУ 14-3-531-76, TУ 14-3-473-76, TУ 14-159-241-93, TУ 14-3-957-80, TУ 14-3-1654-89 |
| Классификация, номенклатура и общие нормы | В20 | ОСТ 1 90005-91 |
| Болванки. Заготовки. Слябы | В21 | ОСТ 14-13-75 |
| Болванки. Заготовки. Слябы | В31 | ОСТ 3-1686-90, TУ 14-1-1563-75, TУ 14-1-1672-76, TУ 14-1-1687-76, TУ 14-1-3716-84, TУ 14-1-4944-90, TУ 14-1-4992-91, TУ 14-1-4797-90, TУ 1-92-156-90 |
| Сварка и резка металлов. Пайка, клепка | В05 | TУ 14-1-4816-90 |
| Ленты | В34 | TУ 14-4-1152-81 |
| Проволока стальная средне- и высокоуглеродистая | В72 | TУ 14-4-385-73 |
Механические характеристики
| Сечение, мм | t отпуска, °C | sТ|s0,2, МПа | σB, МПа | d5, % | y, % | кДж/м2, кДж/м2 | Твёрдость по Бринеллю, МПа | HRC | HRB |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Сталь горячекатаная и горячекатаная со специальной отделкой поверхности | |||||||||
| — | — | — | — | — | — | — | ≤217 | — | — |
| Сталь калиброванная и калиброванная со специальной отделкой поверхности | |||||||||
| — | — | — | 440-640 | — | — | — | — | — | — |
| — | — | — | — | — | — | — | ≤229 | — | — |
| Поковки. Закалка + Отпуск | |||||||||
| ≤100 | — | ≥395 | ≥615 | ≥17 | ≥45 | ≥481 | 187-229 | — | — |
| ≤100 | — | ≥440 | ≥635 | ≥14 | ≥40 | ≥530 | 197-235 | — | — |
| ≤100 | — | ≥490 | ≥655 | ≥16 | ≥45 | ≥579 | 212-248 | — | — |
| Трубы бесшовные горячедеформированные в состоянии поставки термообработанные | |||||||||
| — | ≥392 | ≥588 | ≥13 | — | — | — | — | — | |
| Заготовки деталей трубопроводной арматуры. Закалка в масло (или воду) от 860-880 °C (выдержка 2,5-4,0 часа в зависимости от толщины и массы заготовки) + Отпуск, охлаждение на воздухе | |||||||||
| ≤120 | 620-640 | ≥540 | ≥813 | ≥16 | ≥40 | ≥392 | 223-262 | — | — |
| Сортовой прокат. Закалка в воду с 880 °С + Отпуск при 500 °С (указано место вырезки образца) | |||||||||
| 100 | — | ≥700 | ≥830 | ≥17 | ≥65 | ≥1344 | — | ≥27 | — |
| Сортовой прокат. Закалка в масло с 880 °С + Отпуск | |||||||||
| — | 200 | ≥1320 | ≥1520 | ≥12 | ≥50 | ≥690 | — | ≥49 | — |
| Образец диаметром 6 мм, длиной 30 мм, прессованный. Скорость деформирования 16 мм/мин. Скорость деформации 0,009 1/с | |||||||||
| — | — | ≥80 | ≥130 | ≥69 | ≥67 | — | — | — | — |
| Заготовки деталей трубопроводной арматуры. Закалка в масло (или воду) от 860-880 °C (выдержка 2,5-4,0 часа в зависимости от толщины и массы заготовки) + Отпуск, охлаждение на воздухе | |||||||||
| ≤200 | 640-660 | ≥395 | ≥590 | ≥15 | ≥40 | ≥392 | 187-229 | — | — |
| Сортовой прокат. Закалка в воду с 880 °С + Отпуск при 500 °С (указано место вырезки образца) | |||||||||
| 80 | — | ≥760 | ≥890 | ≥14 | ≥64 | ≥1060 | — | ≥30 | — |
| Сортовой прокат. Закалка в масло с 880 °С + Отпуск | |||||||||
| — | 300 | ≥1330 | ≥1450 | ≥11 | ≥51 | ≥490 | — | ≥45 | — |
| Образец диаметром 6 мм, длиной 30 мм, прессованный. Скорость деформирования 16 мм/мин. Скорость деформации 0,009 1/с | |||||||||
| — | — | ≥41 | ≥56 | ≥64 | ≥100 | — | — | — | — |
| Заготовки деталей трубопроводной арматуры. Закалка в масло (или воду) от 860-880 °C (выдержка 2,5-4,0 часа в зависимости от толщины и массы заготовки) + Отпуск, охлаждение на воздухе | |||||||||
| ≤80 | 540-600 | 640-785 | ≥880 | ≥13 | ≥42 | ≥588 | 229-286 | — | — |
| Сортовой прокат. Закалка в воду с 880 °С + Отпуск при 500 °С (указано место вырезки образца) | |||||||||
