Регион Навашино
пр Корабелов 11
Сталь 30Х13
Марка
30Х13
Классификация
Сталь коррозионно-стойкая жаропрочная
Сталь марки 30Х13 относится к категории коррозионностойких жаропрочных металлов мартенситного класса. Сплав проявляет повышенную устойчивость к высоким температурам и коррозии. Отличные эксплуатационные характеристики этого материала в сочетании с доступной ценой делают его одним из наиболее востребованных для использования в условиях высоких температурных режимов и слабоагрессивных средах.
Расшифровка стали 30Х13
Расшифровка маркировки сплава 30Х13 основывается на наличии в нем хрома и углерода:
-
«30» – содержание углерода в нержавейке составляет примерно 0,3 %;
-
«Х13» – в стали содержится около 13 % хрома.
Химический состав сплава 30Х13 и его влияние на свойства стали
В состав нержавеющей стали 30Х13 входят следующие химические элементы:
|
Элемент |
Обозначение |
Массовая доля (%) |
|
Кремний |
Si |
Не больше 0,8 |
|
Углерод |
С |
0,26 - 0,35 |
|
Фосфор |
Р |
Менее 0,03 |
|
Марганец |
Mn |
Не более 0,8 |
|
Хром |
Cr |
12,0 - 14,0 |
|
Сера |
S |
До 0,025 |
|
Никель |
Ni |
Менее 0,6 |
|
Титан |
Ti |
До 0,5 |
|
Железо |
Fe |
Примерно 83,0 |
| Титан | Ti | До 0,2 |
| Медь | Cu | Не больше 0,3 |
Химический состав оказывает значительное влияние на свойства данного металла.
-
Хром в большом количестве способствует повышению стойкости материала к коррозионным воздействиям. На поверхности изделий образуется пленка, защищающая от влаги. Она также предотвращает разрушительное действие слабых кислотных и щелочных растворов.
-
Никель делает лучше пластические свойства металла и его ударопрочность, способствует податливости закаливанию. Он также повышает воздействие хрома на устойчивость сплава к коррозии.
Характеристики марки стали 30Х13
К основным параметрам сплава можно отнести следующее:
-
Его твердость по Бринеллю (HB) варьируется от 131 МПа до 207 МПа. Точный показатель зависит от температуры эксплуатации.
-
Плотность металла составляет 7 670 кг/м3. Это соответствует средним характеристикам среди нержавеек с аналогичным химическим составом.
-
Предел текучести марки 30Х13 – 700 МПа при комнатной температуре (+20 ОС). При повышении температурной нагрузки он постепенно уменьшается (410 МПа при +600 ОС).
Допустимое напряжение сплава при комнатной температуре по деформации на разрыв – 940 МПа. Сплав менее пластичен, чем сталь марки 20Х13, которая относится к тому же классу.
Механические свойства металла
Механические характеристики шлифованных прутков (ГОСТ 18907-73), термически обработанных под требуемую прочность, диаметр которых составляет от 1 мм до 30 мм при комнатной (+20 ОС) температуре:
|
Временное сопротивление разрыву в МПа (σв) |
Предел текучести (в МПа), σ0,2 |
Предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации) в МПа (sT) |
Относительное удлинение при разрыве в % (δ5) |
Относительное сужение в % (ψ) | Ударная вязкость в Дж/см2 (KCU) |
Твердость, НВ (HRCэ), не больше |
| 530-780 | - | - | 12 | - | - | - |
Механические параметры образцов (ГОСТ 5949-2018), прошедших закалку при температуре от +950 ОС до +1 020 ОС, отпуск в пределах +200-300 ОС, охлаждение на воздухе или в масле:
|
Временное сопротивление разрыву в МПа (σв) |
Предел текучести (в МПа), σ0,2 |
Предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации) в МПа (sT) |
Относительное удлинение при разрыве в % (δ5) |
