Tepelné zpracování oceli 30KhGSA
Nože a materiály pro jejich výrobu.
21 rok práce.9000 zboží.36000 zákazníci provedli více než 2 nákupy.
Ve vašem košíku:
Akce, zlevněné produkty
Nože podle kategorie
Pochvy, kryty na nože
Čepele podle typu
Čepele podle třídy oceli
Nože podle třídy oceli
nástroj na ostření
Páska z KARBIDU KŘEMÍKU
Páska OXID HLINÍKU
Výrobci nožů Rusko
Zahraniční výrobci nožů
Ocel U10, popis vlastností a způsobu kalení, tepelné zpracování
Ocel U10, popis vlastností a způsobu kalení, tepelné zpracování
| Značka: U10 (náhradníci: U11, U12, U12A) Třída: Uhlíková nástrojová ocel Typ dodávky: dlouhé výrobky, včetně tvarové oceli: GOST 1435-99, GOST 2590-2006, GOST 2591-2006, GOST 2879-2006. Kalibrovaná tyč: GOST 1435-99, GOST 7417-75, GOST 8559-75, GOST 8560-78. Leštěná tyč a stříbro: GOST 1435-99, GOST 14955-77. Pásek: GOST 103-2006, GOST 4405-75. Výkovky a výkovky: GOST 1435-99, GOST 4405-75, GOST 1133-71. Páska: GOST 2283-79, GOST 21997-76. Využití v průmyslu: nástroje pracující v podmínkách, které nezpůsobují zahřívání břitu: ruční závitníky, rašple, jehlové pilníky, pily pro opracování dřeva, raznice pro lisování za studena, hladká měřidla, sekery. |
| Chemické složení v % oceli U10 | ||
| C | 0,96 – 1,03 |  |
| Si | 0,17 – 0,33 | |
| Mn | 0,17 – 0,33 | |
| Ni | na 0,25 | |
| S | na 0,028 | |
| P | na 0,03 | |
| Cr | na 0,2 | |
| Cu | na 0,25 | |
| Fe | ~ 97 | |
| Vlastnosti a užitečné informace: |
| Měrná hmotnost: 7810 kg/m3 Tepelné zpracování: Stav dodání Tvrdost materiálu: HB 10 -1 = 197 MPa Teplota kritického bodu: Ac1 = 730, Ac3(Acm) = 800, Ar1 = 700, Mn = 210 Kovací teplota, °C: začátek 1180, konec 800. Sekce do 100 mm se chladí na vzduchu, 101-300 mm v jámě. Obrobitelnost řezu: při HB 197, K υ tv. spl=1,1 a Kυ b.st=1,0 Svařitelnost materiálu: nevztahuje se na svařované konstrukce. Metoda svařování KTS. Citlivost hejna: necitlivá. Sklon k popouštěcí křehkosti: není náchylný. |
| Mechanické vlastnosti válcované oceli U10 o průřezu 0,1-4,0 mm (GOST 2283-79) | ||
| Stav doručení | σв (MPa) | δ5 (%) |
| Pás válcovaný za studena: žíhaný tvrdě pracující za studena, pevnostní třída H1 za studena, pevnostní třída H3 Žíhaná páska nejvyšší kategorie kvality | 750 750-1200 750-900 1050-1200 700 | 10 – – – 13 |
| Tvrdost oceli U10 po tepelném zpracování (GOST 1435-99) | |
| Režimy tepelného zpracování | HRCE (HB) |
| Žíhání Kalení 770-800 °C, voda Průřez do 10-12 mm. Kalení 800 °C, olej nebo roztavené soli při 190 °C. Dovolená 160-200 °C Řez do 8 mm. Kalení 800 °C, olej nebo roztavené soli při 190 °C. Dovolená 380-480 °C * Řez do 60 mm. Kalení 770 °C, voda nebo 5-10% roztok NaCl. Dovolená 170 °C. pružiny. Izotermické vytvrzování při 800 °C v roztavených solích a vodě. Ichothermní teplota je 280-360 °C. Dovolená 280-360 °C Povrchové kalení s indukčním ohřevem. Dovolená 160-200 °C | Až (207) St. 68 57-61 44-50 59-63 44-52 59-63 |
