Сталь 3х13 характеристики применение

Марка стали — 30Х13

Стандарт — ГОСТ 5632

Сталь 30Х13 содержит углерода в среднем 0,3%, Х13 — указывает содержание хрома в стали примерно 13%. Сталь легированная, коррозионно-стойкая.

Нержавеющая сталь 30Х13 применяется после закалки и низкого отпуска со шлифованной и полированной поверхностью, обладает повышенной твердостью.

Из нержавеющей стали 30Х13 изготовляют режущие и мерительные инструменты, валы крекинг-насосов, пружины, детали компрессоров, карбюраторные иглы, детали внутренних устройств аппаратов, предметы домашнего обихода и другие различные детали, работающие на износ в слабоагрессивных средах до 450°С.

Массовая доля основных химических элементов, %
C — углерода	Si — кремния	Mn — марганца	Cr — хрома
0,26-0,35	Не более 0,80	Не более 0,80	12,00-14,00

Температура критических точек, °С
Ac1	Ac3	Ar1	Ar3
810	860	710	660

Технологические свойства
Ковка	Температура ковки, °С: начала 1250, конца 850. Сечения до 400 мм подвергаются низкотемпературному отжигу.
Свариваемость	Не применяется для сварных конструкций
Обрабатываемость резанием	В закаленном и опущенном состоянии при HB 241 и σв = 730 МПа: Kv твердый сплав = 0,70 Kv быстрорежущая сталь = 0,45
Флокеночувств.	Не чувствительна
Склонность к отпускной хрупкости	Малосклонна

Физические свойства	Температура испытаний, °С
	20	100	200	300	400	500	600	700	800	900
Модуль нормальной упругости E, ГПа	216	212	206	196	187	177	166	—	—	—
Модуль упругости при сдвиге кручением G, ГПа	86	84	81	77	74	69	64	—	—	—
Плотность ρn, кг/м 3	7670	7650	7620	7600	7570	7540	7510	7480	7450	7460
Коэффициент теплопроводности λ, Вт/(м*К)	—	26	27	28	28	27	27	27	25	27
Удельное электросопротивление ρ, нОм*м	522	595	684	769	858	935	1015	1099	—	—
20-100	20-200	20-300	20-400	20-500	20-600	20-700	20-800	20-900	20-1000
Коэффициент линейного расширения α*10 6 , K -1	10,2	10,9	11,1	11,7	12,0	12,3	12,5	12,6	10,6	12,2
Удельная теплоемкость c, Дж/(кг*К)	473	486	504	525	532	586	641	679	691	682

Отверстия под резьбу

Таблица сверл для отверстий под нарезание трубной цилиндрической резьбы.

Размеры гаек под ключ

Основные размеры под ключ для шестигранных головок болтов и шестигранных гаек.

G и M коды

Примеры, описание и расшифровка Ж и М кодов для создания управляющих программ на фрезерных и токарных станках с ЧПУ.

Типы резьб

Типы и характеристики метрической, трубной, упорной, трапецеидальной и круглой резьбы.

Масштабы чертежей

Стандартные масштабы изображений деталей на машиностроительных и строительных чертежах.

Режимы резания

Онлайн калькулятор для расчета режимов резания при точении.

Отверстия под резьбу

Таблица сверл и отверстий для нарезания метрической резьбы c крупным (основным) шагом.

Станки с ЧПУ

Классификация станков с ЧПУ, станки с ЧПУ по металлу для точения, фрезерования, сверления, расточки, нарезания резьбы, развёртывания, зенкерования.

Режимы резания

Онлайн калькулятор для расчета режимов резания при фрезеровании.

Форматы чертежей

Таблица размеров сторон основных и дополнительных форматов листов чертежей.

CAD/CAM/CAE системы

Системы автоматизированного проектирования САПР, 3D программы для проектирования, моделирования и создания 3d моделей.

Чтение чертежей

Техническое черчение, правила выполнения чертежей деталей и сборочных чертежей.