Относительное сужение в % (ψ) | Ударная вязкость в Дж/см2 (KCU) |
Твердость, НВ (HRCэ), не больше |
| - | - | - | - | - | - | (50) |
Механические свойства поковок (ГОСТ 25054-81) сечением до 1 000 мм после закалки при температуре от +1 000 ОС до +1 050 ОС в масле, отпуске +700-750 ОС на воздухе:
|
Временное сопротивление разрыву в МПа (σв) |
Предел текучести (в МПа), σ0,2 |
Предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации) в МПа (sT) |
Относительное удлинение при разрыве в % (δ5) |
Относительное сужение в % (ψ) | Ударная вязкость в Дж/см2 (KCU) |
Твердость, НВ (HRCэ), не больше |
| 735 | 588 | - | 14 | 40 | 29 | Поверхности 235-277 |
Механические характеристики термообработанной проволоки (ГОСТ 18143-72) сечением от 1 мм до 6 мм:
|
Временное сопротивление разрыву в МПа (σв) |
Предел текучести (в МПа), σ0,2 |
Предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации) в МПа (sT) |
Относительное удлинение при разрыве в % (δ5) |
Относительное сужение в % (ψ) | Ударная вязкость в Дж/см2 (KCU) |
Твердость, НВ (HRCэ), не больше |
| 490-830 | - | - | 12 | - | - | - |
Механические параметры нержавейки 30Х13 при комнатной температуре (+20 ОС):
| Вид проката, размер, направление |
еменное сопротивление разрыву в МПа (σв) |
Предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации) в МПа (sT) |
Относительное удлинение при разрыве в % (δ5) |
Относительное сужение в % (ψ) | Ударная вязкость в Дж/см2 (KCU) |
| Листы диаметром 1-4 мм поперечные образцы |
500 |
- | 15 | - | - |
| Поковки, продольные образцы | 850 | 710 | 12 |
40 |
350 |
| Проволока диаметром до 6 мм | 700 | - | 12 | - | 350 |
Твердость металла после закаливания и отпуска (HB 10-1) по ГОСТу 25054-81 составляет 235-277 МПа, после отжига согласно ГОСТу 5949-2018 – от 131 МПа до 207 МПа.
Физические свойства сплава 30Х13
Физические параметры нержавейки данной марки в зависимости от температуры испытаний:
|
Температура в °С |
Модуль упругости (E 10-5) в МПа |
Коэффициент линейного расширения (a 106), 1/°С |
Коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала) l (Вт/(м·град)) |
Плотность r (кг/м3) |
Удельная теплоемкость материала C (Дж/(кг·град)) |
Удельное электросопротивление R 109 (Ом·м) |
|
+20 |
2,23 |
- | - |
7 670 |
- | 522 |
| +100 | - |
9,98 |
26,4 |
7 650 |
473 |
595 |
|
+200 |
2,14 |
10,65 |
27,2 |
7 620 |
502 |
684 |
|
+300 |
2,06 | 11,13 | 27,7 | 7 600 | 540 | 769 |
| +400 | 1,97 | 11,7 | 27,7 | 7 570 | 582 | 858 |
| +500 | 1,85 | 11,83 | 27,2 | 7 540 | 653 | 935 |
| +600 | 1,74 | 12,3 | 26,7 |
7 510 |
749 | 1 015 |
| +700 | - |
12,5 |
25,6 |
7 480 | 879 | 1 099 |
| +800 | - | 12,6 | 25,1 | 7 450 | 783 | - |
|
+900 |
- | - | 26,7 | 7 460 | 657 | - |
Технологические параметры марки 30Х13
Технологические свойства нержавейки данной марки:
-
Ее нельзя применять для сварных конструкций.
-
Сталь не чувствительна к флокенам.
-
Обрабатывание сплава резанием производится в закаленном и отпущенном состоянии – HB=241, σв = 730 МПа, Кυ тв. спл = 0,7, Кυ б.ст = 0,45.
-
Металл мало склонен к отпускной хрупкости.
-
Температура начала ковки +1 250 ОС, конца – +850 ОС. Изделия сечением до 400 мм необходимо подвергать низкотемпературному отжигу с 1 переохлаждением.
-
Температура критических точек: Ac1 = +810 ОС, Ac3 (Acm) = +860 ОС, Ar3 (Arcm) = +660 ОС, Ar1 = +710 ОС, Mn = +240 ОС.
