Сталь 30ХМА

Сталь 30ХМА: характеристики, свойства и применение
Общая характеристика
Сталь 30ХМА — легированная конструкционная теплоустойчивая сталь перлитного класса. Относится к хромомолибденовым сталям с умеренным содержанием углерода. Предназначена для изготовления высоконагруженных деталей, работающих при повышенных температурах (до 450–500 °C). Широко применяется в энергетическом машиностроении, нефтехимической промышленности и трубопроводном строительстве.
Расшифровка марки
Обозначение «30ХМА» отражает химический состав:

• 30 — содержание углерода около 0,30 % (точнее 0,26–0,33 %);
• Х — наличие хрома (Cr) в количестве 0,8–1,1 %;
• М — наличие молибдена (Mo) в количестве 0,15–0,25 %;
• А — индекс качества: сталь высококачественная (с пониженным содержанием серы и фосфора).

Химический состав (по ГОСТ 4543‑71)
Основные элементы и их содержание:

• углерод ©: 0,26–0,33 %;
• кремний (Si): 0,17–0,37 %;
• марганец (Mn): 0,40–0,70 %;
• хром (Cr): 0,80–1,10 %;
• молибден (Mo): 0,15–0,25 %;
• сера (S): ≤ 0,025 %;
• фосфор (P): ≤ 0,025 %;
• никель (Ni): ≤ 0,30 %;
• медь (Cu): ≤ 0,20 %.

Механические свойства (после закалки и высокого отпуска)
Типовые показатели для прутка диаметром 25 мм:

• предел текучести (σт​): ≥ 735 МПа;
• временное сопротивление разрыву (σв​): ≥ 930 МПа;
• относительное удлинение (δ5​): ≥ 12 %;
• относительное сужение (ψ): ≥ 50 %;
• ударная вязкость (KCU): ≥ 69 Дж/см²;
• твёрдость по Бринеллю (HB): 229–269 МПа;
• модуль упругости (E): ~210 ГПа;
• плотность: ~7,85 г/см³.

Физико‑механические особенности

• Температура ковки: начало — 1240 °C, конец — 800 °C. Охлаждение замедленное (в яме или печи) для предотвращения трещин.
• Критические точки:
• Ac1​=750 ∘C;
• Ac3​=825 ∘C;
• Ar3​=780 ∘C;
• Ar1​=690 ∘C.
• Склонность к отпускной хрупкости: умеренная (требуется контроль режимов отпуска).
• Флокеночувствительность: повышенная (требует особого режима охлаждения после ковки).

Технологические свойства

• Свариваемость: ограниченно свариваемая. Для качественных сварных соединений необходимы:
• предварительный подогрев до 150–200 °C;
• последующая термообработка (отпуск при 650–680 °C).
• Допустимые способы сварки: РДС (ручная дуговая), АДС под флюсом, ЭШС (электрошлаковая). КТС (контактная) возможна без ограничений.
• Обрабатываемость резанием: в нормализованном и отпущенном состоянии при HB 229–269 коэффициент обрабатываемости Kυ б.ст.​=0,8.
• Прокаливаемость: высокая (благодаря комплексному легированию), обеспечивает однородные свойства в сечениях до 60 мм.

Термообработка
Основные режимы:

1. Закалка: нагрев до 850–880 °C с охлаждением в масле.
2. Высокий отпуск: нагрев до 580–620 °C с последующим охлаждением на воздухе или в печи (зависит от требований к детали).
3. Нормализация: нагрев до 900–930 °C с охлаждением на воздухе (используется для улучшения структуры перед механической обработкой).

Температурный диапазон эксплуатации
Сталь работоспособна в интервале от −40 °C до +500 °C (длительно). При температурах выше 500 °C начинается ускоренное разупрочнение и снижение длительной прочности.
Виды поставки (по ГОСТ)
Сталь 30ХМА выпускается в следующих формах:

• сортовой прокат (круг, квадрат);
• калиброванный пруток;
• поковки и кованые заготовки;
• горячекатаные полосы;
• трубы (горячедеформированные и холоднодеформированные);
• заготовки для фланцев и крепежа.

Сферы применения
Благодаря высокой теплостойкости и прочности сталь 30ХМА используется для изготовления:

• роторов, дисков, валов паровых турбин;
• крепёжных деталей (шпилек, болтов, гаек) для паропроводов и турбин;
• фланцев и корпусных деталей арматуры высокого давления;
• деталей компрессоров и нагнетателей;
• элементов котлов и теплообменного оборудования;
• осей и шестерён для работы при повышенных температурах;
• компонентов нефтеперерабатывающего оборудования;
• заготовок для трубопроводной арматуры ТЭС и ТЭЦ;
• деталей насосов и редукторов;
• элементов конструкций, работающих под давлением при повышенных температурах.

Ограничения:

• не рекомендуется для сварных конструкций без термообработки;
• ограничена в применении при температурах выше 500 °C для длительно работающих деталей;
• требует строгого соблюдения режимов термообработки для достижения заданных свойств;
• нуждается в защите от коррозии в агрессивных средах (умеренная коррозионная стойкость).

Преимущества

• высокая длительная прочность при температурах до 500 °C;
• хорошая прокаливаемость благодаря легированию хромом и молибденом;
• устойчивость к ползучести;
• удовлетворительная ударная вязкость после термообработки;
• возможность получения высоких механических свойств в крупных сечениях (до 60 мм);
• улучшенное качество (пониженное содержание S и P) по сравнению с обычными легированными сталями;
• баланс прочности и пластичности.

Недостатки

• ограниченная свариваемость (требует подогрева и последующей термообработки);
• повышенная чувствительность к концентраторам напряжений;
• склонность к образованию флокенов при ковке;
• сложность обработки в закалённом состоянии;
• необходимость строгого контроля режимов термообработки;
• умеренная коррозионная стойкость (требуется защитное покрытие в агрессивных средах).

Аналоги и заменители
Российские аналоги:

• сталь 25Х1МФ (с добавлением ванадия, выше теплостойкость);
• сталь 35ХМ (с повышенным содержанием углерода, выше прочность);
• сталь 20Х3МВФ (высокопрочная теплостойкая, сложнее в обработке).

Зарубежные аналоги:

• Германия (DIN): 25CrMo4 (1.7218);
• США (AISI): 4130, 4135;
• Евросоюз (EN): 1.7218;
• Япония (JIS): SCM430, SCM435.

Заключение
Сталь 30ХМА — важный материал для производства теплостойких и высоконагруженных деталей в энергетическом и тяжёлом машиностроении. Её ключевые достоинства — сочетание длительной прочности, теплостойкости и прокаливаемости при улучшенном качестве (низкое содержание серы и фосфора).
При правильном применении и строгом соблюдении технологических режимов термообработки сталь 30ХМА обеспечивает:

• надёжную работу деталей при температурах до 500 °C;
• высокую сопротивляемость ползучести;
• длительный ресурс эксплуатации в условиях циклических нагрузок и давления.

Однако сложность сварки и необходимость тщательного контроля режимов термообработки требуют высокой квалификации персонала. При соблюдении всех технологических требований сталь 30ХМА остаётся одним из предпочтительных материалов для критически важных узлов энергетического оборудования, где требуется сочетание прочности, теплостойкости и долговечности.


Мы предлагаем купить крепеж из российского металлопроката 30ХМА, на нашем сайте с доставкой по Москве и всей России, по выгодным ценам.