Сталь 15ХМ конструкционная теплоустойчивая хромомолибденовая
Сталь 15ХМ применяется: для изготовления втулок гусениц тракторов; различных деталей, работающих при температуре от -40 °С до +560 °С под давлением; деталей трубопроводов с закалкой в воду или на воздухе и отпуском на воздухе; трубной заготовки, предназначенной для изготовления бесшовных холоднодеформированных, теплодеформированных, горячедеформированных, в том числе горячепрессованных, и горячепрессованных редуцированных труб, предназначенных для паровых котлов и трубопроводов установок с высокими и сверхкритическими параметрами пара.
Химический состав в % |
НТД | C | S | P | Mn | Cr | W | V | Ti | Si | Ni | Mo | Fe | Cu |
ТУ 14-1-1529-2003 | 0,11-0,15 | ≤0,025 | ≤0,035 | 0,40-0,70 | 0,80-1,10 | - | - | - | 0,17-0,37 | ≤0,25 | 0,40-0,55 | Ост. | ≤0,20 |
ТУ 14-3-460-2003 | 0,11-0,15 | ≤0,025 | ≤0,035 | 0,40-0,70 | 0,80-1,10 | - | - | - | 0,17-0,37 | ≤0,25 | 0,40-0,55 | - | ≤0,20 |
ГОСТ 4543-71 | 0,11-0,18 | ≤0,035 | ≤0,035 | 0,40-0,70 | 0,80-1,10 | ≤0,20 | ≤0,050 | ≤0,030 | 0,17-0,37 | ≤0,30 | 0,40-0,55 | - | ≤0,30 |
ТУ 14-3Р-55-2001 | 0,10-0,15 | ≤0,025 | ≤0,035 | 0,40-0,70 | 0,80-1,10 | - | - | - | 0,17-0,37 | ≤0,25 | 0,40-0,55 | - | ≤0,20 |
По ТУ 14-1-1529-2003 и ТУ 14-3-460-2003 для стали, изготовленной скрап-процессом или из медистых руд, допускается массовая доля остаточной меди и никеля до 0,30 % каждого. Разрешается технологическая добавка редкоземельных элементов для улучшения качества металла. Допускается отклонение по массовой доле углерода - минус 0,020 %.
По ТУ 14-3Р-55-2001 для стали, изготовленной скрап-процессом или из медистых руд допускается содержание меди и никеля не более 0,30 % каждого. Допускается присутствие редкоземельных элементов, введенных в качестве технологических добавок.
Механические свойства |
Механические свойства при 20°С |
Состояние поставки | Сечение
(мм)
| t испыт.
(°C)
| t отпуска
(°C)
| sТ | s0,2
(МПа)
| sB
(МПа)
| d5
(%)
| d4 | d | d10 | y
(%)
| KCU
(кДж/м2)
| HB | HRC | HRB | HV | HSh |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Заготовки деталей трубопроводной арматуры. Закалка в воду от 910-930 °C (выдержка 2,5-4,0 ч в зависимости от толщины и массы заготовки) с последующим отпуском на воздухе | ||||||||||||||||
≤100 | 560-580 | ≥490 | ≥615 | ≥18 | ≥50 | ≥686 | 197-217 | |||||||||
Заготовки деталей трубопроводной арматуры. Закалка на воздухе от 930-950 °C (выдержка 2,5-4,0 ч в зависимости от толщины и массы заготовки) с последующим отпуском на воздухе | ||||||||||||||||
≤300 | 620-640 | ≥255 | ≥441 | ≥22 | ≥40 | ≥590 | 143-163 | |||||||||
Поковки для деталей стойких к МКК. Закалка на воздухе от 870-890 °C + Отпуск при 640-660 °С, охлаждение на воздухе | ||||||||||||||||
≤250 | ≥275 | ≥441 | ≥21 | ≥55 | ≥1177 | |||||||||||
Трубная заготовка + Трубы горячедеформированные (Dн=57-465 мм) по ТУ 14-3-460-2003. Нормализация при 900-930 °С + Отпуск при 700-730 °С (выдержка не менее 30 мин), охлаждение на воздухе | ||||||||||||||||
Поперечный образец | 20-25 | ≥225 | 440-460 | ≥20 | ≥45 | ≥490 | ||||||||||
Продольный образец | 20-25 | ≥235 | 440-640 | ≥21 | ≥50 | ≥590 | ||||||||||
Трубы бесшовные для паровых котлов и трубопроводов по ТУ 14-3Р-55-2001. Нормализация при 930-960 °С + Отпуск при 680-730 (выдержка не менее 0,5 ч), охлаждение на воздухе | ||||||||||||||||
Поперечный образец | ≥225 | 441-637 | ≥20 | ≥45 | ≥490 | |||||||||||
Продольный образец | ≥235 | 441-637 | ≥21 | ≥50 | ≥590 | |||||||||||
Трубы бесшовные холодно- и горячедеформированные в состоянии поставки термообработанные | ||||||||||||||||
Образец | ≥225 | ≥431 | ≥21 |
Механические свойства прутка |
Состояние поставки | Сечение
(мм)
| t испыт.
