30Хгса термообработка: Технология закалки пластин 30хгса — Термообработка

Технология выплавки стали 30хгса

СОДЕРЖАНИЕ: 

ВВЕДЕНИЕ 2

1. НАЗНАЧЕНИЕ МАРКИ СТАЛИ 3

2. ТЕХНОЛОГИЯ ВЫПЛАВКИ СТАЛИ В ДСП И ВНЕПЕЧНАЯ ОБРАБОТКА. 5

2.1. Общая характеристика электросталеплавильного производства 5

2.2. Плавка стали в ДСП. 5

2.3. Окислительный период. 7

2.4. Восстановительный период плавки. 8

2.5. Порядок легирования. 9

2.6. Одношлаковый процесс. 10

2.7. Применение синтетического шлака.

2.8. Обработка металла аргоном. 11

2.9. Применение порошкообразных материалов. 11

3. ВНЕПЕЧНАЯ ОБРАБОТКА СТАЛИ.  12

3.1. Особенности процессов внепечной обработки. 12

3.2. Агрегат ковш-печь. 13

4. ВНЕПЕЧНОЕ ВАКУУМИРОВАНИЕ СТАЛИ 16

5. ДУГОВАЯ СТАЛЕПЛАВИЛЬНАЯ ПЕЧЬ 17

5.1. Описание конструкции ДСП 17

5.2. Технологическая схема 18

5.3. Технологические pасчёты 19

ЗАКЛЮЧЕНИЕ (ВЫВОДЫ) 30

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 31

ПРИЛОЖЕНИЯ 
 

    Электросталеплавильному способу принадлежит ведущая  роль в производстве качественной и  высоколегированной стали. Благодаря  ряду принципиальных особенностей этот способ приспособлен для получения  разнообразного по составу высококачественного  металла с низким содержанием  серы, фосфора, кислорода и других вредных или нежелательных примесей и высоким содержанием легирующих элементов, придающих стали особые свойства – хрома, никеля, марганца, кремния, молибдена, вольфрама, ванадия, титана, циркония и других элементов.

    Преимущества  электроплавки по сравнению с  другими способами сталеплавильного производства связаны с использованием для нагрева металла электрической  энергии. Выделение тепла в электропечах происходит либо в нагреваемом металле, либо в непосредственной близи от его поверхности. Это позволяет  в сравнительно небольшом объеме сконцентрировать значительную мощность и нагревать металл с большой  скоростью до высоких температур, вводить в печь большие количества легирующих добавок; иметь в печи восстановительную атмосферу и  безокислительные шлаки, что предполагает малый угар легирующих элементов; плавно и точно регулировать температуру  металла; более полно, чем других печах раскислять металл, получая  его с низким содержанием неметаллических  включений; получать сталь с низким содержанием серы. Расход тепла и  изменение температуры металла  при электроплавке относительно легко поддаются контролю и регулированию, что очень важно при автоматизации  производства.

    Электропечь лучше других приспособлена для  переработки металлического лома, причем твердой шихтой может быть занят  весь объем печи, и это не затрудняет процесс расплавления. Металлизованные  окатыши, заменяющие металлический  лом, можно загружать в электропечь  непрерывно при помощи автоматических дозирующих устройств.

    В электропечах можно выплавлять сталь  обширного сортамента. 

1. НАЗНАЧЕНИЕ  МАРКИ СТАЛИ

    За  короткой и сухой аббревиатурой  30ХГСА скрывается очень многое. Если говорить в двух словах, то сочетание букв и цифр 30ХГСА означает одну из марок среднелегированной конструкционной стали. В сокращении 30ХГСА скрыта и ледяная ярость истребителя в воздушной атаке, и неумолимый гул бомбардировщика над головой врага, и безмятежный полет гражданского лайнера в мирное время.

    Неспроста акцентируется внимание на самолетах — хотя сейчас конструкционная сталь  30ХГСА применяется в различных областях (таких как машиностроение), изначально сплав 30ХГСА был создан именно для нужд авиации. Кстати, сталь 30ХГСА имеет и другое, более благозвучное название – «хромансиль». Это сокращение, образованное от названий легирующих эту сталь металлов (хром и Manganum — марганец, Silicium — кремний). Строго говоря, сейчас хромансиль – это ряд марок, помимо 30ХГСА это еще, например, такая разновидность как 20ХГСА, 35ХГСА и так далее.

    Хромансиль  или 30ХГСА принадлежит к классу легированной стали, или, если точнее, среднелегированной конструкционной стали. Существуют различные легирующие элементы, и при легировании они могут сочетаться в различных вариациях, а также применяться в определенном процентном соотношении, которое в итоге определяет тип стали. В аббревиатурах легирующие элементы имеют буквенное обозначение, соответственно, в сокращении 30ХГСА Х означает «хром», Г – марганец, С – кремний. Цифра вначале говорит о том, насколько легирована сталь, в случае с 30ХГСА это соотношение в сотых долях процента. Если в составе легированной стали находится до 2,5% легирующих элементов, то такую сталь относят к низколегированной стали, от 2,5 до 10% — к среднелегированной, а ту, где их более 10 процентов – к высоколегированной. Сталь марки 30ХГСА относится, как мы уже упоминали, к среднелегированной. Также стоит отметить и то, что легированную сталь делят по качеству на три категории, и буква «А» на конце аббревиатуры 30ХГСА говорит о том, что 30ХГСА принадлежит к категории высококачественной стали (а, если, например, после легирующих элементов не стоит никакой буквы, то это просто качественная сталь).

