Металлические заготовки из стали 30ХН2МФА: сортовой прокат и поковки для тяжелонагруженных деталей
Металлические заготовки 30ХН2МФА — это сортовой прокат, кованые и штампованные полуфабрикаты из конструкционной легированной стали перлитного класса, выплавляемой по ГОСТ 4543. Марка 30ХН2МФА содержит 0,26–0,33 % углерода, 0,6–0,9 % хрома, 1,5–1,8 % никеля, 0,6–0,9 % молибдена и 0,15–0,30 % ванадия. Такое сочетание обеспечивает сквозную прокаливаемость в сечениях до 150–200 мм и высокий комплекс механических свойств после улучшения — закалки в масле и высокого отпуска при 560–620 C.
Заготовки поставляют в виде круга, квадрата, полосы, а также в виде поковок и штамповок по ГОСТ 8479 и ГОСТ 7505. Термическое состояние — улучшение, нормализация или без термообработки (для последующей механической обработки). Твёрдость улучшенных заготовок — 241–285 HB, предел текучести — не менее 785 МПа, временное сопротивление — 980–1180 МПа, ударная вязкость KCU — 60–90 Дж/см при +20 C.
Сортамент и технические параметры
| Вид заготовки | Диаметр / сечение, мм | Термообработка | Твёрдость, HB | Применение |
|---|---|---|---|---|
| Круг горячекатаный | 40–120 | Улучшение | 241–285 | Валы, оси |
| Круг кованый | 150–350 | Нормализация + отпуск | 207–255 | Роторы, шпиндели |
| Штамповка | до 250 | Улучшение | 241–285 | Шестерни, фланцы |
| Квадрат | 60 60–200 200 | Без ТО | 269 | Крепёж, траверсы |
| Поковка по ГОСТ 8479 | до 600 | Улучшение | 241–302 | Валки, бандажи |
Механические свойства после улучшения
- Предел текучести т — не менее 785 МПа при сечении до 100 мм.
- Временное сопротивление в — 980–1180 МПа.
- Относительное удлинение 5 — не менее 12 %.
- Ударная вязкость KCU — не менее 60 Дж/см при +20 C и не менее 40 Дж/см при –40 C.
- Критическая температура хрупкости T50 — в диапазоне –40…–60 C после качественного улучшения.
- Твёрдость после закалки — 55–60 HRC в поверхностном слое при ТВЧ.
Технологические особенности
Сталь 30ХН2МФА склонна к образованию флокенов, поэтому слитки и крупные поковки подвергают противофлокеновой обработке: замедленному охлаждению или изотермическому отжигу. Заготовки диаметром свыше 150 мм проходят ультразвуковой контроль по ГОСТ 21105 и проверку макроструктуры на травленых темплетах. Обрабатываемость резанием в состоянии улучшения — удовлетворительная, коэффициент относительно стали 45 составляет 0,6–0,7.
Свариваемость ограниченная: требуется подогрев до 200–250 C, сварочные материалы с низким содержанием водорода и последующая термообработка. Локальная закалка ТВЧ шеек валов обеспечивает поверхностную твёрдость 52–58 HRC при вязкой сердцевине 28–32 HRC.
Области применения
- Тяжелонагруженные валы и роторы турбокомпрессоров, редукторов прокатных станов.
- Шестерни, венцы и зубчатые колёса буровых установок и цементных мельниц.
- Шпиндели, шлицевые валы и крестовины карданных передач тяжёлого транспорта.
- Крепёж горячей зоны: шпильки, болты фланцевых соединений паропроводов.
- Детали штамповой оснастки, работающие при ударных нагрузках и нагреве до 400–450 C.
- Бандажи, траверсы и крюковые подвески грузоподъёмного оборудования.
Вопросы и ответы
Чем 30ХН2МФА отличается от 40ХН2МА?
Марка 30ХН2МФА содержит ванадий и пониженный углерод (0,26–0,33 % против 0,36–0,44 %), что даёт более высокую ударную вязкость и лучшую свариваемость при сохранении прочности после улучшения.
Какая максимальная прокаливаемость заготовок из 30ХН2МФА?
Сквозная прокаливаемость сохраняется в сечениях до 150–200 мм при закалке в масле; для крупных поковок применяют водополимерные закалочные среды.
При какой температуре проводится высокий отпуск?
Высокий отпуск выполняют при 560–620 C с выдержкой 2–4 ч и охлаждением на воздухе, что обеспечивает твёрдость 241–285 HB.
Требуется ли термообработка после сварки заготовок?
Да, после сварки необходима немедленная термообработка: отпуск при 620–660 C для снятия напряжений и предотвращения холодных трещин.
