Поковка диска с отверстием из стали ст.30ХГСН2А

Марка 30ХГСН2А: характеристики и применение

Сталь 30ХГСН2А (известна также как 30ХГСНА) относится к конструкционным легированным высокопрочным сталям комплексной хромо-кремне-марганцово-никелевой системы легирования. Содержание углерода по химическому составу находится в пределах 0,27-0,34 %, что вместе с кремнием 0,9-1,2 %, марганцем 1,0-1,3 %, хромом 0,9-1,2 % и повышенным никелем 1,4-1,8 % обеспечивает глубокую прокаливаемость и высокий комплекс прочности при сохранении вязкости. Сера и фосфор ограничены значениями до 0,025 % каждого, что характерно для качественной (буква А в марке) стали ответственного назначения. Именно сбалансированное легирование Cr-Si-Mn-Ni, а не один доминирующий элемент, отличает 30ХГСН2А от простых хромистых или хромомолибденовых марок этой группы.

Определяющая характеристика марки: очень высокая прочность после закалки с отпуском: по приведённым в таблице данным для прутка по ГОСТ 4543-71 предел прочности достигает 1620 МПа при пределе текучести 1375 МПа, относительном удлинении 9 % и сужении 45 %, а ударная вязкость KCU составляет 590 кДж/м². Для толстого и тонкого листа в термообработанном состоянии предел прочности также находится на уровне 1570 МПа. Твёрдость в отожжённом состоянии указана как HB 255 (в единицах 10⁻¹ МПа), у нормализованного листа: HB 163-229, что подтверждает хорошую обрабатываемость заготовки до окончательной закалки. Такое сочетание сверхвысокой прочности и удовлетворительной пластичности определяет применение стали для ответственных тяжелонагруженных деталей: по данным по марке это шестерни, фланцы, кулачки, пальцы, валики, оси и шпильки.

Применительно к поковке диска с отверстием из 30ХГСН2А следует учитывать, что высоколегированная среднеуглеродистая сталь склонна к подкалке и требует строгого температурного режима ковки с последующим замедленным охлаждением и смягчающим отжигом или нормализацией перед механической обработкой: в отожжённом состоянии (HB около 255) диск под расточку отверстия и точение обрабатывается стабильнее. Окончательный комплекс свойств формируется закалкой и отпуском уже на готовой геометрии, при этом для диска с отверстием важна равномерность прогрева и контроль возможных закалочных напряжений у кромки отверстия. Для заготовок такого класса целесообразны ультразвуковой контроль (УЗК) сплошности и приёмка по механическим испытаниям; конкретные значения прочности и твёрдости в готовой детали задаются режимом термообработки и согласуются по чертежу и НТД.