    Если  же говорить подробнее о легирующих элементах и о том, как они  влияют на характеристики легированной стали, то касательно стали 30ХГСА можно упомянуть, что, например, хром повышает твердость и устойчивость к коррозии, марганец также увеличивает твердость, и, кроме того, способствует устойчивости к ударным нагрузкам и износоустойчивости, а кремний повышает показатель ударной вязкости и температурный запас вязкости. Хромансиль относится к классу так называемой конструкционной стали, а именно, к легированной конструкционной стали.

    Конструкционная сталь применяется в различных  областях машиностроения, а касательно легированной стали следует отметить, что она относится к специальным  видам стали, так как превосходит  обычную углеродистую сталь. Конструкционная  сталь 30ХГСА применяется, например, в самолетостроении для создании деталей, которые предполагается использовать на ответственных участках, то есть там, где возможна высокая нагрузка и неблагоприятные условия: это крепежные детали, работающие при низких температурах, сварные конструкции, испытывающие знакопеременные нагрузки и так далее. Помимо упомянутых выше авиационных деталей, в машиностроении это также лопатки компрессорных машин, эксплуатируемые при температуре до 400° С, различные валы, оси, различные корпуса обшивки и многое другое. В настоящее время 30ХГСА изготавливается в различных вариантах.

    Если  перечислить выпускаемые в настоящее  время виды продукции из хромансиля, то это, согласно ГОСТ, следующие: сортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 4543-71, ГОСТ 259071, ГОСТ 2591-71, ГОСТ 2879-69, ГОСТ 10702-78. Калиброванный пруток ГОСТ 7417-75, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78, ГОСТ 10702-78, ГОСТ 1051-73. Шлифованный пруток и серебрянка ГОСТ 14955-77. Лист толстый ГОСТ 11269-76. Лист тонкий ГОСТ 11268-76. Полоса ГОСТ 103-76. Поковки  и кованые заготовки ГОСТ 1133-71, ГОСТ 8479-70. Трубы ГОСТ 8731-87, ГОСТ 8732-78, ГОСТ 8733-87, ГОСТ 8734-75, ГОСТ 21729-76, ГОСТ 13663-68, ГОСТ 9567-75.

    Что касается химического состава, то сталь 30ХГСА содержит в себе легирующие элементы: кремний, марганец, хром (в количестве примерно одного процента), при этом содержание углерода в 30ХГСА равно ~ 0,30 процента, а серы – не более 0,025 %.

    Каковы  же основные преимущества 30ХГСА перед другими марками стали?

    Специалисты в большинстве случае указывают  на то, что 30ХГСА обладает высокой прочностью, отличными показателями касательно ударной вязкости, выносливости. Также 30ХГСА отличается хорошей свариваемостью. При всех своих замечательных свойствах сталь 30ХГСА стоит сравнительно недорого, так как не содержит дефицитных легирующих элементов.

    Недостатком стелей хромансиль является относительно небольшая прокаливаемость (до 25-40 мм) сильная склонность к отпускной  хрупкости I и II рода, склонность к обезуглероживанию (последнему способствует кремний).

2. ТЕХНОЛОГИЯ  ВЫПЛАВКИ СТАЛИ В  ДСП И ВНЕПЕЧНАЯ  ОБРАБОТКА.

1. Общая характеристика электросталеплавильного  производства

    В развитии качественной металлургии  основная, ведущая роль отводится  электрометаллургии стали. Электрометаллургия позволяет восстанавливать металлы  из окислов и получать стали и  сплавы различного состава, используя  электрическую энергию в качестве источника тепла.

    При применении электротермических методов  тепло получается непосредственно  в том месте, где оно потребляется в большинстве случаев в нагреваемом  материале. Поэтому исключаются  потери, связанные с процессом  передачи тепла от топлива, сгорающего в обособленном пространстве либо на значительном расстоянии от нагреваемого тела.

    Отпадают  потери энергии на нагрев топлива  до температуры сгорания, снижаются  потери тепла с отходящими газами. Нагрев с помощью электрического тока позволяет осуществить быстрый  подъем температуры и регулировать при этом скорость нагрева. Предел температур, получаемых на практике электрическим  способом, по крайней мере, на 2000° превосходит самые высокие температуры, получаемые при сгорании обычного топлива.

    Получение тепла в самом нагреваемом  теле или в непосредственно соприкасающейся  с ним среде позволяет вести  процессы нагрева при определенной газовой атмосфере и при любом  давлении (повышенном давлении или  вакууме).

2. Плавка  стали в ДСП.

    Плавка  в дуговой печи начинается с заправки печи. Жидкоподвижные нагретые шлаки сильно разъедают футеровку, которая может быть повреждена и при загрузке. Если подина печи во время не будет закрыта слоем жидкого металла и шлака, то она может быть повреждена дугами. Поэтому перед началом плавки производят ремонт – заправку подины. Перед заправкой с поверхности подины удаляют остатки шлака и металла. На поврежденные места подины и откосов – места перехода подины в стены печи – забрасывают сухой магнезитовый порошок, а в случае больших повреждений – порошок с добавкой смолы.

Цементизация стали, химико термическая обработка металлов и сплавов, азотирование, нитроцементация- что это за виды

01.01.1970

Цементация стали — воздействие подогревом для улучшения технических параметров и структуры поверхности. Ее используют по отношению к деталям из разнообразных сплавов. Процесс включает многократный нагрев, выдержку и охлаждение. По окончании процедуры изделие становится тверже, прочнее, улучшаются характеристики. Рассмотрим подробнее, с какой целью производят закалку, отжиг, какие есть виды, их описание.

