Главная  >  Справочник  >  Сталь конструкционная легированная 30Г2

Сталь конструкционная легированная 30Г2: описание, свойства, применение

Сталь 30Г2 – это конструкционная легированная сталь, обладающая повышенной прочностью, износостойкостью и хорошей свариваемостью. Эти качества делают её востребованной в различных отраслях промышленности, где требуется надежность и долговечность деталей, работающих в условиях высоких нагрузок и износа. Марка 30Г2 расшифровывается следующим образом:

• 30 – указывает на содержание углерода в сотых долях процента, то есть около 0,30% углерода.
• Г2 – указывает на содержание марганца (Г) в процентах, близкое к 2%.

Свойства стали 30Г2

Сталь 30Г2 обладает комплексом полезных свойств, обусловленных ее химическим составом и технологией производства:

• Высокая прочность: Обеспечивает способность выдерживать значительные статические и динамические нагрузки.
• Износостойкость: Повышенное содержание марганца способствует образованию твердых карбидов, повышающих сопротивление износу.
• Хорошая свариваемость: Позволяет изготавливать сварные конструкции без особых ограничений.
• Умеренная коррозионная стойкость: В обычных условиях эксплуатации сталь 30Г2 демонстрирует достаточную устойчивость к коррозии. Для эксплуатации в агрессивных средах требуется дополнительная защита.
• Удовлетворительная обрабатываемость: Сталь хорошо поддается механической обработке резанием, ковке, штамповке и другим технологическим операциям.
• Склонность к отпускной хрупкости: При нагреве в интервале температур 300-600 °C возможно снижение ударной вязкости.

Химический состав стали 30Г2 (ГОСТ 4543-2016)

Элемент	Содержание, %
Углерод (C)	0.27 - 0.34
Кремний (Si)	0.17 - 0.37
Марганец (Mn)	1.40 - 1.70
Никель (Ni)	До 0.30
Хром (Cr)	До 0.30
Медь (Cu)	До 0.30
Сера (S)	До 0.040
Фосфор (P)	До 0.035
Мышьяк (As)	До 0.08
Ванадий (V)	До 0.15
Азот (N)	До 0.012
Железо (Fe)	Остальное

Примечание: Допускаются отклонения от указанного химического состава в соответствии с требованиями ГОСТ 4543-2016.

Механические свойства стали 30Г2 (ГОСТ 4543-2016)

Механические свойства стали 30Г2 зависят от режима термической обработки и размеров проката. Приведем типовые значения для нормализованного состояния:

Свойство	Обозначение	Значение	Единица измерения
Предел прочности при растяжении	σв	610-750	МПа
Предел текучести	σт	345	МПа
Относительное удлинение	δ5	19	%
Относительное сужение	ψ	45	%
Ударная вязкость	KCU	59	Дж/см2
Твердость по Бринеллю	HB	179-229

Расшифровка обозначений:

• σ_в (Предел прочности при растяжении) - максимальное напряжение, которое материал может выдержать до начала разрушения при растяжении.
• σ_т (Предел текучести) - напряжение, при котором материал начинает деформироваться пластически, то есть необратимо.
• δ₅ (Относительное удлинение) - процентное увеличение длины образца после разрыва по отношению к его первоначальной длине. Характеризует пластичность материала. Индекс "5" указывает на базу измерения (5-кратное значение диаметра образца).
• ψ (Относительное сужение) - процентное уменьшение площади поперечного сечения образца в месте разрыва по отношению к его первоначальной площади. Также характеризует пластичность материала.
• KCU (Ударная вязкость) - энергия, затраченная на разрушение образца с надрезом при ударном воздействии. Характеризует сопротивление материала хрупкому разрушению.
• HB (Твердость по Бринеллю) - мера сопротивления материала внедрению индентора (стального шарика) под определенной нагрузкой.