Сплав хорошо выдерживает горячую деформацию при нагреве в диапазоне температур +1 100-850 ОС. Но если скорость нагревания большая, то материал склонен к трещинообразованию. Прогрев стоит производить медленно до +830 ОС. После окончания процесса деформирования лучше охладить изделие в песке, стопе или печи.
В холодном виде деформация металла ограничена. После нее требуется отжиг при температуре +750 ОС. Как смягчающую термическую обработку, применяющуюся после горячей деформации, можно использовать метод промежуточного отжига (+740-800 ОС) или способ полного отжига (810-880 ОС).
Финишная термообработка выполняется закалкой стали в температурном диапазоне от +950 ОС до +1 050 ОС. Охлаждения делается на воздухе, в масле. Отпуск производится по заданной коррозионной устойчивости и твердости.
Если нержавейка предназначается для выпуска хирургического инструментария, то желательно закалку проводить поэтапно – от +1 020 ОС до +1 040 ОС. Дальнейшее охлаждение делается при температуре +350 ОС в щелочи. Это способствует увеличению параметров изделия по упругости и снижению склонности к короблению.
Коррозионные свойства
После закалки с оптимальной температурой, которая обеспечивает полное растворение содержащихся в металле карбидов, сталь марки 30Х13 обладает высокой коррозионной стойкостью. Однако повышение температурного режима отпуска (до +600 ОС) приводит к снижению общей коррозионной устойчивости. Это происходит из-за обеднения твердого раствора по хрому в результате выделения его карбидов. Далее она несколько увеличивается, но не выходит на уровень, который достигается в низкоотпущенном или закаленном состоянии.
Для получения высоких показателей по твердости и устойчивости к коррозии применять материал стоит после отпуска в температурном интервале от +200 ОС до +400 ОС. Конструкционную сталь хорошего качества получают, если отпуск производится при температуре +600-650 ОС.
Формы поставки материала из стали 30Х13
Нержавейка 30Х13 выпускается во многих видах проката и сортамента. Это дает возможность подобрать наиболее подходящий вариант для изготовления конкретного металлоизделия. Сталь поставляется в виде (согласно ГОСТу):
-
Кованых прутков круглого и квадратного сечения – 1133-71;
-
Горячекатаных круглых стержней – 2591-2006;
-
Круглых прутков со специальной обработкой поверхности – 14955-77;
-
Калиброванного круглого проката – 7417-75;
-
Горячекатаных квадратов – 2590-2006;
-
Калиброванных квадратных стержней – 8559-75;
-
Стержни, обработанные термически, шлифованные и нагартованные – 18907-73;
-
Проволоки – 10543-98;
-
Проволочного сеточного проката из рифленого полуфабриката – 3306-88;
-
Коррозионно- и жаростойкой проволоки – 18143-72;
-
Лент холодной прокатки – 4986-79;
-
Полос горячей прокатки – 103-2006;
-
Полосового проката кованого и горячекатаного из инструментальной нержавейки – 4405-75;
-
Листов холодного деформирования – 19904-90;
-
Листового проката горячей обработки – 19903-2015;
-
Тонких листов, стойких к коррозии и высокой температуре – 5582-75;
-
Поковок – 25054-81;
-
Горячекатаных шестигранников – 2879-2006;
-
Калиброванных шестигранных прутков – 8560-78;
-
Металлопродукции из нержавеющей коррозионностойкой, жаростойкой и жаропрочной стали – 5949-2018.
Применение сплава
Отличная устойчивость к высоким температурам является главным преимуществом нержавеющей стали марки 30Х13. Это позволило ей найти широкое применение в разных отраслях промышленности. Благодаря отсутствию дорогих легирующих элементов, таких как вольфрам и молибден, данный сплав предлагает оптимальное сочетание эксплуатационных характеристик и доступной стоимости.
Из материала делают:
-
Ручной инструмент, в том числе режущий, измерительный, формовочный и хирургический;
-
Пружины;
-
Штоки и клапанные пластины для поршневых компрессоров;
-
Карбюраторные иглы;
-
Валы, шестерни для машин и приборов;
-
Предметы домашнего обихода;
-
Элементы для внутренних устройств аппаратуры и другие изделия, предназначенные для работы с высокими нагрузками в средах слабой и средней агрессивности с температурой до +450 ОС.