Что называется термической обработкой металла: основы, общие принципы

В процессе данной технологии кристаллическая решетка болванки преобразуется. Задача – изменить свойства, а не ее конфигурацию и габариты. По завершении заготовка приобретает требуемые по технологии параметры и уникальное строение. Рассмотрим, для чего нужна закалка металла и как она влияет на структуру стали после процедуры:

• • для улучшения технологических характеристик посредством разупрочнения, данный процесс применяют в качестве подготовительной операции или промежуточного этапа;
• • для получения требуемых технических характеристик посредством упрочнения либо приобретения специализированной структуры;
• • для фиксации размера и конфигурации, а также получения новых свойств заготовки.

Все процедуры допускаются только на материалах, в которых температурные превращения выполняются подобным образом. Воздействие температурой применяют с целью производства режущих элементов оснастки, станков, машин и производственного оборудования. Отвечая на вопрос, какие виды стали подвергаются закалке, отметим, что процедура подходит для металлов любых марок, требующих повышения износоустойчивости.

Виды и их описание

Температурное воздействие чаще всего применяется к стальным материалам и некоторым сплавам. Основы базируются на управлении диффузией для получения структур с заданными параметрами, на полиморфной трансформации, на различной степени растворения углерода. Поверхность нагревают сильнее критической точки, запускающей превращение в определенной фазе. У каждой есть свои критические точки нагрева. Эти показатели проверяют по схеме.

Отжиг: как проводится, температура, режим для стали, таблица

Это нагревание изделия, выдержка его в определенном температурном режиме, а потом постепенное охлаждение до 2-3⁰ в минуту. Плавное понижение возможно в песке либо в условиях печи. Процесс позволяет убрать остаточное напряжение, получается стабильная структура. Рассмотрим ниже, как он проводится. Данную процедуру используют:

• •для улучшения пластичности и понижения твердости для осуществления операций режущим инструментом;
• • для устранения неоднородности в структуре, возникшей поле отвердения отливки при ее удалении;
• • для снижения напряжения внутри болванки, возникающего после механического воздействия, давлением и другими разновидностями нетермической обработки;
• • для удаления хрупкости, улучшения сопротивлению ударной вязкости, а также изменения свойств неклепаных деталей.

Назначение отжига стали — получение заданных технических показателей кристаллической решетки. Для этого нагрев выставляют на 20-30⁰ больше критической точки, при которой кристаллическая решетка начинает меняться. Для металлов данная точка составляет 723⁰С. Для крупных изделий и заготовок сложной конфигурации подогрев выполняют медленно. Режим подразумевает последующее охлаждение в соответствии с составом материала:

• • у углеродистых – 100-200⁰ за час;
• • у низкоуглеродистых- 50-60⁰;
• • у высоколегированных – более длительно.

Охлаждение в большинстве осуществляют плавно, не вынимая из печи. Может использоваться полная и неполная закалка. Для удаления внутреннего напряжения достаточно второго вида. Углеродистые составы подогревают до 760⁰. При полном отжиге учитывают количество углерода. Если его количество не превышает 0,8%, температура составляет 930-960⁰С, если выше — до 760⁰С. Время выдержки зависит от параметров изделия. Охлаждение осуществляют до 20⁰. После отжига необходима проверка на качество процедуры. Добротность заготовки определяют по виду излома, а режим нагрева – по таблице.

Закалка: режимы, основные показатели, виды и способы для металла и нержавеющей стали

Это очень быстрое остывание после подогрева до максимальных градусов. Она уместна для получения неравномерной структуры, которая придает прочности материалу. Процедуру выполняют резко, что позволяет повысить износоустойчивость. Существует несколько режимов. Они различаются температурой нагрева, временем выдержки и скоростью охлаждения. На выбор режима влияют химические характеристики стальной болванки. После проведения процедуры учитывают два основных показателя:

• Закаливаемость – получение твердости. Не все разновидности сырья поддаются подобному воздействию, в итоге материал остается недостаточно твердым. Наименьшей восприимчивостью обладают стальные заготовки, у которых количество углерода не превышает 0,3%. Время выдержки определяют по цвету.
• Прокаливаемость. В процессе поверхность остывает быстрее, чем сердцевина болванки. Охлаждающая жидкость быстро забирает тепло с поверхности. Чем медленнее происходит процесс, тем глубже происходит воздействие. Глубина его зависит от внутренней структуры материала, используемой среды и температуры.

Многие считают, что данные две процедуры также называются термической обработкой металлов. Такое мнение ошибочно. Оба термина обозначают параметры процесса закаливания, по которым определяют качество работ. Не будем подробно описывать, как при закалке изменяются свойства низкоуглеродистых сталей и цвет, отметим, что мелкозернистые изделия прокаливаются на меньшую глубину, чем крупнозернистые. Проверку осуществляют на изломе, осматривая структуру поверхности и твердость.

Различают несколько видов в зависимости от количества используемых сред и способов. Задействование одного вида охладителя уместно не для всех типов болванок. Из-за быстрого снижения градусов нагрева в структуре возникает сильное напряжение, температура распределяется неравномерно, что может привести к растрескиванию и искривлению.

Способы подбирают с учетом состава материала. Заэвтектоидные стальные изделия лучше всего выдерживать именно в одном охлаждающем. Заготовки со сложной геометрией поддают обработке в двух средах. Изначально их охлаждают в воде до 400⁰, потом кладут в масло, оставляя в нем до окончательного остывания.