* Doporučeno pro pružiny a díly pružinového typu
| Tvrdost oceli U10 v závislosti na teplotě popouštění | |
| Teplota, °C | HRCE |
| Kalení 760-780 °C, voda | |
| 160-200 200-300 300-400 400-500 | 63-65 57-63 49-57 40-49 |
| Mechanické vlastnosti oceli U10 v závislosti na zkušební teplotě | |||
| Zkušební teplota, °C | σв (MPa) | δ5 (%) | ψ % |
| Vzorek o průměru 5 mm a délce 25 mm je deformován a žíhán. Rychlost deformace 10 mm/min. Rychlost deformace 0,007 1/s | |||
| 700 800 900 1000 1100 1200 | 105 90 55 29 18 16 | 50 52 59 70 78 86 | 87 100 100 100 100 100 |
| Tepelná odolnost oceli U10 |
| Teplota, ° С | Čas, h | HRСе |
| 150-160 200-250 | 1 1 | 63 59 |
| Prokalitelnost oceli U10 | |||||||
| Vzdálenost od konce, mm | Poznámka | ||||||
| 1,5 | 3 | 6 | 9 | 15 | 35 | 48 | Kalení 860 °C |
| 62-67 | 46,5-54 | 38-42,5 | 35-40 | 31-35,5 | 22-27,5 | 22 | Tvrdost pro prokalitelné pásky, HRC |
| Tepelné zpracování | Kritická tvrdost, HRCе | Kritický průměr ve vodě | Kritický průměr v oleji |
| Kalení Kalení 800 °C | 61 43-66 | 15-20 20 | 4-6 – |
| Fyzikální vlastnosti oceli U10 | ||||||
| T (grad) | E 10-5 (MPa) | a 10 6 (1/stupeň) | l (W/(m deg)) | r (kg/m3) | C (J/(kg deg)) | R 10 9 (ohm m) |
| 20 | 40 | 7810 | 420 | |||
| 100 | 11.5 | 44 | ||||
| 200 | 11.9 | |||||
| 300 | 12.5 | 41 | ||||
| 400 | 13 | |||||
| 500 | 13.4 | |||||
| 600 | 13.9 | 38 | ||||
| 700 | 14.3 | |||||
| 800 | 13.9 | |||||
| 900 | 15.4 | 34 | ||||
| 1000 | 13.3 | |||||
Výklad třídy oceli U10: písmeno U označuje, že se jedná o vysoce kvalitní nelegovanou nástrojovou ocel, která obsahuje v průměru 1 % uhlíku.
Nástroje z oceli U10 a její tepelné zpracování: odřezky, hladítka a hladítka se vyrábí svařované. Čepele jsou vyrobeny z ocelí U7, U10 a před svařováním rukojeti jsou tepelně zpracovány. S ohledem na velkou plochu a malou tloušťku lopatek je nejlepší je kalit mezi dutými chlazenými kalícími deskami nebo mezi pevnými kalicími deskami mazanými olejem. Temperování se provádí při teplotě 300-400° po dobu 15-20 minut. Požadovaná tvrdost Rc = 42-52.
Po zahřátí pro kalení v olověné nebo solné lázni se frézy z uhlíkové oceli U10 namočí do vody a přemístí do oleje. Expozice ve vodě by měla být co nejkratší, aby se zabránilo vzniku trhlin v místech ostrých přechodů a podél řezných hran, například fréza o průměru 25 mm se ochladí ve vodě po dobu 3-4 sekund a poté se přenese na olej. Frézy by měly být rychle ponořeny do vody, aby chlazení bylo rovnoměrné po celé délce. Není-li solná nebo olovnatá pec, lze řezáky zahřát v komorové peci, poté namočit pouze pracovní část do vody a převést na olej. Při chlazení ve vodě by se fréza měla pohybovat nahoru a dolů, aby se eliminovala ostrá přechodová hranice z ohřívané zóny do chlazené. Pokud tak neučiníte, může dojít k prasklinám. Tvrdost Rc = 60-64.