| 120 | — | ≥690 | ≥840 | ≥18 | ≥63 | ≥1158 | — | ≥25 | — |
| Сортовой прокат. Закалка в масло с 880 °С + Отпуск | |||||||||
| — | 400 | ≥1220 | ≥1370 | ≥12 | ≥55 | ≥690 | — | ≥42 | — |
| Образец диаметром 6 мм, длиной 30 мм, прессованный. Скорость деформирования 16 мм/мин. Скорость деформации 0,009 1/с | |||||||||
| — | — | ≥14 | ≥26 | ≥55 | ≥100 | — | — | — | — |
| Сортовой прокат. Закалка в воду с 880 °С + Отпуск при 500 °С (указано место вырезки образца) | |||||||||
| 40 | — | ≥790 | ≥930 | ≥13 | ≥61 | ≥1158 | — | ≥30 | — |
| Сортовой прокат. Закалка в масло с 880 °С + Отпуск | |||||||||
| — | 500 | ≥1080 | ≥1130 | ≥16 | ≥60 | ≥1270 | — | ≥36 | — |
| Муфты для обсадных труб сероводородостойкие и хладостойкие из стали марки 30ХМА, термически и термомеханически обработанные в состоянии поставки по ТУ 14-161-149-94. В графе состояние поставки указан вид продукции и группа прочности Кс или Ес. В графе KCU приведены значения KCV при различных температурах испытания KCV+20°С/KCV-40°С<</th> | |||||||||
| — | — | 549-657 | ≥657 | ≥16 | — | ≥785/589 | — | — | ≤98 |
| Сортовой прокат. Закалка в масло с 880 °С + Отпуск при 650 °С | |||||||||
| — | — | ≥590 | ≥730 | ≥20 | ≥70 | — | — | — | — |
| Сортовой прокат. Закалка в воду с 880 °С + Отпуск при 500 °С (указано место вырезки образца) | |||||||||
| 60 | — | ≥740 | ≥870 | ≥16 | ≥64 | ≥1246 | — | ≥31 | — |
| Муфты для обсадных труб сероводородостойкие и хладостойкие из стали марки 30ХМА, термически и термомеханически обработанные в состоянии поставки по ТУ 14-161-149-94. В графе состояние поставки указан вид продукции и группа прочности Кс или Ес. В графе KCU приведены значения KCV при различных температурах испытания KCV+20°С/KCV-40°С<</th> | |||||||||
| — | — | 519-617 | ≥647 | ≥18 | — | ≥1177/589 | — | — | ≤95 |
| Сортовой прокат. Закалка в масло с 880 °С + Отпуск при 650 °С | |||||||||
| — | — | ≥490 | ≥660 | ≥21 | ≥70 | — | — | — | — |
| Проволока по ТУ 14-4-385-73 в состоянии поставки. Слабонагартованная с предварительным отжигом на зернистый перлит | |||||||||
| — | — | 441-638 | ≥10 | — | — | — | — | — | |
| Сортовой прокат. Закалка в масло с 880 °С + Отпуск при 650 °С | |||||||||
| — | — | ≥520 | ≥710 | ≥21 | ≥69 | — | — | — | — |
| Сортовой прокат (пруток). Закалка в масло с 880 °C + Отпуск при 540 °C, охлаждение в воде | |||||||||
| 15 | — | ≥735 | ≥930 | ≥12 | ≥55 | ≥780 | — | — | — |
| Сортовой прокат. Закалка в масло с 880 °С + Отпуск при 650 °С | |||||||||
| — | — | ≥480 | ≥630 | ≥22 | ≥75 | — | — | — | — |
| — | — | ≥430 | ≥500 | ≥22 | ≥80 | — | — | — | — |
| Трубы бесшовные горячедеформированные для установок высокого давления по ТУ 14-3-433-75 в состоянии поставки термообработанные (образцы продольные) | |||||||||
| — | — | ≥373 | ≥588 | ≥10 | — | ≥981 | — | — | — |
| Сортовой прокат. Закалка в масло с 880 °С + Отпуск при 650 °С | |||||||||
| — | — | ≥340 | ≥330 | ≥29 | ≥89 | — | — | — | — |
| Трубы бесшовные горячедеформированные для установок высокого давления по ТУ 14-3-433-75 в состоянии поставки термообработанные (образцы продольные) | |||||||||
| — | — | ≥255 | ≥490 | — | — | — | — | — | — |
| Трубы бесшовные холоднодеформированные для химических и нефтехимических производств в состоянии поставки (указано направление вырезки образца) | |||||||||