Ступенчатая закалка не допускает случайного растрескивания и искажения. Изделие помещают в ванну, прогретую свыше 250⁰, затем окунают в масло или оставляют остывать на воздухе. Процедура уместна для болванок из углеродистого материала с сечением до 10 мм, а также крупных заготовок из легированной стали.

Процесс изотермическим методом выполняют жидкой солью, обеспечивая большую выдержку, чем при ступенчатой процедуре. Данный способ позволяет охладить заготовку с любой скоростью, поверхность не растрескивается, деталь не коробится, сохраняется нужная вязкость.

Светлая выполняется в защитной среде. Заготовку нагревают в специализированной печи. Чтобы поверхность приобрела светлый чистый цвет, процесс выполняют ступенчато. Предмет подогревают в хлористом натрии, затем опускают в расплавленную щелочь для остывания.

Лазерная — осуществляется лазерами при 103 — 104 Вт/см2. На обработанном основании формируется закаленная полоса, состоящая из зоны оплавления, отпуска и участка нагрева. Метод необходим для повышения устойчивости к степени нагрева, износу, коррозии и механическому влиянию, а также другим показателям. Компания «Сармат» предлагает широкий ассортимент металлообрабатывающих станков отечественного производства с доставкой по всей территории России. Комплектация подбирается с учетом целей.

Нормализация металла: технология процесса, температура закалки для обычной и низкоуглеродистых стали

Процедура представляет собой нагрев свыше показателей критической точки, выдерживание и охлаждение естественным образом на воздухе. Она позволяет получить нормализованную структуру материала. Ее используют для поверхностей различных типов. Температура должна превышать критические показатели на 50⁰. Время выдержки рассчитывают, руководствуясь нормой: на 1 час приходится 25 мм толщины болванки.

Заготовки большого сечения нагревают в соляной ванне, придерживаясь технологии. Это позволяет снизить внутреннее напряжение, избежать деформации и растрескивания. Когда нагрев поверхности снижается ниже критической точки, возможно быстрое охлаждение в масле или воде.

Отпуск стали после закалки: таблица

Он используется после закаливания. Ее применяют для металлических болванок, из которых будут изготовлены инструменты. Заготовку изымают из охлаждающей среды в определенный момент до наступления полного остывания. Остаточное тепло из сердцевины выходит наружу, нагревая поверхность. После того как достигнуты заданные показатели, охлаждение продолжают до полного остывания. Характеристки выдержки контролируют по таблице.

Криогенная обработка

Это вид термообработки металлов, предполагающий обработку предмета с помощью влияния низкой температуры. В качестве низкотемпературной среды используется жидкий азот, кипящий при -195,8⁰. Метод уместен для улучшения механических характеристик инструментальных и тугоплавких сталей. Процедура улучшает показатели в 1,5-3 раза. Достоинством является однократность процесса.

Глубокое воздействие холодом позволяет сохранить высокие механические свойства на протяжении всего срока службы режущих инструментов. Контроль параметров охлаждение-отпуск-нагрев-выдержка осуществляется компьютером. Компания «Сармат» предлагает широкий ассортимент металлообрабатывающего оборудования на базе ЧПУ, в том числе универсальные и мобильные станки. Допускается покупка оборудования в лизинг.

Благодаря трансформации остаточного аустенита в мартенсит обеспечивается нужная прочность и износоустойчивость. Данный вид при низкой температуре используется с целью стабилизации формы для деталей, где не допускаются погрешности допуска на заготовках титана и алюминия. Повышение ударной прочности происходит при выделении карбидов легирующих элементов. Их количество увеличивается при понижении температуры крио и увеличении срока выдержки. Карбиды заполняют микроскопические пустоты на границах трещин, делая кристаллическую решетку когерентной.

Преимущества термической обработки как вида закалки для цветных и обычных металлов и сплавов

Воздействию подвергают различные категории, выполняя обработку. К достоинству обработки относят:

• • износоустойчивость металлического изделия;
• • увеличение технических показателей заготовки;
• • снижение затрат на изготовление новых деталей;
• • уменьшение вероятности получения брака во время производства.

Осуществляют в специализированных печах, оснащенных регулировкой нагрева. Режим выставляется в соответствии с особенностями закалки определенного типа поверхностей.

Что такое химико-термическая обработка металлов: общие принципы и назначение для стали

Технология заключается в трансформации наружного слоя посредством изменения его структуры и состава. Ниже рассмотрим ее особенности. Процедура позволяет получить твердость и износоустойчивость. Состав элементов меняется из-за проникновения их в материал из используемой среды. Структура и состав внешней поверхности трансформируется. Технология осуществляется в несколько этапов:

• • диссоциация – разложение в условиях газа молекул и различных соединений с последующим созданием активных атомов;
• • адсорбция – забор свободных атомов из газа;
• • диффузия – попадание вглубь металла абсорбированных атомов под воздействием их тепловой энергии без стороннего воздействия.

Процесс осуществляется посредством нагревания детали и выдержки ее в активной среде, содержащей необходимые химические компоненты. Концентрация охладителя бывает различной. Качество слоя зависит от правильности сочетания всех этапов.

Виды химико-термической обработки металла и сплавов, описание

Основными считаются наполнение углеродом, азотом, диффузную металлизацию. Подогрев в жидкости предполагает выдерживание предмета в расплавленной соли либо железе. С помощью газового способа получают восстановительные и обменные реакции, диссоциации и диспропорционирования.