| Stručná označení: | ||||
| σв | — dočasná pevnost v tahu (pevnost v tahu), MPa | ε | — relativní sedání při objevení se první trhliny, % | |
| σ0,05 | — mez pružnosti, MPa | Jk | — mezní pevnost v krutu, maximální smykové napětí, MPa | |
| σ0,2 | — podmíněná mez kluzu, MPa | σben | — mezní pevnost v ohybu, MPa | |
| δ5, δ4, δ10 | — relativní prodloužení po přetržení, % | σ-1 | — mez únosnosti při zkoušce ohybem se symetrickým zatěžovacím cyklem, MPa | |
| σco.0,05 a σco. | — mez kluzu v tlaku, MPa | J-1 | — mez únosnosti při zkoušce krutem se symetrickým zatěžovacím cyklem, MPa | |
| ν | — relativní posun, % | n | — počet zatěžovacích cyklů | |
| sv | — mez krátkodobé pevnosti, MPa | R a ρ | — elektrický odpor, Ohm m | |
| ψ | — relativní zúžení, % | E | — normální modul pružnosti, GPa | |
| KCU a KCV | — rázová houževnatost, stanovená na vzorku s koncentrátory typu U a V, J/cm2 | T | — teplota, při které byly vlastnosti získány, ve stupních | |
| sT | — mez úměrnosti (mez kluzu pro trvalou deformaci), MPa | l a λ | — součinitel tepelné vodivosti (tepelná kapacita materiálu), W/(m °C) | |
| HB | — Tvrdost podle Brinella | C | – měrná tepelná kapacita materiálu (rozsah 20o – T), [J/(kg deg)] | |
| HV | — Tvrdost podle Vickerse | pn a r | — hustota kg/m3 | |
| HRСе | — Tvrdost podle Rockwella, stupnice C | а | — koeficient tepelné (lineární) roztažnosti (rozsah 20o – T), 1/°С | |
| HRB | — Tvrdost podle Rockwella, stupnice B | σtТ | — mez dlouhodobé pevnosti, MPa | |
| HSD | – Tvrdost Shore | G | — modul pružnosti při torzním smyku, GPa | |
Při výrobě vysoce zatížených dílů mohou i sebemenší odchylky v teplotním režimu tepelného zpracování vést ke vzniku vnitřních pnutí, snížení pevnosti a vzniku mikrotrhlin. Ocel 30KhGSA, která má díky legujícím prvkům (Cr, Mn, Si) zlepšené mechanické vlastnosti, vyžaduje přísně kontrolované technologické procesy pro dosažení optimální rovnováhy tvrdosti, plasticity a odolnosti proti opotřebení.
Společnost TermoPress LLC nabízí komplexní služby v oblasti tepelného zpracování oceli 30KhGSA s individuálním výběrem režimů, moderním vybavením a plnou kontrolou kvality v každé fázi. Náš přístup nám umožňuje vyhnout se běžným chybám typickým pro nezávislé zpracování a zaručit stabilní zlepšení provozních vlastností materiálu.
Význam tepelného zpracování oceli 30KhGSA
Ocel 30KhGSA se široce používá ve strojírenství, obranném průmyslu, stavebnictví a ropném a plynárenském průmyslu. Tato slitina se používá k výrobě trupů lodí, částí motorů, spojovacích prvků, hlavně zbraní a dalších součástí, kde je vysoká pevnost a odolnost proti opotřebení klíčová. Povaha slitiny (s obsahem přibližně 0,30 % uhlíku a legujících prvků Cr, Mn, Si) však vyžaduje přesné dodržování režimů ohřevu a chlazení, jinak může materiál ztratit své nejlepší vlastnosti.
Zákazníci se často potýkají s problémy s nerovnoměrným ohřevem, nesprávnou dobou výdrže a náhlým ochlazením, což vede k degradaci ocelové konstrukce. Naše technologie nám umožňují minimalizovat tato rizika a zajistit optimální mikrostrukturu a vysoké výkonnostní vlastnosti hotových výrobků.
Chemické složení oceli 30KhGSA
Níže je uvedena typická tabulka chemického složení oceli 30KhGSA podle GOST 4543-2016:
| Chemický prvek | % obsahu |
| uhlík (C) | 0,28 – 0,34 |
| Křemík (Si) | 0,90 – 1,20 |
| Měď (Cu) | ≤ 0,30 |
| Mangan (Mn) | 0,80 – 1,10 |
| Nikl (Ni) | ≤ 0,30 |
| Fosfor (P) | ≤ 0,025 |
| Chrome (Cr) | 0,80 – 1,10 |
| Síra (S) | ≤ 0,025 |
Existují také normy pro obsah dusíku, hliníku a zbytkových prvků, což zajišťuje stabilitu vlastností oceli.