Примечание: Значения механических свойств могут варьироваться в зависимости от конкретного сортамента проката, размеров заготовки и режима термической обработки. Необходимо руководствоваться данными, указанными в сертификате качества на конкретную партию продукции.

Физические свойства стали 30Г2

Свойство	Значение	Единица измерения
Плотность	7850	кг/м3
Модуль упругости	205-210	ГПа
Коэффициент линейного расширения (20-100°C)	11.7 x 10-6	1/°C
Теплопроводность	46	Вт/(м·°C)
Удельная теплоемкость	480	Дж/(кг·°C)
Электрическое сопротивление	0.23	мкОм·м

Расшифровка обозначений:

• Плотность – масса единицы объема материала.
• Модуль упругости (Модуль Юнга) – мера сопротивления материала упругой деформации (изменению формы под нагрузкой, которая исчезает после снятия нагрузки).
• Коэффициент линейного расширения – относительное изменение длины материала при изменении температуры на 1 градус Цельсия.
• Теплопроводность – способность материала проводить тепло.
• Удельная теплоемкость – количество тепла, необходимое для нагревания 1 кг материала на 1 градус Цельсия.
• Электрическое сопротивление – способность материала оказывать сопротивление протеканию электрического тока.

Сферы применения стали 30Г2

Благодаря своим механическим свойствам и свариваемости, сталь 30Г2 широко применяется в различных отраслях промышленности:

• Машиностроение: Изготовление осей, валов, шестерен, зубчатых колес, коленчатых валов, распределительных валов, поршневых пальцев, шатунов и других деталей, работающих при повышенных нагрузках и износе.
• Автомобилестроение: Производство деталей трансмиссии, подвески, рулевого управления и других ответственных узлов.
• Железнодорожный транспорт: Изготовление осей вагонов, деталей локомотивов, элементов сцепных устройств.
• Судостроение: Производство деталей судовых механизмов, валов гребных винтов.
• Строительство: Изготовление сварных металлоконструкций, арматуры для железобетонных изделий (после соответствующей термической обработки).
• Горнодобывающая промышленность: Изготовление деталей дробильного оборудования, экскаваторов, буровых установок.
• Сельскохозяйственное машиностроение: Производство деталей почвообрабатывающих машин, комбайнов, тракторов.

Виды металлопроката из стали 30Г2

Сталь 30Г2 поставляется в виде широкого сортамента металлопроката:

• Сортовой прокат: Круг, квадрат, полоса, шестигранник (в соответствии с ГОСТ 2590-2006, ГОСТ 2591-2006, ГОСТ 103-2006, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78 и другими).
• Листовой прокат: Листы (толстые и тонкие), рулоны (в соответствии с ГОСТ 19903-2015, ГОСТ 19904-90 и другими).
• Трубы: Бесшовные и сварные трубы различного диаметра и толщины стенки (в соответствии с ГОСТ 8732-78, ГОСТ 8734-75, ГОСТ 10705-80 и другими).
• Поковки и штамповки: Заготовки для дальнейшей механической обработки (в соответствии с ГОСТ 8479-70).

Выбор конкретного вида металлопроката зависит от требований к конечному изделию и способа его изготовления.

ГОСТы, регламентирующие сталь 30Г2 и металлопрокат из нее

Сталь 30Г2 и металлопрокат из нее регламентируются множеством ГОСТов, определяющих химический состав, механические свойства, сортамент, методы испытаний и другие параметры. Вот некоторые из основных ГОСТов:

• ГОСТ 4543-2016. Сталь легированная конструкционная и инструментальная. Общие технические условия. (Определяет химический состав, механические свойства, правила приемки, методы испытаний).
• ГОСТ 2590-2006. Прокат сортовой стальной горячекатаный круглый. Сортамент.
• ГОСТ 2591-2006. Прокат сортовой стальной горячекатаный квадратный. Сортамент.
• ГОСТ 103-2006. Прокат сортовой стальной горячекатаный полосовой. Сортамент.
• ГОСТ 8559-75. Сталь квадратная кованая.
• ГОСТ 8560-78. Шестигранники стальные горячекатаные. Сортамент.
• ГОСТ 19903-2015. Прокат листовой горячекатаный. Сортамент.
• ГОСТ 19904-90. Прокат листовой холоднокатаный. Сортамент.
• ГОСТ 8732-78. Трубы стальные бесшовные горячедеформированные. Сортамент.
• ГОСТ 8734-75. Трубы стальные бесшовные холоднодеформированные. Сортамент.
• ГОСТ 10705-80. Трубы стальные электросварные. Технические условия.
• ГОСТ 8479-70. Поковки из конструкционной легированной и инструментальной стали. Общие технические условия.
• ГОСТ 2283-79. Болты, винты, шпильки и гайки. Механические свойства и методы испытаний. (В случае использования стали 30Г2 для изготовления крепежных изделий).
• ГОСТ 9454-78. Металлы. Метод испытания на ударный изгиб при пониженных, комнатной и повышенных температурах.
• ГОСТ 7566-2018. Металлопродукция. Приемка, маркировка, упаковка, транспортирование и хранение.

Этот список не является исчерпывающим. При выборе стали 30Г2 для конкретного применения необходимо учитывать требования всех применимых стандартов и технических условий.

Операции в цехах, производимые с использованием материалов из стали 30Г2

Сталь 30Г2 используется на различных этапах производства в разных цехах:

• Металлургический цех: Здесь сталь 30Г2 выплавляется в электропечах или конвертерах. Производится легирование марганцем и другими элементами для достижения требуемого химического состава. Осуществляется разливка стали в слитки или заготовки для дальнейшей переработки.
• Прокатный цех: Слитки или заготовки прокатываются на прокатных станах для получения сортового, листового или трубного проката. Производится горячая деформация металла для придания ему нужной формы и размеров.
• Кузнечный цех: Здесь производятся поковки и штамповки из стали 30Г2. Используются различные методы ковки (ручная, машинная) и штамповки (горячая, холодная) для получения заготовок сложной формы.
• Термический цех: В этом цехе металл подвергается различным видам термической обработки (отжиг, нормализация, закалка, отпуск) для улучшения его механических свойств. Например, нормализация применяется для улучшения обрабатываемости, а закалка с отпуском - для повышения прочности и износостойкости. Важно учитывать склонность стали 30Г2 к отпускной хрупкости и выбирать соответствующие режимы отпуска.
• Механический цех: В этом цехе производится механическая обработка заготовок из стали 30Г2 для получения готовых деталей. Используются различные станки (токарные, фрезерные, шлифовальные и другие) и инструменты для придания деталям требуемых размеров, формы и шероховатости поверхности.
• Сварочный цех: Здесь производится сварка конструкций из стали 30Г2. Используются различные методы сварки (дуговая, газовая, контактная и другие) для соединения отдельных деталей в единое целое. Сталь 30Г2 обладает хорошей свариваемостью, но необходимо соблюдать технологию сварки для обеспечения прочности и надежности сварного соединения.
• Инструментальный цех: Из стали 30Г2 изготавливаются различные инструменты и оснастка для металлообрабатывающего оборудования (например, оправки, приспособления, режущий инструмент).
• Ремонтный цех: Здесь производят ремонт и восстановление деталей оборудования, изготовленных из стали 30Г2. В процессе ремонта могут применяться сварка, наплавка, механическая обработка и другие методы.

В заключение, сталь 30Г2 является универсальным материалом, широко применяемым в различных отраслях промышленности благодаря своим высоким механическим свойствам, свариваемости и доступности. Правильный выбор марки стали, вида металлопроката, режима термической обработки и технологии обработки позволяет получить надежные и долговечные детали, работающие в условиях высоких нагрузок и износа. Необходимо строго соблюдать требования соответствующих ГОСТов и технических условий при производстве изделий из стали 30Г2.