Цементация стали – что это

Это наполнение углеродом внешнего слоя заготовок, в котором количество химического элемента не превышает 25%. Процедура улучшает плотность поверхности, ее износоустойчивость и твердость. При этом нижние слои остаются вязкими. Обработка уместна для заготовок, подвергающихся контактному износу. В конце выполняют закаливание и отпуск, контролируя качества операции.

Метод уместен по окончании механической обработки посредством покрытия изделия обмазками или слоем меди. Степень нагрева детали зависит от состава. Чем меньше в ней углерода, тем выше нагрев. Для абсорбирования и диффузии минимальный порог нагрева составляет не менее 900-950⁰. Рассмотрим ниже процесс метода цементации металла, что это такое.

Насыщение углеродом осуществляют каменноугольным полукоксом, торфяным коксом либо древесным углем. Концентрация химического вещества на поверхности составляет до 1%, иначе материал становится хрупким. Далее его нормализуют. Цементацию в газе выполняют бензолом, метаном либо керосином.

Азотирование стали – что это

Это наполнение внешнего слоя азотом при подогреве в среде аммиака до 480-650⁰. Оно повышает устойчивость к коррозии и износу. При насыщении размер детали увеличивается. Степень изменения зависит от температуры и состава. Чаще всего применяют диапазон 500-520⁰. Выдерживая при таких параметрах в течение 24-90 часов можно увеличить толщину до 0,5 мм.

Нитроцементация или цианирование

Так называют разновидность азотирования. Рассмотрим, в чем отличие от поверхностной нитроцементации (закалки) стали, что это такое. Процесс представляет собой наполнение внешнего слоя одновременно углеродом и азотом. Процедуру проводят на материалах, количество азота в которых составляет 0,3-0,4%. Пропорция веществ регулируется температурой. Чем она выше, тем больше остается углерода. При пересыщении обоими компонентами изделие становится хрупким. Ее также именуют нитроцементацией. Ее проводят в газе или жидкости. Высокотемпературная процедура позволяет избежать деформации.

Диффузионная металлизация

Она предполагает обогащение поверхностей другими химическими элементами. В отличие от цементации замещающий слой получается несколько раз тоньше из-за медленно протекающей диффузии. Его выполняют при подогреве до 1000-1200⁰. Процесс требует длительного времени. К основным видам процесса относят наполнение бором, хромом, алюминием и кремнием.

закаленных и упрочняемых металлов, пригодных для изготовления брони

Закаленные и упрочняемые металлы, пригодные для изготовления брони

Последнее изменение: 22 октября 2020 г.

Общие примечания

Примечания к пластичности, необходимой для брони

Одно практическое правило, которое я разработал, заключается в том, насколько пластичной должна быть сталь, используемая для полноконтактной брони для боевых видов спорта.По моему мнению, абсолютное минимальное удлинение при разрыве, измеренное лабораторией для материала при термической обработке, которую вы используете, должно составлять 10%. Основываясь на результатах, полученных с нержавеющей сталью 4130 и 17-7ph, я бы рекомендовал 11,5% для тела и 13% для шлемов.

Краткий справочник по пределу текучести и пластичности:

Мягкая сталь 29ksi /39% EBB
Нержавеющая сталь 304 42ksi /55% EBB
Углеродистая сталь 1050 / C50 / ST50 при Rc39 ~ 150ksi ~ 150ksi / ??% EBB
4130 / (EN) 25CrMo4 при Rc48 208ksi /11.5% EBB
65G / ГОСТ 65 (Россия / Украина) ~ 155ksi / ??% EBB
30HGSA / 30KhGSA (Россия / Украина) 192ksi / ??% EBB
410 Нержавеющая сталь Rc45 156ksi /12 % EBB
Нержавеющая сталь 17-7ph (США) 150ksi / ??% EBB
Full Hard 301 Нержавеющая сталь 140ksi / минимум 9% EBB
Нержавеющая сталь 17-4ph (США) 150ksi /11% EBB
Титан — Grade 5 / 6Al-4V (США) 128ksi /14% EBB (227ksi с поправкой на плотность)
Титан — Grade 2 / «чистый титан» (США) 49ksi /28% EBB (85ksi с поправкой на плотность)
Титан — OT-4 (Россия / Украина) 99ksi /18% EBB (171ksi с поправкой на плотность)

EBB = удлинение до разрыва
~ = Я предполагаю предел текучести, исходя из наибольшего аналогичный материал, для которого я могу найти спецификацию материала.

Типы броневого металла, обычно доступные в США
Низкоуглеродистая сталь
Нержавеющая сталь 304
Углеродистая сталь 1050 (закаливаемая)
4130 (Легированная / закаливаемая)
410 Нержавеющая сталь (закаливаемая)
Нержавеющая сталь 17-7ph ( Закаливаемая)
Full Hard Нержавеющая сталь 301 (предварительно закаленная)
Нержавеющая сталь 17-4ph (закаливаемая)
Титан — Grade 5 / 6Al-4V
Титан — Grade 2 / «Чистый титан»

Типы броневых металлов Обычно Доступен в Украине / России
Низкоуглеродистая сталь
420 Нержавеющая сталь (закаливаемая)
ST50 (0.50% углеродистая сталь / закаливаемая)
65G (0,65% углеродистая сталь / закаливаемая)
30HGSA (легированная сталь / закаливаемая)

Типы броневого металла, обычно доступные в Индии
Мягкая сталь
Нержавеющая сталь
Нержавеющая сталь 420 304 (Закаливаемая)
Предварительно закаленная нержавеющая сталь 202
EN9 (0,50% углеродистой стали / закаливаемой)

Основные базовые металлы

Мягкая сталь / 1008
Относительно говоря, ее очень легко формовать в холодном состоянии, но очень плохая коррозионная стойкость и очень низкий предел текучести.Предел текучести 2% составляет 29 фунтов на квадратный дюйм с удлинением до разрыва 39%.

