Стальной квадрат 30Х2Н2ВФМА-Ш: конструкционная теплостойкая сталь для тяжелонагруженных деталей
Стальной квадрат 30Х2Н2ВФМА-Ш — горячекатаный профиль квадратного сечения из конструкционной легированной теплостойкой стали марки 30Х2Н2ВФМА, изготовленный по технологии электрошлакового переплава (индекс «Ш»). Такое сочетание обеспечивает повышенную чистоту металла по неметаллическим включениям, сероводородной стойкости и стабильность механических свойств в поперечном и продольном направлениях. Квадрат применяется преимущественно для изготовления ответственных деталей, работающих при температурах до 500–550 C под действием знакопеременных и ударных нагрузок.
Химический состав и структура
Марка 30Х2Н2ВФМА относится к системе хромоникельвольфрамванадиймолибденовых сталей перлитного класса. Углерод — 0,27–0,35 %, хром — 1,5–1,8 %, никель — 1,5–1,8 %, вольфрам — 0,8–1,2 %, ванадий — 0,1–0,2 %, молибден — 0,2–0,3 %. Такая композиция обеспечивает прокаливаемость в сечениях до 60–80 мм и устойчивость против отпускной хрупкости второго рода. Электрошлаковый переплав снижает содержание серы до 0,008–0,012 % и фосфора до 0,015–0,020 %, что повышает сопротивление хрупкому разрушению при отрицательных температурах.
Механические свойства
После закалки с 880–900 C в масле и высокого отпуска при 620–650 C достигаются следующие характеристики:
- предел прочности — 1080–1270 МПа;
- предел текучести — не менее 930 МПа;
- относительное удлинение — 12–14 %;
- ударная вязкость KCU — 60–90 Дж/см;
- твёрдость — 269–321 HB.
Сортамент и допуски
Квадрат поставляется в горячекатаном или кованом состоянии, со стороной от 20 до 200 мм. Для размеров 20–50 мм предельные отклонения составляют +0,4/–0,8 мм, для 55–100 мм — 1,2 мм. Кривизна прутка не превышает 0,5 % длины. Длина хлыстов — 4–6 м, возможна мерная резка под конкретный раскрой. Термообработка (нормализация, улучшение) выполняется по требованию заказчика с оформлением сертификата качества по ГОСТ 4543 или ТУ производителя.
| Сторона квадрата, мм | Предельное отклонение, мм | Твёрдость, HB | Предел текучести, МПа | Ударная вязкость KCU, Дж/см |
|---|---|---|---|---|
| 30 | +0,4/–0,8 | 269–302 | 930 | 70 |
| 50 | +0,4/–0,8 | 277–311 | 950 | 65 |
| 80 | 1,2 | 285–321 | 930 | 60 |
| 120 | 1,5 | 269–311 | 900 | 55 |
Области применения
Квадрат 30Х2Н2ВФМА-Ш востребован в энергетическом машиностроении, нефтегазовой и металлургической отраслях. Из него изготавливают:
- шпиндели и валы прокатных станов горячей прокатки;
- крейцкопфы и штоки поршневых компрессоров высокого давления;
- детали запорной арматуры для паропроводов с температурой пара до 550 C;
- зубчатые колёса и полумуфты редукторов прокатного оборудования;
- корпуса и обоймы подшипниковых узлов тяжёлых металлорежущих станков;
- элементы бурового инструмента и переводники для условий ударно-абразивного износа.
Технологические особенности
Сталь склонна к образованию флокенов, поэтому после горячей деформации обязательна замедленная охлаждаемая или изотермическая выдержка. Обрабатываемость резанием в состоянии поставки — удовлетворительная, после улучшения — пониженная, что требует применения твердосплавного инструмента с износостойкими покрытиями. Свариваемость ограниченная: рекомендуется подогрев до 300–350 C и последующая термообработка сварного соединения. Ковка выполняется в интервале 1180–850 C с медленным охлаждением в песке или термостате.
Вопросы и ответы
Чем отличается 30Х2Н2ВФМА-Ш от 30Х2Н2ВФМА без индекса «Ш»?
Индекс «Ш» обозначает электрошлаковый переплав. Металл имеет меньшее содержание серы и фосфора, более низкую загрязнённость неметаллическими включениями и повышенную однородность механических свойств по сечению.
При какой максимальной температуре сохраняется работоспособность квадрата?
Длительная эксплуатация возможна до 500–550 C. При более высоких температурах наблюдается интенсивное разупрочнение и снижение сопротивления ползучести.
Какая термообработка обеспечивает оптимальный комплекс свойств?
Закалка с 880–900 C в масле, высокий отпуск при 620–650 C с охлаждением на воздухе. Режим уточняется в зависимости от требуемой твёрдости и сечения.
Возможна ли поставка квадрата в термообработанном состоянии?
Да, по согласованию с заказчиком выполняется нормализация, улучшение или закалка с отпуском. Механические свойства подтверждаются сертификатом.