| — | — | ≥392 | ≥588 | ≥13 | — | ≥686 | 169-217 | — | — |
| — | — | ≥392 | ≥588 | ≥15 | — | ≥780 | 169-217 | — | — |
Характеристика стали марки БСт4пc
БСт4пс — Сталь конструкционная углеродистая обыкновенного качества, ограниченно сваривается, сварка осуществляется без подогрева и без последующей термообработки, способы сварки: ручная дуговая сварка, автоматическая дуговая сварка под флюсом и газовой защитой, КТС, ЭШС. Для толщины более 36 миллиметров рекомендуется подогрев и последующая термообработка, не склонна к флокеночувствительности, склонность к отпускной хрупкости отсутствует. Обрабатываемость резанием в горячекатаном состоянии при НВ 152 и σв=420 МПа, Kυ тв.спл. = 1,7 и Kυ б.ст. = 1,7, нашла свое применение в сварных, клепаных и болтовых конструкциях повышенной прочности в виде сортового, фасонного и листового проката, а также для малонагруженных деталей типа валов, осей, втулок. Используется в производстве двутавров, угловой стали, швеллеров. Ковку производят при температурном режиме от 1280 до 800 0С, охлаждение производят на воздухе.
Сталь-Максимум: Марка 30ХГСА
Этот материал классифицируется как конструкционная среднелегированная сталь. Он относится к хромокремнемарганцовым сплавам.
Конструкционная сталь — сплав, который применяется для изготовления различных деталей, механизмов и конструкций в машиностроении и строительстве и обладает определенными механическими, физическими и химическими свойствами.
см. Википедию
Из этой марки стали производят всевозможные улучшаемые детали, например:
- сортовой и фасонный прокат,
- калиброванные прутки,
- серебрянки,
- шлифованные прутки,
- толстостенные и тонкостенные листы,
- полосы,
- поковки,
- трубы,
- кованые заготовки.
Выпущенные изделия из стали 30ХГСА активно используются в современной промышленности, организации трубопроводов и машиностроении. В этих сферах они представлены в виде:
- валов и осей,
- лопаток компрессорных машин, эксплуатируемых при температуре до +200°С,
- зубчатых колес,
- корпусов обшивки,
- рычагов и толкателей,
- сварных конструкций, работающих при знакопеременных нагрузках,
- фланцев,
- крепежных элементов, которые функционируют при низких температурах.
Точный химический состав стали 30ХГСА
Технические и эксплуатационные характеристики деталей, а также химический состав материала представлены в специальном нормативном документе. Они регламентируются предписаниями ГОСТа 4543–71.
В составе сплава 8 элементов, основные из них: хром, марганец и кремний. Второстепенные:
- Углерод
- Никель
- Медь
- Сера
- Фосфор
Точное процентное соотношение всех составляющих представлено в таблице ниже и на диаграмме.
| Si | Cr | Mn | С | Ni | Cu | S | P |
| от 0,9 до 1,2 | 0,8 – 1,1 | от 0,8 до 1,1 | 0,28 – 0,34 | менее 0,3 | менее 0,3 | до 0,025 | менее 0,025 |
Свойства стали 30ХГСА
Термическая обработка таких веществ производится в два основных этапа. В первую очередь, деталь из подобного сплава закаливается в масле при температуре +880oC. Затем она отпускается в воде при показании термометра 540oC выше 0oC.
Начальная температура ковки материала +1240oC, конечная +800oC. Изделия с сечением до 50 мм охлаждаются на воздухе, свыше 51 мм проходят процедуру охлаждения в специальных ящиках.