Нержавеющая сталь 304 / (EN) X2CrNiN18-7
Обладает высокой степенью коррозионной стойкости и примерно на 1/3 более высоким пределом текучести, чем низкоуглеродистая сталь. Сопротивление вмятинам обычно считается таким же, как у мягкой стали, в 1,33 раза превышающей ее толщину, или около двух толщин листового металла.
Предел текучести 2% составляет 42 фунтов на квадратный дюйм с удлинением до разрыва. 55%.

Закаливаемая сталь

1050 Углеродистая сталь / C50 / ST50
В отожженном состоянии ей можно придать форму, напоминающую низкоуглеродистую сталь.Его подвергают термообработке путем нагревания до 1652F / 900C и закалки в воде или масле, а затем отпуска в течение 1 часа. После закалки в воде и отпуска до температуры 752F / 400C полученная твердость составляет Rc37. Его сопротивление вмятинам похоже на сопротивление нержавеющей стали 304, примерно в 2,5 раза больше ее толщины.

Углеродистая сталь EN9 / 1055
EN9 — это прямая углеродистая сталь, которая широко доступна в Индии. В отожженном состоянии он может иметь форму, напоминающую низкоуглеродистую сталь. Его подвергают термообработке путем нагревания до 1652F / 900C и закалки в воде или масле, а затем отпуска в течение 1 часа.После закалки в воде и отпуска до 842F / 450C результирующая твердость составляет Rc38. Его сопротивление вмятинам похоже на сопротивление нержавеющей стали 304, примерно в 2,5 раза больше ее толщины.
Я НЕ рекомендую упрочнять 10XX после Rc40.

4130 / (EN) 25CrMo4
На мой взгляд, 4130 выглядит лучшим материалом для брони SCA, BotN и ACL во всех областях, кроме устойчивости к ржавчине. Процесс термообработки для углеродистой стали 4130 гораздо более щадящий, чем для углеродистой стали 1050. Предел текучести и пластичность лучше при более высокой твердости, чем у 1050.
В США 4130 в настоящее время легче купить в небольших количествах, чем 1050. Сварочный присадочный пруток доступен для 4130, но не для 1050.
Жесткость после закалки в воде для 4130 составляет Rc52, для 1050 — Rc62. Результатом этого является то, что случайное падение или удар по пластине 4130, которая не подвергалась закалке, с гораздо меньшей вероятностью приведет к ее растрескиванию. Температуры отпуска, подходящие для брони, намного ниже, чем для углеродистой стали 1050. Результатом этого является то, что кухонную духовку с хорошим регулятором температуры можно использовать для темперирования пластин 4130.
Для отверждения 4130 нагрейте его до 1650–1700 ° F в зависимости от того, сколько времени потребуется, чтобы поместить его в закалочный резервуар после того, как вы открыли дверцу печи и закалили в воде. При закалке при 400F в течение 30 минут кажется, что он устойчив к вмятинам, как и нержавеющая сталь 304, в 2,8–3 раза превышающая ее толщину. В технических паспортах нержавеющей стали 4130 указан 2% -ный предел текучести при этом состоянии, равный 220 кси с удлинением до разрыва 10%. При отпуске до 500 ° F в течение 30 минут предел текучести 2% при таком отпуске составляет 208 фунтов на квадратный дюйм с удлинением до разрыва 11.5%. При отпуске до 600 ° F в течение 30 минут предел текучести 2% при таком отпуске составляет 195 фунтов на квадратный дюйм с удлинением до разрыва 13%.
Для брони ACL, кроме шлемов, я рекомендую тип 500F / Rc48. Для шлемов я рекомендую характер 600F / Rc45. Если вы используете духовку для темперирования, температура которой достигает только 550F, этого должно быть хорошо.

65Г / ГОСТ 65 (Россия / Украина)
Я получил изрядное количество незакаленной российской стали 65Г (1065) толщиной 0,8 мм. Глядя на 0.65% углерода, содержащего масло, а не воду, вероятно, будет лучшим выбором для закалки, однако не из других сталей, с которыми я обычно работаю, используя закалку в масле. Я предпочитаю использовать воду для закалки, потому что это то, что у меня было под рукой. Критическая температура закалки для такой прямой углеродистой стали должна составлять около 800 ° C. Чтобы убедиться, что тонкие детали достигли полной твердости, я установил в печи температуру 900 ° C, чтобы учесть охлаждение деталей между моментом открытия дверцы печи и погружением деталей в охлаждающую воду.
После закалки детали в воде твердость измеряется в диапазоне Rc57-58. Отпуск в течение 30 минут при 350 ° C привел к твердости Rc49, при 400 ° C — твердости Rc43, а при 450 ° C — твердости Rc37. При фиксации основы в большом количестве пластин бригандина я заметил, что 65G при твердости Rc43 гораздо более хрупкие, чем 1050 при той же твердости. Если закаленные пластины требовали значительного изменения формы, растрескивание слабых мест является серьезной проблемой. Даже при твердости Rc37 65G был намного более хрупким, чем 1050 при Rc43, и значительно более хрупким, чем 4130 при твердости Rc48.
Я рекомендую использовать отпуск при 450C в течение 1 часа для твердости Rc37 для стали 65G. Я бы не рекомендовал закалку 65G пройти твердость Rc37.