Průmyslové aplikace
Ocel 30KhGSA se široce používá v různých průmyslových odvětvích:
- Průmyslová výroba. Slitina se používá k odlévání trupů lodí, částí motorů, spojovacích prvků a hlavně zbraní.
- Stavba. Výroba vysokopevnostních spojovacích prvků pro stavební konstrukce, které jsou odolné vůči proměnnému zatížení (přičemž vyžadují dodatečnou ochranu proti korozi).
- Strojírenství a letectví. Ocel 30KhGSA se používá k výrobě pevných těles, svařovaných konstrukcí a pohyblivých prvků, jako jsou páky a nápravy.
- Ropný a plynárenský průmysl. Za tepla válcované trubky se používají pro vysokotlaké plynovody.
- Obranný průmysl. Široce se používá při výrobě hlavně pro domácí ruční palné zbraně.
Proces tepelného zpracování oceli 30KhGSA
Technologický proces zpracování 30KhGSA se skládá z několika fází, z nichž každá ovlivňuje mikrostrukturu a provozní vlastnosti materiálu.
Žíhání
Cíl: Odstranění vnitřního pnutí a zlepšení obrobitelnosti. Režim: Ohřev na 750–780 °C s následným pomalým ochlazováním v peci. Žíhání připravuje ocel pro další fáze vytvořením rovnoměrného tepelného pole.
Normalizace
Cíl: Vytvoření jemnozrnné, homogenní struktury, zvýšení plasticity a rázové houževnatosti. Režim: Ohřev na 800–850 °C, výdrž 10–20 minut, ochlazení na vzduchu.
Kalení
Cíl: Zvýšení tvrdosti a pevnosti v důsledku přeměny austenitu na martenzit. Způsob:
- Zahřátí na 830–860 °C (někdy až 880 °C) s výdrží 10–15 minut.
- Rychlé ochlazení v oleji (pro dosažení optimální struktury). Rychlé ochlazení vede k vytvoření martenzitické struktury, která výrazně zvyšuje tvrdost, ale může zvýšit riziko křehkosti.
Dovolená
Cíl: Snížení křehkosti, odstranění vnitřních pnutí a optimalizace poměru tvrdosti a tažnosti. Režim: Ohřev na 580–630 °C, výdrž 1–2 hodiny, pomalé ochlazování. Popouštění přerozděluje uhlík, čímž se eliminuje nadměrné pnutí a zlepšuje se rázová houževnatost.
Další režimy
V závislosti na účelu produktu lze použít následující:
- Nízké popouštění (do 250 °C): pro minimální uvolnění pnutí bez významné změny tvrdosti.
- Střední popouštění (do 500 °C): pro zvýšení viskozity, což je důležité pro dynamické zatížení (např. pružiny).
- Vysoké popouštění (až 600 °C): pro optimální kombinaci pevnosti a tažnosti v dílech vystavených rázovému zatížení.
Tabulka režimů tepelného zpracování pro ocel 30KhGSA
| Fáze zpracování | Teplotní rozsah (°C) | Expozice | Způsob chlazení | Účel procesu |
| Žíhání | 750 – 780 | Dokud není dosaženo rovnoměrného rozložení teploty | Pomalé chlazení (v troubě) | Odstranění vnitřního pnutí, zlepšení obrobitelnosti |
| Normalizace | 800 – 850 | 10-20 minut | Chlazení vzduchem | Vznik homogenní, jemnozrnné struktury |
| Kalení | 830 – 860 | 10-15 minut | Rychlé chlazení (olej) | Vznik martenzitické struktury, zvýšení tvrdosti |
| Dovolená | 580 – 630 | 1 – 2 hodin | Pomalé chlazení | Snížení křehkosti, vyvážení tvrdosti a tažnosti |
| Další režimy | Nízká: až 250, Střední: až 500, Vysoká: až 600 | Záleží na požadavcích | Řízené chlazení | Úprava mechanických vlastností v závislosti na účelu |
Teplota kritického bodu
Kritické body jsou teplotní hodnoty, při kterých dochází v oceli k významným fyzikálním a chemickým přeměnám. Jsou označeny následujícími symboly:
- Ac1: Začátek přeměny perlitu na austenit
- Ac3: Dokončení rozpouštění feritu na austenit
- Ar3: Začátek precipitace feritu z austenitu během chlazení
- Ar1: Začátek zpětné přeměny austenitu na perlit
- Mn: Teplota nástupu martenzitické transformace
| Index | Teplota (°C) |
| Ac1 | 760 |
| Ac3 | 830 |
| Ar3 | 705 |
| Ar1 | 670 |
| Mn | 352 |
Charakteristika rázové houževnatosti
Rázová houževnatost charakterizuje schopnost oceli odolávat dynamickému zatížení, jako jsou nárazy. Tepelné zpracování může tento ukazatel výrazně zvýšit.