В статье будут рассмотрены характеристики стали 30Х13, её химический состав, влияние легирующих элементов на механические и антикоррозионные свойства, способы и особенности термообработки, области применения и существующие аналоги. Статья предназначена для лиц, интересующихся вопросами металлургии сталей и сплавов, механической обработкой, а также возможностью их использования в различных отраслях промышленности.

Общие сведения

30Х13 – коррозионностойкая, жаропрочная сталь мартенситного класса. Она хорошо противостоит воздействию агрессивных сред в закалённом состоянии. Не теряет стойкости к окислению при высоких температурах. Может работать при повышенных температурах без снижения коррозионной стойкости, появления следов деформации и разрушения. После нагрева тетрагональная мелкокристаллическая структура образуется при охлаждении на воздухе.

Сталь 30Х13 может обрабатываться резанием после отпуска или отжига. По пригодности к обработке приблизительно в два раза уступает стали 45, принимаемой за точку отсчёта.

Химический состав

Марка 30Х13 является среднеуглеродистой, высоколегированной. Кроме углерода и хрома в её состав введены дополнительные элементы, корректирующие технологические характеристики.

В соответствии с ГОСТ 5632 основа 30Х13 включает:

Кроме них в состав входят кремний и марганец в количестве до 0,8%, допускается включения серы и фосфора до 0,025% и 0,03% соответственно.

Назначение легирующих компонентов в стали 30х13

Углерод. Непременный компонент, входящий в состав. Собственно сталью называется сплав железа с углеродом в количестве до 2,14%. Образуя с атомами железа цементит F3C, делает металл чувствительным к термообработке. Чем выше количество углерода, тем большую твёрдость можно достичь при закалке. Но при этом материал становится хрупким. При изготовлении и термообработке деталей сложной формы могут возникнуть закалочные трещины. Чтобы избавиться от этого недостатка и сделать сталь более технологичной в состав вводят модифицирующие элементы, снижающие склонность к растрескиванию, улучшающие обрабатываемость, прокаливаемость и другие характеристики.

Хром. Содержится в количестве более 10%, компонент переводит сталь в категорию высоколегированных. В ряду электрохимической активности элементов хром располагается правее железа. Он обладает большим электроотрицательным потенциалом (большим сродством к электрону и кислороду) и более высокой восстанавливающей способностью. В сплавах хром способствует восстановлению железа, вытесняя его из окислов. Таким образом, при достаточно высоком содержании он придаёт металлу антиокислительные свойства. Сталь становится коррозионностойкой.

Кремний. Так же как и хром, находится в ряду активности элементов левее железа. Он в некоторой степени предотвращает образование окислов в расплаве. Но более ценно его способность вытеснять железо из соединений с фосфором, приводящим к появлению трещин при закалке деталей. Введение кремния в количествах до 1% улучшает технологичность стали, позволяя избегать трещин в деталях с резкими переходами толщины.

Марганец. Аналогично хрому содержится в количествах до 1 %. Его роль заключается в вытеснении из соединений с железом серы. Снижения концентрации сульфидов повышает ударную вязкость, т. е. стойкость деталей к ударным нагрузкам.

Характеристики прочности

Прочностные показатели марки 30Х13 зависят от режимов термообработки. Закалка увеличивает предел прочности и твёрдость, но снижает вязкость. Это приводит к усталостному разрушению при переменных нагрузках и выкрашиванию поверхности детали.

Снизить хрупкость позволяет послезакалочный отпуск. Правильная термообработка позволяет получить оптимальные прочность, вязкость и износостокость: σ_В=54 кг/кв. мм, δ=17%, HRC=48, где σ_В–предел прочности, δ – утносительное удлинение, HRC – твёрдость по Роквеллу.

Аналоги

По показателями твёрдости, прочности и износостойкости и аналогичным составом обладают стали 420 серии в США, X30Cr13 в Великобритании, SUS420J2 в Японии и т. д.

Заключение

Сталь 30Х13 может использоваться для изготовления деталей испытывающих средние постоянные и переменные нагрузки, работающие в агрессивных средах.