30ХГСА / 30ХГСА (Россия / Украина)
Этот сплав аналогичен сплаву 4130, за исключением того, что он не содержит молибдена. Большая часть приведенной ниже информации основана на переводе исследовательской работы по этой легированной стали под названием «Влияние отпуска на вязкость разрушения стали 30ХГСА», выполненной Т. Головинская, Н.И.Черняк опубликовано в Киеве, Украина в «Пробелмы Прочности» 16 сентября 1974 г.
Рекомендуемая термообработка — нагрев стали до 880 ° C и закалка в масле. В качестве личного примечания я обнаружил, что в зависимости от того, насколько тонка сталь или насколько быстро она закаляется после открытия печи, может потребоваться нагреть ее до 900 ° C или даже 920 ° C для достижения полной твердости. Одночасовое отпускание при 340 ° C должно привести к пределу текучести 192 кси / 1324 МПа. Я обнаружил, что сталь, прошедшая термообработку с помощью этого процесса, имеет твердость Rc43.
Если сравнить 30ХГСА с титаном ОТ-4, обычно используемым в броне в России и Украине, 30ХГСА прочнее на 94% по объему и на 12% по массе. Обратите внимание, что под «прочнее» я конкретно имею в виду предел текучести, который является хорошей мерой того, насколько хорошо металл сопротивляется вмятинам. При этом не учитывается, насколько металл прогибается при ударе оружия. При выборе толщины легированной стали для использования в броне следует иметь в виду, что даже если броня не повреждена, если владелец ранен, она все равно вышла из строя.
Я рекомендую использовать отпуск в течение 1 часа при 340C для твердости Rc43 для легированной стали 30HGSA.

Закаливаемая нержавеющая сталь

410 Нержавеющая сталь
Коррозионная стойкость намного меньше, чем у нержавеющей стали 304, но намного лучше, чем у мягкой стали или пружинной стали 1050. В отожженном состоянии предел текучести такой же, как у нержавеющей стали 304, но пластичность примерно вдвое меньше, чем у нержавеющей стали 304.
При нагревании до 1850 ° F и закалке на воздухе, а затем отпуске до 400 ° F в течение 2 часов он, кажется, устойчив к вмятинам, как и нержавеющая сталь 304 2.В 3 раза больше его толщины. В технических паспортах для нержавеющей стали 410 указан 2% -ный предел текучести при этом состоянии как 156 фунтов / кв.дюйм с удлинением до разрыва 12%.
Я смотрю на этот материал как на компромисс между пружинной сталью 1050 и нержавеющей сталью 304. Вы получаете некоторую коррозионную стойкость нержавеющей стали 304 и некоторую устойчивость к вмятинам пружинной стали 1050.
ЭТО ОЧЕНЬ ВАЖНО: если вы не закаляете нержавеющую сталь 410 достаточно долго после закалки в воде, она может быть очень хрупкой, при этом сохраняя твердость, которая выглядит нормально, я НЕ рекомендую закалку в воде, это только увеличивает напряжение, которое вы нужно будет разгрузить на этапе закалки.Закалка воздухом безопаснее и проще. Я не уверен, есть ли смысл в пластинах для закалки в масле, поскольку закалка на воздухе, кажется, работает очень хорошо и приводит пластины к полной твердости.

420A Нержавеющая сталь
Это версия из нержавеющей стали 410 с более высоким содержанием углерода с содержанием углерода 0,15-0,25%. Этот материал, кажется, легко доступен в Украине и России, но в США он кажется доступным только в том случае, если вы покупаете грузовик за раз.
Судя по листам данных на этот материал, кажется, что предел текучести 190-195 фунтов на квадратный дюйм с удлинением до разрыва не менее 12%.На бумаге это МОЖЕТ быть хорошим выбором для брони. Некоторые из проблем заключаются в том, что она по-прежнему будет иметь плохую стойкость к ржавчине для чего-то, что классифицируется как нержавеющая сталь, например, с нержавеющей сталью 410, это сталь «закалки на воздухе», поэтому горячая обработка или сварка проблематичны. Еще одна большая проблема в США заключается в том, что большая часть листового металла, продаваемого как нержавеющая сталь 420, на самом деле представляет собой 420B, 420C или 420HC, каждый из которых имеет слишком много углерода для использования в производстве брони.