| Režim zpracování teploty | Rázová houževnatost, KCU (J/cm²) |
| Při +20 °C | 69 |
| Při -20°C | 55 |
| Při -40°C | 41 |
| Při -60°C | 35 |
| Při -80°C | 23 |
Hodnoty byly získány kalením při 880 °C (v oleji) a následným popouštěním při 580–600 °C.
Mez vytrvalosti (únava)
Mez únavy vyjadřuje maximální zatížení, které ocel snese bez porušení v cyklických zkouškách. Tento parametr se mění v závislosti na režimech kalení a popouštění.
| Režim tepelného zpracování | Mezní únosnost, σ-1 (MPa) |
| Kalení 870 °C, popouštění 200 °C | 637 |
| Kalení 870 °C, popouštění 400 °C | (Význam se liší – například: 696) |
Uvedené hodnoty ukazují, jak změna režimu popouštění ovlivňuje odolnost materiálu vůči cyklickému zatížení.
Kalitelnost a tvrdost oceli
Prokalitelnost je hloubka vrstvy, která se mění v důsledku kalení, a tvrdost se měří na Rockwellově stupnici (HRCэ). U oceli 30KhGSA je hloubka zkalené vrstvy 24–40 mm a hodnoty tvrdosti závisí na vzdálenosti od konce obrobku.
| Vzdálenost od konce (mm) | Tvrdost HRC (přibližně) |
| 1.5 | 50.5-55 |
| 3 | 49-54 |
| 4.5 | 47.5-53 |
| 6 | 46-52.5 |
| 9 | 41.5-52 |
| 12 | 38-51 |
| 15 | 36-48.5 |
| 18 | 35.5-46.5 |
| 21 | 33-44.5 |
| 24 | 30-43 |
Důležitým parametrem je také procentuální obsah martenzitu a kritické průměry zrn závisí na zvoleném chladicím médiu (voda nebo olej).
Fyzikální vlastnosti oceli 30KhGSA
Fyzikální vlastnosti oceli jsou určeny její elasticitou, tepelnou vodivostí, hustotou, měrným elektrickým odporem, koeficientem lineární roztažnosti a měrnou tepelnou kapacitou. Níže je uvedena tabulka znázorňující změny těchto parametrů při různých zkušebních teplotách.
| Zkušební teplota (°C) | Modul pružnosti E (GPa) | Hustota ρ (kg/m³) | Tepelná vodivost (W/(m °C)) | Součinitel lineární roztažnosti (10⁻⁶ 1/°C) | Měrná tepelná kapacita c (J/(kg °C)) |
| 20 | 215 | 7850 | 38 | 11.7 | 496 |
| 100 | 211 | 7830 | 38 | 12.3 | 504 |
| 200 | 203 | 7800 | 37 | 12.9 | 512 |
| 300 | 196 | 7760 | 37 | 13.4 | 533 |
| 400 | 184 | 7730 | 36 | 13.7 | 554 |
| 500 | 173 | 7700 | 34 | 14.0 | 584 |
| 600 | 164 | 7670 | 33 | 14.3 | 622 |
Hodnoty jsou uvedeny pro přibližné pochopení změn fyzikálních parametrů se zvyšující se teplotou.