Твердость стали 30ХГСА по Бринеллю достигает 10 -1 = 229 МПа. Критические точки наступают при температурах:
- Ac1 = 760o
- Ac3(Acm) = 830o
- Ar3(Arcm) = 705o
- Ar1 = 670o
- Mn = 352o
Материал относится к ограниченно свариваемым. Для него доступны следующие способы сварки:
- ручная дуговая (РДС),
- аргонно-дуговая под флюсом и с газовой защитой (АДС),
- аргонно-дуговая сварка вольфрамовым электродом в среде защитных газов (АрДС),
- электрошлаковая (ЭШС),
- контактно-точечная (КТС).
При этом рекомендуется предварительный подогрев и последующая термическая обработка. Подобных ограничений не существует только при контактно-точечной сварке.
Обрабатываемость материала резанием доступна в горячекатаном состоянии, при твердости сплава по Бринеллю от 207 до 217 единиц.
Сталь 30ХГСА не имеет склонности к отпускной хрупкости, однако при этом она является флокеночувствительным материалом.
При помощи добавления или удаления из состава различных легирующих веществ стали придают те или иные свойства. Например, для повышения теплоустойчивости в составе стали уменьшают присутствие углерода, но при этом обязательно легируют повышенным количеством хрома.
Высокопрочные сплавы получают за счет термической обработки, повышения содержания углерода в составе и других легирующих элементов, которые улучшают прочность феррита и увеличивают прокаливаемость материала.
Химический состав
| Стандарт | C | S | P | Mn | Cr | Si | Ni | Fe | Cu | V | Ti | Mo | W |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ГОСТ 4543-71 | 0.26-0.33 | ≤0.025 | ≤0.025 | 0.4-0.7 | 0.8-1.1 | 0.17-0.37 | ≤0.3 | Остаток | ≤0.3 | ≤0.05 | ≤0.03 | 0.15-0.25 | ≤0.2 |
| ГОСТ 10702-78 | 0.26-0.33 | ≤0.025 | ≤0.025 | 0.4-0.7 | 0.8-1.1 | ≤0.2 | ≤0.3 | Остаток | ≤0.3 | ≤0.05 | ≤0.03 | 0.15-0.25 | ≤0.2 |
| TУ 14-161-149-94 | 0.27-0.32 | ≤0.013 | ≤0.018 | 0.4-0.7 | — | 0.17-0.37 | ≤0.25 | Остаток | ≤0.12 | — | — | — | — |
Fe — основа.
По ГОСТ 4543-71 регламентировано содержание в особовысококачественной стали: P≤0,025%; S≤0,015%; Сu≤0,25%. В соответствии с заказом может быть установлено содержание Si=0,10-0,37%.
По ТУ 14-161-149-94 химический состав приведен для стали марки 30ХМА для труб обсадных и муфт ним сероводородостойких и хладостойких.
Сталь 30ХМА
30ХМА круг 60 30ХМА круг 80 30ХМА круг 100 30ХМА круг 120 30ХМА круг 150
У нас представлен широкий ассортимент сортового горячекатаного, кованного круглого проката марки стали 30ХМА. Такие размеры как круг 40,круг 50, круг 60, круг 70, круг 80, круг 90, круг 100, круг 110, круг 120, круг 130, круг 140, круг 150, круг 160, круг 170, круг 180, круг 190, круг 200.
Поковка 30ХМА
30ХМА круг 60 30ХМА круг 80 30ХМА круг 100 30ХМА круг 120 30ХМА круг 150
На нашем складе есть в наличии поковки марки 30ХМА Размеры поковок круг 60, круг 80, круг 100, круг 120, круг 140, круг 150, круг 170, круг 200, круг 210, круг 220, круг 230, круг 240, круг 250, круг 260, круг 270, круг 280, круг 290, круг 300.
Материал представляет собой жаропрочную релаксационностойкую сталь. Он относится к классу хромомолибденовых сплавов. Добавление в состав молибдена позволяет добиться отличных эксплуатационных свойств:
- структура материала становится мелкозернистой и однородной,
- появляется возможность применять более широкие температурные интервалы для закалки изделия,
- отсутствует отпускная хрупкость,
- готовая деталь обладает высокой прочностью и надежностью,
- повышается сопротивление разрыву, ударам и изнашиваемости элементов,
- уменьшается риск перегрева детали, благодаря высокой жаропрочности стали.
Жаропрочная сталь — это вид сплава, который используется в условиях высоких температур (от 0,3 части от температуры плавления) в течение определённого времени, а также в условиях слабонапряжённого состояния.
