Характеристика стали 30ХРА (122597)

Посмотреть архив целиком

Характеристика стали 30ХРА

Введение.

Сталь – это сплав железа с углеродом и неизбежными примесями (кремний фосфор, сера, марганец), где углерода не более 2,14%.

Существует много признаков, по которым классифицируются стали, но зачастую и они не могут быть однозначными для большинства числа марок сталей.

Классификация сталей по наиболее общим признакам:

По химическому составу стали условно подразделяются на углеродистые (нелегированные) стали, низколегированные стали, легированные стали, высоколегированные.

По назначению специальные стали подразделяются на конструкционные, инструментальные, стали с особыми физическими свойствами.

Конструкционной сталью называется сталь, применяемая для изготовления различных деталей машин, механизмов и конструкций в машиностроении и строительстве и обладающая определенными механическими, физическими и химическими свойствами.

Конструкционные стали подразделяются на строительные, машиностроительные и стали с особыми свойствами - теплоустойчивые, жаропрочные, жаростойкие, коррозионностойкие.

Сталь, в составе которой, кроме железа, углерода и неизбежных примесей, имеются легирующие элементы, вводимые в металл для улучшения эксплуатационных или технологических свойств. Легирующие элементы вводятся в сталь в различных количествах и в разных сочетаниях – по 2, по 3 и более. Если сталь содержит в сумме до 2,5% легирующих элементов, её называют низколегированной. Сталь, содержащая 2,5-10% легирующих элементов, считается среднелегированной, более 10% - высоколегированной.

Внутри указанной классификации существует более узкие подразделения как по назначению, так и по свойствам.

Охарактеризовать марку стали 30ХРА, её назначение и применение.

30ХРА – легированная конструкционная сталь с процентным содержанием углерода – 0,3% , хрома – 1,5%, бора – 1,5%, высококачественная.

Легированными называют стали, в которые для изменения структуры и свойств, кроме углерода, специально вводят в заданных концентрациях другие элементы (Ni, Со, Сг, V, Мо, W, B и др.), получившие название легирующих.

Легирующие элементы могут образовывать с железом твердые растворы, растворяться в цементите (замещая в решетке атомы железа), либо могут образовывать специальные карбиды, т. е. карбиды, имеющие отличную от цементита кристаллическую решетку и химическую формулу, а также могут образовывать интерметаллические соединения.

К числу наиболее часто используемых легирующих элементов относятся Сг, Мо, Ni, Со, V, Тi, W, Zг, Nb, B, а также Мn и Si, если их содержание превышает обычное для углеродистой стали.

В результате легирования изменяются физические, механические и технологические свойства стали. Изменение свойств стали при ее легировании определяется влиянием легирующих элементов как на свойства фаз, так и на условия протекания фазовых превращений.

Марка стали 30ХРА используется в основном для производства стволов, рычагов разных видов оружия.

Основной параметр стали 30ХРА, необходимый для обеспечения прочности стволов, - предел упругости (или пропорциональности) – такая предельная допускаемая нагрузка, после снятия, которой металл возвращается в первоначальное состояние без остаточных деформаций.

Добавка в ствольную сталь легирующих элементов зачастую является технологическим улучшением – такая сталь лучше термообрабатывается, не требует дополнительных операций подкалки, лучше полируется. Добавка даже 1-2% хрома или никеля позволяет, не имея режимы технической обработки, получить более твердые, а значит, и более прочные стволы без дополнительных затрат, что с лихвой компенсирует большую стоимость материала. Меньше остаточные напряжения за счет меньшего содержания углерода ведут к уменьшению объема правки стволов.

С целью повышения прочности стали легируются бором. Введение бора даже незначительных дозах (0,002-0,003%) увеличивают прокалиеваемость.

Хром вводят в количестве до 2%. Он растворяется в феррите и цементите оказывая благотворное влияние на механические свойства стали, что предопределило его широкое применение в конструкционных сталях.

С точки зрения прочности, добавка легирующих элементов также позволяет получить вязкость, необходимо для сохранения пластичного, а не хрупкого характера разрушения стволов, что проявляется при увеличении твердости стали. Эта добавка вместе с вязкостью резко уменьшает износ нарезанных стволов. Пластичность стали уменьшает вероятность разрушения при длительном настреле и повышает безопасность стрелка – в случае разрыва ствола не образуются осколки.

Другая причина применения стали 30ХРА – обеспечение ухода за стволами. Практически заметно, что для хорошей коррозийной стойкости необходимо, чтобы в стали было не менее 13% хрома. Поэтому нельзя считать, что сталь 30ХРА или любая другая с 1,5-5% легирующих добавок не будет ржаветь. Хромовое покрытие, даже тонкое и пористое, значительно тверже ствольной стали и лучше работает на истирание. Видимо, именно потому, что сама по себе марка стали не является гарантией качества, нормативная документация России оговаривает условное обозначение ствольного материала – обязательную маркировку стилизованных знаков Сп и Сл на стволах.

Сделать полную термическую обработку в соответствии с диаграммой «железо-углерод».

Химический состав в % стали 30ХРА.

С

Si

Mn

Ni

S

P

Cr

Cu

B

0,27-0,33

0.17-0.37

0.5-0.8

до 0,3

до 0,025

до 0,025

1-1,3

до 0,3

до 1,5


2.2 Фазовый состав и микроструктура.

Фазовый состав в вес, %

Тип карбида

Микроструктура

Без отжига

После отжига

Феррит

Карбиды

94,5-93,3

5,5-6,7

Мелкопластинчатый перлит+феррит

Пластинчатый перфит+феррит


Физические свойства.

Температура, С

в

в

20

20-100

20-200

20-400

20-600

100

200

300

400

500

-

13,4

13,3

14,8

14,8

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

0,110

0,10

-

0,09

-

7,84

-

-

-

-

-

-

-

-

-

Примечание: Сталь флокеночувствительна.


Ковка.

Нагрев с

Конец обработки в

Охлаждение

1180

800

В колодцах или в термостатах


Рекомендуемые режимы закалки.

Вариант

Температура нагрева в ºС

Охлаждение

Твердость HRC

Среда

Темпера-

тура в °С

Продолжи

тельность

Охлаждение 20°С

I

820-840

Вода

20-30

До 200°

В масле

50-58

II

5%-ный водный раствор поварен-

ной соли

52-60

III

5-10%-ный водный раствор щелочи

52-60

IV

830-850

Масло веретенное или трансформаторное

20-40

До 20º

-

(примечание 2)







V


Расплав селитры

140-160

3-5 мин.

На воздухе

45-55

Примечание: 1. Значение твердости стали после закалки даны для поверхностного слоя, глубина которого зависит от диаметра или толщины закаливаемого изделия.

2. Твердость стали, получаемая при охлаждении в масле, зависит от диаметра или толщины закаливаемого изделия.

3. Вариант III применяют для предотвращения образования мягких пятен, вариант V – для изделий диаметром или толщиной не более 5 мм.


Рекомендуемые режимы отпуска.

Температура

отпуска в °С

Среда нагрева

Твердость HRC

200-300

Масло, селитра, щелочь

54-50

300-400

Селитра, печи с воздушной атмосферой

50-41

400-500

41-33

500-600

33-24

600-700

Расплав солей, печи с воздушной атмосферой

24-15


Случайные файлы

Файл
91744.rtf
39073.rtf
29868.rtf
30264.rtf
146989.rtf




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.