(°C)
| t отпуска
(°C)
| sТ | s0,2
(МПа)
| sB
(МПа)
| d5
(%)
| d4 | d | d10 | y
(%)
| KCU
(кДж/м2)
| HB | HRC | HRB | HV | HSh |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Сталь калиброванная и калиброванная со специальной отделкой поверхности, горячекатаная и горячекатаная со специальной отделкой поверхности. Термообработанная (отжиг) | ||||||||||||||||
Образец | ≤179 |
Механические свойства в зависимости от сечения поковки и режима термообработки |
Состояние поставки | Сечение
(мм)
| t испыт.
(°C)
| t отпуска
(°C)
| sТ | s0,2
(МПа)
| sB
(МПа)
| d5
(%)
| d4 | d | d10 | y
(%)
| KCU
(кДж/м2)
| HB | HRC | HRB | HV | HSh |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Поковки. Закалка + Отпуск | ||||||||||||||||
КП 345 | 100-300 | ≥345 | ≥590 | ≥17 | ≥40 | ≥530 | 174-217 | |||||||||
КП 395 | <100 | ≥395 | ≥615 | ≥17 | ≥45 | ≥579 | 187-229 | |||||||||
КП 440 | <100 | ≥440 | ≥635 | ≥16 | ≥45 | ≥579 | 197-235 | |||||||||
КП 490 | <100 | ≥490 | ≥655 | ≥16 | ≥45 | ≥579 | 212-248 | |||||||||
Поковки. Нормализация + Отпуск | ||||||||||||||||
КП 195 | 100-300 | ≥195 | ≥390 | ≥23 | ≥50 | ≥530 | 111-156 | |||||||||
КП 195 | <100 | ≥195 | ≥390 | ≥26 | ≥55 | ≥579 | 111-156 | |||||||||
КП 215 | 100-300 | ≥215 | ≥430 | ≥20 | ≥48 | ≥481 | 123-167 | |||||||||
КП 215 | <100 | ≥215 | ≥430 | ≥24 | ≥53 | ≥530 | 123-167 | |||||||||
КП 245 | 100-300 | ≥245 | ≥470 | ≥19 | ≥42 | ≥334 | 143-179 | |||||||||
КП 245 | <100 | ≥245 | ≥470 | ≥22 | ≥48 | ≥481 | 143-179 | |||||||||
КП 275 | 100-300 | ≥275 | ≥530 | ≥17 | ≥38 | ≥334 | 156-197 | |||||||||
КП 275 | 300-500 | ≥275 | ≥530 | ≥15 | ≥32 | ≥285 | 156-197 | |||||||||
КП 275 | <100 | ≥275 | ≥530 | ≥20 | ≥40 | ≥432 | 156-197 | |||||||||
КП 315 | <100 | ≥315 | ≥570 | ≥17 | ≥38 | ≥383 | 167-207 | |||||||||
КП 345 | <100 | ≥345 | ≥590 | ≥18 | ≥45 | ≥579 | 174-217 |
Механические свойства в зависимости от температуры испытания |
Состояние поставки | Сечение
(мм)
| t испыт.