см. Википедию
https://youtube.com/watch?v=oDda0Ml3BuQ
К тому же добавление в состав этого сплава хрома увеличивает прочность и твердость материала, повышает механические свойства изделия и снижает весь готовой конструкции.
Все перечисленные ранее качества хромомолибденовой стали обеспечивают ей возможность широкого применения в авиаиндустрии и машиностроении.
Помимо этого сталь 30ХМА используют для производства различных деталей, которые потом применяют в организации трубопроводов и современной промышленности. К числу таких относятся:
- фланцы и крепежи,
- поковки общего назначения,
- сортовые заготовки,
- трубчатые конструкции,
- диски паровых турбин,
- валы и роторы,
- крепежные элементы, предназначенные для работы при температуре до +450°С.
Точный химический состав стали 30ХМА
Условия эксплуатации деталей, выпущенных из данного материала, а также его точный химический состав регламентируются ГОСТом 4543-71. В составе 9 легирующих элементов, основными считаются хром и марганец. Дополнительными являются:
- Углерод
- Никель
- Медь
- Кремний
- Молибден
- Сера
- Фосфор
Процентное соотношение всех составляющих стали марки 30ХМА показано в таблице ниже и на диаграмме.
|
Cr |
Mn |
C |
Ni |
Cu |
Si |
Mo |
S |
P |
|
от 0,8 до 1,1 |
от 0,4 до 0,7 |
0,26-0,33 |
менее 0,3 |
меньше 0,3 |
0,17-0,37 |
от 0,15 до 0,25 |
менее 0,025 |
меньше 0,025 |
Свойства стали марки 30ХМА
Термическая обработка данного материала осуществляется путем масляного закаливания при температуре +880oC, с последующим отпуском в воде при +540oC выше 0oC.
Твердость материала по Бринеллю составляет 10 -1 = 229 МПа. Критические точки достигаются при следующих температурах:
- Ac1 = 757o
- Ac3(Acm) = 807o
Сплав относится к ограниченно свариваем. Сварка этой марки стали возможна при предварительном подогреве до +120oC и последующей термической обработке.
Материал не имеет склонности к отпускной хрупкости. Однако данная сталь относится к флокеночувствительным, т.е. она подвластна поражению флокенами.
Это приводит к дальнейшему образованию внутренних трещин и других небольших дефектов. Во избежание такого явления производители качественной стали проводят вакуумацию сплава. Данные меры позволяют уменьшить процент содержания водорода в составе материала и снизить риск появления флокенов.
Отечественные и зарубежные аналоги для стали марки 30ХГСА
|
ЕС |
34CrMo4, 25CrMo4 |
|
Америка |
4130, 4130H, G41300, G41350, H41300, H41350 |
|
Франция |
25CD4, 25CrMo4, 34CD4, 34CD4FF, 34CrMo4, 34CrMo4RR |
|
Германия |
25CrMo4, GS-25CrMo4, 26CrMo4, GS-26CrMo4, 34CrMo4, GS-34CrMo4 |
|
Италия |
25CrMo4, 30CrMo4, 34CrMo4, 35CrMo4 |
|
Англия |
25CrMo4 |
|
Австрия |
BOHLERV340, BOHLERV330 |
|
Швеция |
2225, 2233, 2234 |
|
Япония |
SCM420, SCM430, SCM432 |
30ХГСА
| Общие сведения |
| 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. |
| 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. |
Химический состав
| Химический элемент | % |
| Кремний (Si) | 0.90-1.20 |
| Медь (Cu), не более | 0.30 |
| Марганец (Mn) | 0.80-1.10 |
| Никель (Ni), не более | 0.30 |
| Фосфор (P), не более | 0.025 |
| Хром (Cr) | 0.80-1.10 |
| Сера (S), не более | 0.025 |
Механические свойства
