Слитки стали 30Х13: мартенситно-ферритная коррозионностойкая сталь для тяжелонагруженных деталей
Слитки стали 30Х13 — литая заготовка из коррозионностойкой мартенситно-ферритной стали, выплавляемой по ГОСТ 5632-2014. Марка содержит 0,26–0,35 % углерода и 12–14 % хрома, что обеспечивает сочетание высокой прочности после закалки и удовлетворительной стойкости к атмосферной коррозии и коррозии в слабоагрессивных средах. Слитки применяют как исходную заготовку для последующего передела: ковки, прокатки, штамповки, механической обработки. Структура литого металла — мартенсит с включениями -феррита и карбидов хрома, склонная к ликвации, поэтому слитки перед деформацией подвергают гомогенизирующему отжигу при 1050–1100 C.
Технические характеристики слитков
Масса слитков определяется способом выплавки: при электрошлаковом переплаве (ЭШП) получают слитки массой 0,5–20 т, при вакуумно-дуговом переплаве (ВДП) — до 10 т. Для ответственных поковок применяют электрошлаковый и вакуумно-индукционный переплав, снижающие содержание неметаллических включений и газов. Температурный интервал горячей деформации слитков 30Х13 — 1180–850 C; при нагреве выше 1200 C наблюдается интенсивный рост зерна и пережог. Отжиг слитков проводят при 740–800 C с медленным охлаждением, что даёт твёрдость 170–220 HB и подготовку структуры к обработке давлением.
| Параметр | Значение | Условие | Метод контроля | Влияние на передел |
|---|---|---|---|---|
| Массовая доля углерода | 0,26–0,35 % | плавка | спектральный анализ | прочность после закалки |
| Массовая доля хрома | 12,0–14,0 % | плавка | рентгенофлуоресцентный анализ | коррозионная стойкость |
| Температура гомогенизации | 1050–1100 C | отжиг слитка | термопара печи | устранение ликвации |
| Температура ковки | 1180–850 C | деформация | пирометр | исключение трещин |
| Твёрдость после отжига | 170–220 HB | отпуск | твердомер Бринелля | обрабатываемость резанием |
| Предел прочности после закалки | не менее 1100 МПа | закалка 1000 C, отпуск 200 C | испытание на растяжение | работоспособность деталей |
Сортамент и способы выплавки
- Слитки ЭШП массой 0,5–20 т для поковок валов, роторов, крепежа.
- Слитки ВДП массой до 10 т для деталей авиационной и энергетической техники.
- Слитки открытой выплавки для передела в сортовой прокат и трубную заготовку.
- Кованые слитки с предварительной механической обдиркой поверхности.
- Слитки с регламентированным содержанием серы и фосфора не более 0,025 % каждого.
Области применения слитков 30Х13
Из слитков 30Х13 после ковки и термической обработки изготавливают детали, работающие при умеренных температурах до 450 C в слабоагрессивных средах:
- Валы и роторы насосного оборудования нефтепереработки.
- Крепёжные изделия повышенной прочности для химической аппаратуры.
- Режущий и измерительный инструмент, работающий без ударных нагрузок.
- Детали арматуры трубопроводов водоснабжения и теплоснабжения.
- Пружины и упругие элементы приборных систем.
- Заготовки для штампов холодной деформации.
Термическая обработка и свариваемость
Закалка слитков и полуфабрикатов проводится при 1000–1050 C в масле или на воздухе, отпуск — при 200–300 C для получения твёрдости 45–50 HRC. Свариваемость ограниченная: требуется предварительный подогрев до 200–300 C и последующая термообработка сварного соединения. Обрабатываемость резанием в отожжённом состоянии удовлетворительная, после закалки — низкая, что учитывают при назначении режимов фрезерования и точения.
Вопросы и ответы
Какая структура формируется в слитке 30Х13 после кристаллизации?
Мартенситно-ферритная структура с дендритной ликвацией хрома и углерода, требующая гомогенизирующего отжига перед деформацией.
При какой температуре проводят ковку слитков 30Х13?
Горячую деформацию ведут в интервале 1180–850 C с нагревом не выше 1200 C во избежание пережога и роста зерна.
Для каких условий эксплуатации пригодны детали из стали 30Х13?
Детали работают при температурах до 450 C в слабоагрессивных средах: вода, пар, атмосферные условия, слабые растворы солей.
Какой переплав применяют для ответственных слитков 30Х13?
Электрошлаковый и вакуумно-дуговой переплав, снижающие содержание газов и неметаллических включений в литом металле.