Chyby při tepelném zpracování a jejich důsledky
Nesprávné provedení každé fáze tepelného zpracování může vést k řadě vad, které snižují kvalitu konečného produktu:
- Nedostatečné nebo nadměrné kalení. Nedostatečné zahřívání nebo příliš pomalé chlazení má za následek nízkou tvrdost, zatímco nadměrné kalení má za následek zvýšenou křehkost.
- Nerovnoměrné zahřívání. Pokud se ocel zahřívá nerovnoměrně, vzniká vnitřní napětí, které může vést k deformacím a mikrotrhlinám.
- Nesprávné ochlazování. Rychlé nebo naopak příliš pomalé ochlazování ovlivňuje tvorbu martenzitické struktury a může způsobit zbytková napětí.
- Chyby při popouštění. Nesprávné parametry popouštění mají za následek zachování křehkosti nebo naopak nadměrnou měkkost, což snižuje celkovou trvanlivost výrobků.
Tyto chyby vedou ke špatnému výkonu, zkrácení životnosti produktu a zvýšeným nákladům na opravy a výměnu dílů.
Metody kontroly kvality po tepelném zpracování
Pro zajištění optimálních vlastností oceli 30KhGSA se používají moderní metody řízení:
- Vizuální kontrola. Rychle zkontrolujte povrch, zda nevykazuje zjevné vady.
- Ultrazvukové vyšetření. Identifikace vnitřních defektů, jako jsou póry a praskliny.
- Magnetické měření částic. Detekce povrchových a podpovrchových vad.
- Měření tvrdosti. Zkoušky tvrdosti dle Rockwella, Brinella a Vickerse pro ověření shody se stanovenými parametry.
- Metalografická analýza. Studium mikrostruktury oceli, stanovení velikosti zrna a fázových přeměn.
- Zkoušky únavy a pevnosti. Simulace reálných provozních podmínek pro testování trvanlivosti výrobků.
Výhody a nevýhody tepelného zpracování oceli 30KhGSA
- Vysoká rázová houževnatost: Ocel je schopna odolat dynamickému zatížení.
- Zvýšená tvrdost: Legování poskytuje lepší odolnost proti opotřebení, což je obzvláště cenné pro součásti pracující s vysokým zatížením.
- Dobrá svařitelnost: Při správném tepelném zpracování je svařitelnost materiálu udržována na přijatelné úrovni.
- Odolnost vůči trvalým tepelným účinkům: Schopnost provozu při teplotách až 400 °C bez zhoršení výkonu.
- Nízká prokalitelnost: Hloubka změny během kalení je pouze 24–40 mm, což může omezit použití v případech vyžadujících hluboké kalení.
- Citlivost na odlupování: Tendence k tvorbě vnitřních trhlin, pokud nejsou správně ošetřeny.
- Odolnost proti korozi: Materiál vyžaduje dodatečná ochranná opatření při použití ve vysoké vlhkosti.
Proč si vybrat ThermoPress s.r.o.?
Naše společnost nabízí komplexní řešení pro tepelné zpracování oceli 30KhGSA. Disponujeme vlastní výrobou, vybavenou moderním pecním zařízením s provozním teplotním rozsahem od 150 do 1100 °C, lisem se silou až 3000 tun a více než 100 typy zařízení. Díky tomu jsme schopni zpracovávat jak malé díly, tak i velkorozměrové výrobky s maximální přesností.
Naši specialisté mají dlouholeté zkušenosti s prací s legovanými ocelemi, což nám umožňuje vyvíjet individuální procesní režimy pro specifické požadavky zákazníka. Přísná kontrola kvality v každé fázi – od předběžné analýzy chemického složení až po finální testování – zaručuje vysokou spolehlivost a trvanlivost hotových výrobků.
Chápeme, že stabilita vlastností a rychlé vyřízení objednávky jsou pro naše zákazníky kriticky důležité, proto nabízíme flexibilní podmínky spolupráce a včasné dodání hotových výrobků.
Kontaktní informace
Chcete-li získat podrobné poradenství a individuální nabídku na tepelné zpracování oceli 30KhGSA, kontaktujte nás:
Telefon: 8 (812) 322-89-80 E-mail: [email protected] Adresa: Petrohrad, Kolpino, závod Ižorský
Naši odborníci jsou připraveni zodpovědět všechny otázky a vybrat optimální režimy zpracování pro dosažení nejlepších výkonnostních charakteristik vašich produktů.