| Термообработка, состояние поставки | Сечение, мм | s 0,2 , МПа | s B , МПа | d 5 , % | y , % | KCU, Дж/м 2 | HB | HRC э |
| Пруток. Закалка 880 °С, масло Отпуск 540 °С, вода или масло. | ||||||||
| 25 | 830 | 1080 | 10 | 45 | 49 | |||
| Поковки. Закалка. Отпуск. | ||||||||
| КП 490 | <100 | 490 | 655 | 16 | 45 | 59 | 212-248 | |
| КП 490 | 100-300 | 490 | 655 | 13 | 40 | 54 | 212-248 | |
| КП 540 | <100 | 540 | 685 | 15 | 45 | 59 | 223-262 | |
| КП 590 | <100 | 590 | 735 | 14 | 45 | 59 | 235-277 | |
| КП 590 | 100-300 | 590 | 735 | 13 | 40 | 49 | 235-277 | |
| КП 640 | <100 | 640 | 785 | 13 | 42 | 59 | 248-293 | |
| КП 675 | <100 | 675 | 835 | 13 | 42 | 59 | 262-311 | |
| Закалка 860-880 °С, масло. Отпуск 200-250 °С, воздух. | ||||||||
| 30 | 1270 | 1470 | 7 | 40 | 43-51 | |||
| Закалка 860-880 °С, масло. Отпуск 540-560 °С, вода или масло. | ||||||||
| 60 | 690 | 880 | 9 | 45 | 59 | 225 |
Механические свойства при повышенных температурах
| t испытания, °C | s 0,2 , МПа | s B , МПа | d 5 , % | y , % | KCU, Дж/м 2 |
| Пруток. Закалка 880 °С, масло. Отпуск 560 °С. | |||||
| 300 | 820 | 980 | 11 | 50 | 127 |
| 400 | 780 | 900 | 16 | 69 | 98 |
| 500 | 640 | 690 | 21 | 84 | 78 |
| 550 | 490 | 540 | 27 | 84 | 64 |
| Образец диаметром 5 мм, длиной 25 мм, прокатанный. Скорость деформирования 2 мм/мин. Скорость деформации 0,0013 1/с | |||||
| 700 | 175 | 59 | 51 | ||
| 800 | 85 | 62 | 75 | ||
| 900 | 53 | 84 | 90 | ||
| 1000 | 37 | 71 | 90 | ||
| 1100 | 21 | 59 | 90 | ||
| 1200 | 10 | 85 | 90 |
Механические свойства в зависимости от температуры отпуска
| t отпуска, °С | s 0,2 , МПа | s B , МПа | d 5 , % | y , % | KCU, Дж/м 2 | HB |
| Диаметр 20-70 мм, закалка 880 °С, масло. После отпуска охлаждение в воде. | ||||||
| 200 | 1570 | 1700 | 11 | 44 | 88 | 487 |
| 300 | 1520 | 1630 | 11 | 54 | 69 | 470 |
| 400 | 1320 | 1420 | 12 | 56 | 49 | 412 |
| 500 | 1140 | 1220 | 15 | 56 | 78 | 362 |
| 600 | 940 | 1040 | 19 | 62 | 137 | 300 |
Механические свойства в зависимости от сечения
| Сечение, мм | s 0,2 , МПа | s B , МПа | d 5 , % | y , % | KCU, Дж/м 2 |
| Закалка 880 °С, масло. Отпуск 600 °С, вода. | |||||
| 30 | 880 | 1000 | 12 | 50 | 69 |
| 50 | 760 | 880 | 12 | 50 | 69 |
| 80 | 740 | 860 | 14 | 50 | 78 |
| 120 | 670 | 820 | 14 | 50 | 78 |
| 160 | 590 | 740 | 14 | 50 | 78 |
| 200 | 530 | 720 | 14 | 45 | 59 |
| 240 | 490 | 710 | 14 | 45 | 59 |
Технологические свойства
| Температура ковки |
| Начала 1240, конца 800. Сечения до 50 мм охлаждаются в штабелях на воздухе, 51-100 мм — в ящиках. |
| Свариваемость |
| ограниченно свариваемая. Способы сварки: РДС, АДС под флюсом и газовой защитой, АрДС, ЭШС. Рекомендуется подогрев и последующая термообработка, КТС без ограничений. |
| Обрабатываемость резанием |
| В горячекатаном состоянии при НВ 207-217 и s B = 710 МПа K u тв.спл. = 0.85, K u б.ст. = 0.75. |
| Склонность к отпускной способности |
| склонна |
| Флокеночувствительность |
| чувствительна |
Температура критических точек
| Критическая точка | °С |
| Ac1 | 760 |
| Ac3 | 830 |
| Ar3 | 705 |
| Ar1 | 670 |
| Mn | 352 |
Ударная вязкость
| Состояние поставки, термообработка | +20 | -20 | -40 | -60 | -80 |
| Закалка 880 С, масло. Отпуск 580-600 С. бв = 1000 МПа. | 69 | 55 | 41 | 35 | 23 |
Предел выносливости