Сталь 30Х13 (3Х13) коррозионностойкая мартенситного класса

Заменители: Сталь 40Х13

Сталь 30Х13 применяется : для изготовления режущего, мерительного инструмента, пружин, карбюраторных игл, штоков поршневых компрессоров, деталей внутренних устройств аппаратов и других различных деталей, работающих на износ в слабоагрессивных средах до +450 °С; для производства различных ответственных деталей авиастроения, пружин, предназначенных для работы при температурах до 300—350 °С и других деталей, работающих при высоких напряжениях; пружинных упорных плоских внутренних эксцентрических колец, применяемых для фиксации деталей в корпусах до +300 °С; цельнокатаных колец различного назначения. Сталь применяется после закалки и низкого отпуска со шлифованной и полированной поверхностью, обладает повышенной твердостью.

Химический состав в %

НТД

C

S

P

Mn

Cr

W

V

Ti

Si

Ni

Mo

Cu

ТУ 14-1-2186-77

0,25-0,34

≤0,025

≤0,030

≤0,60

12,00-14,00

≤0,20

≤0,20

≤0,20

≤0,60

≤0,50

≤0,30

≤0,30

ГОСТ 5632-72

0,26-0,35

≤0,025

≤0,030

≤0,80

12,00-14,00

≤0,20

≤0,20

≤0,20

≤0,80

≤0,60

≤0,30

≤0,30

Механические свойства при 20°С

Состояние поставки	Сечение	HB	HRC	HRB	HV	HSh
Градация показателей свойств готовых термообработанных деталей по ОСТ 1 90005-91
1520-1810	44,0-50,0
48,0-55,0
Заготовки (поковки и штамповки) по ОСТ 95-10-72. Закалка в масло или на воздухе с 950-1050 °С + Отпуск, охлаждение в масле или на воздухе (образцы)
≤200	200-350	45-53
КТ60	≤200	600-680	≥588	≥805	≥12	≥45	≥392	217-255	26-33
Заготовки деталей трубопроводной арматуры по СТ ЦКБА 016-2005. Закалка в масло с 1000-1050 °C + Отпуск, охлаждение на воздухе
≤60	220-300	1176-1372	1470-1666	1-6	2-7	460-530	49,5-55,5
≤60	650-670	≥686	≥882	≥10	≥40	≥294	269-330	29,0-37,0
≤60	670-720	≥588	≥784	≥12	≥42	≥392	235-277	23,0-30,0
60-200	670-720	≥588	≥735	≥12	≥40	≥392	235-277	23,0-30,0
Лента холоднокатаная 0,05-2,00 мм по ГОСТ 4986-79. Отжиг или отпуск при 740-800 °C (образцы)
0,2-2,0	≥540	≥15
Механические свойства при повышенных температурах

Состояние поставки	Сечение	HB	HRC	HRB	HV	HSh
Образец диаметром 6 мм и длиной 30 мм, деформированный. Скорость деформирования 16 мм/мин. Скорость деформации 0,009 1/с
800	≥77	≥89	≥67	≥98
900	≥93	≥130	≥82	≥82
1000	≥50	≥76	≥70	≥97
1100	≥37	≥43	≥71	≥98
1200	≥26	≥29	≥74	≥98
Прокат. Нормализация 1000 °С (охлаждение на воздухе) + Отпуск при 650 °С (выдержка 2-3 ч)
20	≥700	≥940	≥16	≥52
200	≥660	≥820	≥14	≥58
300	≥630	≥770	≥13	≥53
400	≥570	≥710	≥13	≥53
500	≥530	≥610	≥14	≥55
600	≥410	≥450	≥21	≥81

Механические свойства в зависимости от тепловой выдержки

Состояние поставки	Сечение	HB	HRC	HRB	HV	HSh
Прутки при 20 °С. Закалка на воздухе с 1000 °С + Отпуск при 650 °С, охлаждение на воздухе (указана температура и время тепловой выдержки)
550 °С, 3000 ч	≥670	≥860	≥16
550 °С, 7000 ч	≥610	≥800	≥18
600 °С, 10000 ч	420-450	≥670	23-26
600 °С, 3000 ч	≥620	≥800	≥20

Механические свойства при испытании на длительную прочность