Данный металл активно востребован в энергетике и машиностроении. Из него изготавливают валы крекинг-насосов, паровую арматуру и многое другое.
ГОСТы и ТУ на сталь 30Х13
На нержавейку данной марки действуют следующие ГОСТы:
-
25054-81 – поковки;
-
10543-98 – наплавочная проволока;
-
18143-72 – стойкая к коррозии и высоким температурам проволока;
-
2879-2006 – шестигранный прокат горячего деформирования;
-
8560-78 – калиброванные стержни шестигранного сечения;
-
1133-71 – круглые и квадратные прутки кованые;
-
2591-2006 – круглые горячекатаные прутки;
-
14955-77 – круги со спецобработкой поверхности;
-
7417-75 – круглый прокат калиброванный;
-
2590-2006 – квадратные горячекатаные прутки;
-
8559-75 – квадраты калиброванные;
-
103-2006 – горячекатаные полосы;
-
4405-75 – горячекатаные и кованые полосы из нержавеющей стали;
-
19904-90 – холоднокатаные листы;
-
19903-2015 – горячекатаные листы;
-
5582-75 – тонкие коррозионностойкие, жаростойкие и жаропрочные листы;
-
18907-73 – шлифованные нагартованные прутки, обработанные термически;
-
5949-75 – металлоизделия, устойчивые коррозии и высокой температуре;
-
4986-79 – холоднокатаные ленты жаростойкие и коррозионно устойчивые;
-
3306-88 – сетки с квадратами из проволоки рифленой.
Также ТУ 14-11-245-88 регламентирует производство высокоточных фасонных профилей, а ОСТ 3-1686-90 – заготовок для машиностроительной отрасли.
Аналоги стали 30Х13
К наиболее распространенным зарубежным аналогам нержавейки 30Х13, использующимся в разных странах мира относятся:
-
США (ASTM/AISI) – 420S, 420F, S42020;
-
Германия (DIN, WNr) – 1.4028, X20Cr13, X30Cr13;
-
Япония (JIS) – SUS420J2;
-
Франция (AFNOR) – 410F21, Z30C13, Z33C13;
-
Англия (BS) – 420S45, En56D;
-
Евросоюз (EN) – 1.4028, X30Cr13;
-
Италия (UNI) – GX30Cr13, X30Cr13;
-
Испания (UNE) – F.3403, X30Cr13;
-
Китай (GB) – 3Cr13;
-
Швеция (SS) – 2304;
-
Польша (PN) – 3H13;
-
Чехия (CSN) – 17023.
Список товаров:
Лист нержавеющий 2,5х750х1500 мм. 30Х13 холоднокатаный, матовый
Лист нержавеющий 1,8х1250х2500 мм. 30Х13 холоднокатаный, матовый
Лист нержавеющий 1х500х2000 мм. 30Х13 холоднокатаный, матовый
Лист нержавеющий 0,8х800х1600 мм. 30Х13 холоднокатаный, матовый
Лист нержавеющий 1,6х1250х2500 мм. 30Х13 холоднокатаный, матовый
Список товаров:
Круг нержавеющий (пруток) 10 мм. 30Х13 горячекатаный, матовый
Круг нержавеющий (пруток) 16 мм. 30Х13 горячекатаный, матовый
Круг нержавеющий (пруток) 25 мм. 30Х13 горячекатаный, матовый
Круг нержавеющий (пруток) 56 мм. 30Х13 горячекатаный, матовый
Круг нержавеющий (пруток) 90 мм. 30Х13 горячекатаный, матовый
Список товаров:
Шестигранник нержавеющий (пруток) 12 мм. 30Х13 горячекатаный, матовый
Шестигранник нержавеющий (пруток) 17 мм. 30Х13 горячекатаный, матовый
Шестигранник нержавеющий (пруток) 30 мм. 30Х13 горячекатаный, матовый
Шестигранник нержавеющий (пруток) 32 мм. 30Х13 горячекатаный, матовый
Шестигранник нержавеющий (пруток) 36 мм. 30Х13 горячекатаный, матовый