| s -1 , МПа | t -1 , МПа | n | s B , МПа | Термообработка, состояние стали |
| 490 | 1666 | 1Е+7 | 1670 | |
| 372 | 882 | 1Е+7 | 880 | |
| 470 | 1Е+6 | 1080 | ||
| 696 | Закалка 870 С. Отпуск 200 С | |||
| 637 | Закалка 870 С. Отпуск 400 С |
Прокаливаемость
| Расстояние от торца, мм / HRC э | |||||||||
| 1.5 | 3 | 4.5 | 6 | 9 | 12 | 15 | 18 | 21 | 24 |
| 50.5-55 | 49-54 | 47.5-53 | 46-52.5 | 41.5-52 | 38-51 | 36-48.5 | 35.5-46.5 | 33-44.5 | 30-43 |
| Кол-во мартенсита, % | Крит.диам. в воде, мм | Крит.диам. в масле, мм | Крит. твердость, HRCэ |
| 50 | 60-91 | 34-60 | 38-43 |
| 90 | 40-68 | 18-40 | 43-48 |
Физические свойства
| Температура испытания, °С | 20 | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 |
| Модуль нормальной упругости, Е, ГПа | 215 | 211 | 203 | 196 | 184 | 173 | 164 | 143 | 125 | |
| Плотность, pn, кг/см3 | 7850 | 7830 | 7800 | 7760 | 7730 | 7700 | 7670 | |||
| Коэффициент теплопроводности Вт/(м ·°С) | 38 | 38 | 37 | 37 | 36 | 34 | 33 | 31 | 30 | |
| Уд. электросопротивление (p, НОм · м) | 210 | |||||||||
| Температура испытания, °С | 20- 100 | 20- 200 | 20- 300 | 20- 400 | 20- 500 | 20- 600 | 20- 700 | 20- 800 | 20- 900 | 20- 1000 |
| Коэффициент линейного расширения (a, 10-6 1/°С) | 11.7 | 12.3 | 12.9 | 13.4 | 13.7 | 14.0 | 14.3 | 12.9 | ||
| Удельная теплоемкость (С, Дж/(кг · °С)) | 496 | 504 | 512 | 533 | 554 | 584 | 622 | 693 |
neva-stal.ru
Характеристики стали 10ХСНД
Химический состав в % материала 10ХСНД ГОСТ 6713-91:
| C | Si | Mn | Ni | S | P | Cr | Cu |
| до 0.12 | 0.8 — 1.1 | 0.5 — 0.8 | 0.5 — 0.8 | до 0.035 | до 0.035 | 0.6 — 0.9 | 0.4 — 0.6 |
Механические свойства при Т=20oС материала 10ХСНД:
| Сортамент | Размер | Напр. | sв | sT | d5 | y | KCU | Термообр. |
| — | мм | — | МПа | МПа | % | % | кДж / м2 | — |
| Прокат, ГОСТ 6713-91 | 510-685 | 390 | 19 | 290 |
Механические свойства: sв — Предел кратковременной прочности , sT — Предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), d5 — Относительное удлинение при разрыве , y — Относительное сужение , KCU — Ударная вязкость , [ кДж / м2] HB — Твердость по Бринеллю ,
Физические свойства: T — Температура, при которой получены данные свойства , E — Модуль упругости первого рода , a — Коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20o — T ) , [1/Град] l — Коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала) , [Вт/(м·град)] r — Плотность материала , [кг/м3] C — Удельная теплоемкость материала (диапазон 20o — T ), [Дж/(кг·град)] R — Удельное электросопротивление,
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.
Рисунок 5 – Продукты коррозии на поверхности трубы 735,5 мм из стали 30ХМА после 105 суток эксплуатации в скважине № 2 (см. таблицу 4): а, б – общий вид строения продуктов коррозии; в – распределение хрома по толщине слоя
Таким образом, используемые в настоящее время для производства насосно-компрессорных труб марганцовистые и хромомолибденовые стали не обладают стойкостью к язвенной углекислотной коррозии. Требуется новый подход к решению этой проблемы.
Четвертая глава посвящена разработке новой марки стали для изготовления насосно-компрессорных труб, обладающих повышенной стойкостью в средах, содержащих высокую концентрацию H2S и СО2, а также комплексом высоких механических свойств.