Нержавеющая сталь 17-7ph (США)
Коррозионная стойкость на уровне нержавеющей стали 301 и близка к нержавеющей стали 304.В отожженном состоянии / состоянии A предел текучести несколько ниже, чем у нержавеющей стали 304, а пластичность несколько ниже, чем у нержавеющей стали 304. По сравнению с отожженной нержавеющей сталью 410 нержавеющая сталь 17-7ph легче подвергается холодной деформации. Благодаря термообработке Th2100 он устойчив к вмятинам, а нержавеющая сталь 304 в 2,2 раза больше его толщины.
Согласно паспорту материалов предел текучести нержавеющей стали 17-7ph в условиях термообработки RH950 на 18% выше, чем в состоянии Th2050.Однако процесс термообработки состояния RH950 является гораздо более техническим, трудоемким и дорогостоящим. Основываясь на партии испытательных пластин из нержавеющей стали 17-7ph, подвергнутых термообработке до состояния RH950, я заметил заметное увеличение хрупкости, но не заметил большой разницы в сопротивлении вмятинам. Обратите внимание, что я измерил твердость испытательных пластин, чтобы убедиться, что процесс термообработки был проведен правильно. Для брони я теперь рекомендую термообработку Th2100. Я видел достаточно отказов брони из нержавеющей стали 17-7ph, термообработанной до Th2050, чтобы гарантировать это изменение.
Обратите внимание, что для термообработки нержавеющей стали 17-7ph необходима электрическая печь с автоматическим регулятором температуры. Кроме того, из-за продолжительности процесса термообработки нержавеющая сталь 17-7ph намного дороже для коммерческой термической обработки, чем нержавеющая сталь 1050, 4130 или 410. Стоимость листового металла из нержавеющей стали 17-7ph также намного выше, чем из нержавеющей стали 1050, 4130 или 410.

Высокопрочные или предварительно закаленные металлы

Full Hard Нержавеющая сталь 301
Коррозионная стойкость близка к коррозионной стойкости нержавеющей стали 304.Этому материалу сложно придать форму, поэтому он подходит только для деталей, имеющих только простую кривую или умеренную сложную кривую. Сопротивление вмятинам похоже на сопротивление нержавеющей стали 304 в 1,8–2 раза больше ее толщины.

202 Нержавеющая сталь с закалкой до HRC40
201/202 Нержавеющая сталь — это несколько более дешевый вариант нержавеющей стали 301/302. Закаленная сталь 202 обычно доступна в Индии, где закаленная нержавеющая сталь 301/302 обычно не доступна.Коррозионная стойкость близка к нержавеющей стали 304. Этому материалу сложно придать форму, поэтому он подходит только для деталей, имеющих только простую кривую или умеренную сложную кривую. Сопротивление вмятинам похоже на сопротивление нержавеющей стали 304 в 1,8–2 раза больше ее толщины.
Этот материал упрочняют на сталеплавильном заводе, пропуская его через прокатный стан в холодном состоянии до тех пор, пока он не затвердеет до Rc40. Я не рекомендую использовать нержавеющую сталь 202 с закалкой более HRC42. Если этот материал является горячим, он возвращается в отожженное состояние и не может быть повторно затвердевшим.

17-4ph Нержавеющая сталь
Коррозионная стойкость близка к коррозионной стойкости нержавеющей стали 304. Этому материалу очень трудно придать форму, поэтому его можно использовать только для деталей, которые имеют только простую кривую или небольшую сложную кривую. Перед формованием этот материал необходимо подвергнуть термообработке. Термообработка до h2150 лишь незначительно увеличивает предел текучести, но увеличивает пластичность с 5% относительного удлинения до разрыва до 11%.
301 из полностью твердой нержавеющей стали — это примерно половина цены, когда я проверял.Предел текучести нержавеющей стали 17-4ph при термической обработке, достаточно пластичной для брони, очень близок к пределу текучести полностью твердой нержавеющей стали 301. Нержавеющая сталь 17-4ph требует термической обработки, а нержавеющая сталь 301 — нет. Я не вижу веских причин выбирать нержавеющую сталь 17-4ph вместо полностью твердой нержавеющей стали 301.

Титан — Grade 5 / 6Al-4V (США)
Этот материал не ржавеет. Предел текучести на объем составляет 128 фунтов / кв. Дюйм / 880 МПа, а плотность — 4.43 г / куб.см / 0,160 фунта / дюйм³. Плотность легированной стали 4130 составляет 7,85 г / куб.см / 0,284 фунта / дюйм³, поэтому она в 1,775 раза тяжелее на единицу объема. Если умножить 1,775 на предел текучести 128ksi, чтобы получить представление о прочности на вес по сравнению с легированной сталью 4130, получится 227ksi / 1565MPa, что на 9% больше, чем 208ksi / 1434MPa. Относительное удлинение до разрыва составляет 14%.

Титан — Grade 2 / «Чистый титан» (США)
Материал не ржавеет. Предел текучести на единицу объема составляет 49 фунтов на квадратный дюйм / 340 МПа, а плотность — 4.51 г / куб.см / 0,163 фунта / дюйм³. Плотность легированной стали 4130 составляет 7,85 г / куб.см / 0,284 фунта / дюйм³, поэтому она в 1,742 раза тяжелее на единицу объема. Если умножить 1,742 на предел текучести 49 фунтов на квадратный дюйм, чтобы получить представление о прочности на вес по сравнению с легированной сталью 4130, получится 85 фунтов на квадратный дюйм / 586 МПа, что на 41% меньше, чем 208 фунтов на квадратный дюйм / 1434 МПа. Относительное удлинение до разрыва составляет 28%.

Титан — ОТ-4 (Россия / Украина)
Материал не ржавеет. Предел текучести на единицу объема составляет 99 фунтов / кв. Дюйм / 685 МПа, а плотность — 4.51 г / куб.см / 0,164 фунта / дюйм³. Плотность легированной стали 4130 составляет 7,85 г / куб.см / 0,284 фунта / дюйм³, поэтому она в 1,732 раза тяжелее на единицу объема. Если умножить 1,732 на предел текучести 99 фунтов на квадратный дюйм, чтобы получить представление о прочности на вес по сравнению с легированной сталью 4130, получится 171 фунтов на квадратный дюйм / 1179 МПа, что на 18% меньше, чем 208 фунтов на квадратный дюйм / 1434 МПа.