(°C)
| t отпуска
(°C)
| sТ | s0,2
(МПа)
| sB
(МПа)
| d5
(%)
| d4 | d | d10 | y
(%)
| KCU
(кДж/м2)
| HB | HRC | HRB | HV | HSh |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Трубы бесшовные для паровых котлов и трубопроводов по ТУ 14-3Р-55-2001. Нормализация при 930-960 °С + Отпуск при 680-730 (выдержка не менее 0,5 ч), охлаждение на воздухе | ||||||||||||||||
Образец | 250 | ≥225 | ||||||||||||||
Образец | 400 | ≥196 | ||||||||||||||
Образец | 450 | ≥191 |
Механические свойства при повышенных температурах |
Состояние поставки | Сечение
(мм)
| t испыт.
(°C)
| t отпуска
(°C)
| sТ | s0,2
(МПа)
| sB
(МПа)
| d5
(%)
| d4 | d | d10 | y
(%)
| KCU
(кДж/м2)
| HB | HRC | HRB | HV | HSh |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Сортовой прокат. Нормализация при 900-920 °С, охлаждение на воздухе + Отпуск при 630-650 °С | ||||||||||||||||
20 | ≥345 | ≥530 | ≥26 | ≥67 | ||||||||||||
350 | ≥220 | ≥500 | ≥22 | ≥67 | ||||||||||||
400 | ≥245 | ≥495 | ≥24 | ≥69 | ||||||||||||
450 | ≥245 | ≥480 | ≥22 | ≥74 | ||||||||||||
500 | ≥265 | ≥440 | ≥20 | ≥76 | ||||||||||||
520 | ≥265 | ≥410 | ≥20 | 62-82 | ||||||||||||
550 | ≥245 | ≥410 | ≥21 | ≥79 | ||||||||||||
600 | ≥240 | ≥305 | ≥22 | 51-77 |
Механические свойства при испытании на длительную прочность |
Предел ползучести, МПа | Скорость позучести, %/ч | Температура испытания, °C | Предел длительной прочности, МПа | Длительность испытания, ч | Температура отпуска, °C |
---|---|---|---|---|---|
78 | 1/10000 | 500 | 186 | 10000 | 475 |
132 | 1/1000 | 525 | 152 | 10000 | 500 |
54 | 1/10000 | 525 | 108 | 10000 | 525 |
44 | 1/10000 | 550 | 74 | 10000 | 550 |
167 | 1/1000 | 475 | |||
88-98 | 1/10000 | 475 | |||
500 | 127 | 100000 | |||
550 | 51 | 100000 | |||
500 | 118 | 200000 | |||
550 | 38 | 200000 |
Технологические свойства |
Обрабатываемость резаньем | В нормализованном и отпущенном состоянии при НВ 138 sВ=460 МПа Kn тв.спл.=1,6 Kn б.ст.=1,4. |
Свариваемость | Сваривается без ограничений. Способы сварки: РДС, АДС под газовой защитой, КТС. Рекомендуется подогрев и последующая термообработка. |
Склонность к отпускной хрупкости | Не склонна. |
Температура ковки | Начала - 1260 °C, конца - 750 °C. Сечения до 200 мм охлаждаются на воздухе, 201-700 мм подвергаются низкотемпературному отжигу. |
Флокеночувствительность | Чувствительна. |
Температура критических точек |
Критическая точка | Температура °C |
---|---|
AC1 | 740 |
AC3 | 875 |
AR3 | |
AR1 | |
MN |
Физические свойства |
Температура испытания, °С | 0 | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 | 1000 | 1200 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Модуль нормальной упругости (Е, ГПа) | 205 | |||||||||||
Модуль упругости при сдвиге кручением (G, ГПа) | ||||||||||||
Плотность (r, кг/м3) | 7850 | 7830 | 7800 | 7760 | 7730 | 7700 | 7660 | |||||
Коэффициент теплопроводности (l, Вт/(м · °С)) | 44 | 41 | 41 | 39 | 36 | 34 | 29 | 29 | ||||
Уд. электросопротивление (R, НОм · м) | ||||||||||||
Коэффициент линейного расширения (a, 10-6 1/°С) | 12,2 | 13 | 13,3 | 13,7 | 14 | 14,3 | 14,5 | 13,4 | 11,2 | 12,5 | ||
Удельная теплоемкость (С, Дж/(кг · °С)) | 487 |
Обозначения |
Механические свойства:
|