1. Фазові та структурні перетворення при т/о сталі 30хгса

1. Загальна характеристика сталі 30хгса

Сталь ЗОХГСА - середньовуглецева конструкційна сталь. За ступенем легування сталь ЗОХГСА - средньолегована.

Дана сталь характеризується флокиночуттєвістю, а також вона схильна до відпускної крихкості.

Сталь ЗОХГСА призначена для виготовлення валів, осей, зубчастих колес, фланців, корпусів обшивання, штовхальників, відповідальних зварених конструкцій, які працюють при знакозмінних навантаженнях, кріпильних деталей, працюючі при низьких температурах. Хімічний склад сталі ЗОХГС приведений у таблиці 1.1

Таблиця 1.1 - Хімічний склад сталі ЗОХГСА, % (ГОСТ 4543 - 71)

С	Si	Mn	Cr	P	S	Cu	Ni
				не більш
0,28- 0,35	0,90- 1,20	0,80- 1,10	0,80- 1,10	0,025	0,025	0,3	0,3

Для досягнення високої прокалювальності сталь частіше легують марганцем, хромом. Але по досягненні необхідної для даного перетину прокалювальност подальше збільшення в сталі легуючих елементів може не поліпшити, а навпроти, погіршити механічні, технологічні властивості стали. Збільшення змісту в сталі хрому або марганцю до одного відсотка практично не впливає на поріг хладноломкости. Однак при більшій їхній концентрації поріг хладноломкости підвищується. Хром у конструкційних сталях частково розчинений у фериті, частково в цементиті, утворює карбід (Fe,Сг)₃С. Як і хром марганець розчиняється у фериті і цементиті. Підвищуючи стійкість аустеніту марганець знижує критичну швидкість гартування і підвищує прокалювальність доевтектоїдної сталі.

Кремній сповільнює процес відпуску мартенситу і є корисним легуючим елементом для сталей, що піддаються ізотермічному гартуванню.

Види постачань - сортовий прокат, у тому числі фасонний, калібрований пруток, шліфований пруток і серебрянка, лист тонкий, смуга, поковки і ковані заготівлі,труби.

Критичні точки сталі 30ХГСА приведені у таблиці 1.2

Таблиця 1.2 - Температура критичних точок сталі ЗОХГСА ,^оС

Ac1 = 760

Ac3 = 830

Ar3 = 705

Ar1 = 670

Mn = 352

Таблиця 1.3 - Механичні властивості при Т=20^oС матеріала 30ХГСА

Сортамент	Розмір	Напр.	в	T	5		KCU	Термообр.
-	мм	-	МПа	МПа	%	%	кДж / м2	-
Пруток	 25		1080	830	10	45	490	Закалка 880oC, масло, Отпуск 540oC, вода,
Лист отожжен.			500-750		14

Твердість матеріала   30ХГСА   після відпала

HB 10 -1 = 229   МПа

Таблиця 1.4 - Фізичні властивості материала 30ХГСА

T	E 10- 5	 10 6			C	R 10 9
Град	МПа	1/Град	Вт/(м·град)	кг/м3	Дж/(кг·град)	Ом·м
20	2.15		38	7850		210
100	2.11	11.7	38	7830	496
200	2.03	12.3	37	7800	504
300	1.96	12.9	37	7760	512
400	1.84	13.4	36	7730	533
500	1.73	13.7	34	7700	554
600	1.64	14	33	7670	584
700	1.43	14.3	31		622
800	1.25	12.9	30		693
T	E 10- 5	 10 6			C	R 10 9

Таблиця 1.5 - Технологичні властивості материала 30ХГСА

Зварюванність:	ограніченно зварювальна.
Флокеночутєвість:	чуттєва.
Склонність к відпускній хрихкості:	схильна.

Вироб із сталі ЗОХГСА - вісь під замкову шайбу металоріжучого верстака, ескіз якого приведений на рисунку 1.1

Рисунок 1.1 - Ескіз осі під замкову шайбу металорізального верстака зі сталі 30ХГСА, m=1,04кг

Дана вісь є частичною механізму металорізального верстака. У процесі експлуатації вісь випробовує динамічні й ударні, а також статичні навантаження.

Тому від осі потрібно достатня ударна в'язкість, гарна міцність і твердість, що забезпечить необхідну роботу верстака.

Для задоволення наведених вище умов роботи до матеріалу осі висуваються наступні вимоги:

- σ_0,2 ~ 730Н/мм²;

- σ_в ~ 860Н/мм²;

- δ ≥ 14 %;

- ψ ≥50 %;

- твердість ≥ 250 НВ.

Цим властивостям відповідає структура сорбіту відпуску, що зображена на рисунку 1.2

Рисунок 1.2 - Кінцева структура переробу осі зі сталі ЗОХГСА

Основні етапи переділу жидкого метала в заданий вироб представлені на рисунку 1.3 Виплавку стали ЗОХГСА роблять у мартенівських печах полум'яного типу, ємністю 250 т. Сталь розливають у злитки масою 8 тонн. Після злитки прокочують на обтискному стані 900. Потім заготівлі прокочуються на сортовому стані 350 на d=50 мм.Отриманий прокат ріжуть на мірні длини 80 мм та ковці до діаметру 40 мм Прокат піддають термічній обробці: ізотермічний відпал після якого заготівлю відправляють на механічну обробку. Далі проводять кінцеву термообробку - загартування і відпустк. Основна вимога до осі зі сталі ЗОХГС: твердість - не менше 250 НВ.

Мартенівська піч 250т Розливка у злитки m=8т (450x650x2500)мм Обжим на стані 900 (100х200х7000)мм Прокат на сортовому стані 350 d=50мм, l~(8-10)м Попередня ТО, повний відпал t=620 ÷ 640 °С, τ=2ч Рубка на мірні дліни (l=80мм,d=50мм) Механічна обробка Ковка на гідравлічному пресі (d=40мм, l=130)мм Кінцева ТО Гартування(повне)+відпуск (високий)

Рисунок 1.3 - Основні етапи переробу сталі ЗОХГСА у вісь