Стальной круг 30ХН2МФА: конструкционная легированная сталь для ответственных деталей
Стальной круг 30ХН2МФА — горячекатаный или кованый сортовой прокат из конструкционной легированной стали перлитного класса, выплавляемой по ГОСТ 4543. Марка содержит хром, никель, молибден и ванадий, что обеспечивает сквозную прокаливаемость в сечениях до 100–120 мм и высокий комплекс механических свойств после улучшения (закалка + высокий отпуск). Круг поставляется диаметром 20–250 мм в состоянии поставки без термообработки, термоупрочнённым или в нормализованном виде.
Химический состав и механические свойства
Химический состав стали 30ХН2МФА регламентирован по массовым долям: углерод 0,27–0,34 %, кремний 0,17–0,37 %, марганец 0,30–0,60 %, хром 0,60–0,90 %, никель 1,50–1,90 %, молибден 0,20–0,30 %, ванадий 0,06–0,12 %. Сера и фосфор — не более 0,025 % каждого. Ванадий связывает углерод в карбиды VC, препятствуя росту зерна при нагреве, а молибден повышает прокаливаемость и сопротивление отпускной хрупкости.
| Диаметр круга, мм | в, МПа | 0,2, МПа | 5, % | KCU, Дж/см |
|---|---|---|---|---|
| 30 | 1080 | 930 | 12 | 78 |
| 60 | 1030 | 880 | 13 | 88 |
| 100 | 980 | 835 | 14 | 98 |
| 150 | 930 | 785 | 15 | 108 |
Технологические особенности и термообработка
Круг 30ХН2МФА подвергается улучшению: закалка в масле с температуры 860–880 C, высокий отпуск при 600–650 C. Твёрдость после улучшения — 269–321 HB в зависимости от сечения. Сталь склонна к образованию флокенов, поэтому прокат проходит противофлокенную обработку и замедленное охлаждение. Обрабатываемость резанием в улучшенном состоянии — удовлетворительная; в состоянии поставки без термообработки — пониженная из-за вязкости.
Области применения
- Тяжелонагруженные валы, шпиндели и оси прокатных станов, турбин и компрессоров.
- Крепёжные детали ответственного назначения: шпильки, болты, гайки для энергетического оборудования.
- Зубчатые колёса, червяки и валы редукторов металлургических и подъёмно-транспортных машин.
- Детали бурового оборудования, работающие при знакопеременных и ударных нагрузках.
- Штоки и цилиндры гидравлических систем высокого давления.
- Поковки для авиационной и нефтегазовой промышленности, эксплуатируемые при –60…+450 C.
Нормативная база и сортамент
Прокат изготавливается по ГОСТ 4543 (общие технические условия), ГОСТ 2590 (сортамент горячекатаного круглого проката), ГОСТ 1133 (кованый круг). Возможна поставка по ТУ с расширенным диапазоном контроля — ультразвуковая дефектоскопия, определение макро- и микроструктуры, контроль величины зерна. Круг поставляется в прутках длиной 2–6 м, допускается мерная и немерная длина.
Вопросы и ответы
Чем сталь 30ХН2МФА отличается от 40ХН2МА?
Сталь 30ХН2МФА содержит ванадий и пониженное содержание углерода, что даёт более мелкое зерно и повышенную ударную вязкость при сохранении прочности после улучшения. 40ХН2МА не содержит ванадия и имеет более высокое содержание углерода.
Какой диаметр круга обеспечивает сквозную прокаливаемость?
Сквозная прокаливаемость стали 30ХН2МФА достигается в сечениях до 100–120 мм при закалке в масле. Для диаметров свыше 120 мм рекомендуется применять интенсивное охлаждение или выбирать сталь с более высокой прокаливаемостью.
Применяется ли 30ХН2МФА для сварных конструкций?
Сварка ограничена из-за склонности к закалке в зоне термического влияния. При необходимости сварки требуется предварительный и сопутствующий подогрев до 200–300 C с последующей термообработкой.
Какая твёрдость достигается после улучшения?
После закалки и высокого отпуска твёрдость составляет 269–321 HB в зависимости от диаметра круга и режима термообработки. Для крупных сечений твёрдость может снижаться до 241–285 HB.