Исследования, проведенные в ООО «Самарский инженерно-технический центр», и анализ литературных источников показали, что легирование стали хромом в количестве 5 % значительно снижает скорость углекислотной коррозии, которая не превышает 0,5 мм/год. Сталь 15Х5М (5 % Cr, 1 % Mo), известная как жаростойкая, с высокими механическими свойствами была выбрана в качестве базовой для разработки новой стали, способной обеспечить повышенную работоспособность и надежность насосно-компрессорных труб в средах высокой агрессивности.
Сталь 15Х5М дополнительно микролегировали V и Nb в количестве до 0,1 %, что позволило измельчить зерно и повысить прочность за счет выделения карбонитридов этих элементов. Для глобуляризации неметаллических включений и повышения коррозионной стойкости сталь была также модифицирована редкоземельными металлами (РЗМ) в количестве 30 ppm. В результате введения РЗМ сформировались равномерно распределенные по металлу округлые неметаллические включения размером 23 мкм, состоящие из двух фаз: оксида РЗМ и сульфида CaS.
Химический состав запатентован, и стали присвоена марка 15Х5МФБЧ на производство насосно-компрессорных труб, разработаны ТУ 14-148-124 (таблица 5). Сталь выплавлена на ОАО «Мечел», из нее изготовлены горя-чекатаные трубы 735,5 мм, прокатанные по обычной технологии на ОАО «Первоуральский новотрубный завод».
Рисунок 2 – Аварийная труба из стали 35Г2С: а – вторичные водородные трещины, параллельные плоскости основной трещины (металлографический шлиф); б – вид фасетки скола, образовавшейся на удлиненном сульфиде (внецентренный излом)
Испытания образцов из стали 30ХМА на стойкость к растрескиванию в сульфидсодержащей среде проводили по стандарту NACE TM0177, метод А, но использовали образцы с дополнительным кольцевым надрезом глубиной 0,6 мм и радиусом 0,2 мм в средней части рабочей поверхности, что позволило сделать условия испытаний более напряженными.
Образцы выдерживали различные промежутки времени при = 0,6в (где в – временное сопротивление разрыву при растяжении образца с надрезом). После выдержки проводили испытания образцов на растяжение и фрактографический анализ изломов.
Установлено, что с увеличением времени выдержки до 720 часов вокруг неметаллических включений округлой формы происходит образование квазихрупких участков «рыбьих глаз», повышение плотности квазисколов и образование так называемого «мозгового рельефа» в виде квазихрупких фасеток, что свидетельствует об охрупчивании стали (рисунок 3).
Аналогичные фасетки скола в виде квазихрупких участков вокруг неметаллических включений типа «рыбий глаз» характерны для изломов труб из стали 30ХМА после эксплуатации в течение 750 суток в скважине, продукция которой характеризуется повышенным содержанием H2S (см. таблицу 3, скважина № 2).
Химический состав
| Стандарт | C | S | P | Mn | Cr | Si | Ni | Fe | Cu | V | Ti | Mo | W |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ГОСТ 4543-71 | 0.26-0.33 | ≤0.025 | ≤0.025 | 0.4-0.7 | 0.8-1.1 | 0.17-0.37 | ≤0.3 | Остаток | ≤0.3 | ≤0.05 | ≤0.03 | 0.15-0.25 | ≤0.2 |
| ГОСТ 10702-78 | 0.26-0.33 | ≤0.025 | ≤0.025 | 0.4-0.7 | 0.8-1.1 | ≤0.2 | ≤0.3 | Остаток | ≤0.3 | ≤0.05 | ≤0.03 | 0.15-0.25 | ≤0.2 |
| TУ 14-161-149-94 | 0.27-0.32 | ≤0.013 | ≤0.018 | 0.4-0.7 | — | 0.17-0.37 | ≤0.25 | Остаток | ≤0.12 | — | — | — | — |
Fe — основа.
По ГОСТ 4543-71 регламентировано содержание в особовысококачественной стали: P≤0,025%; S≤0,015%; Сu≤0,25%. В соответствии с заказом может быть установлено содержание Si=0,10-0,37%.
По ТУ 14-161-149-94 химический состав приведен для стали марки 30ХМА для труб обсадных и муфт ним сероводородостойких и хладостойких.
Эта тема закрыта для публикации ответов.