Главная  >  Справочник  >  Сталь конструкционная низколегированная 15Г2АФД

Сталь конструкционная низколегированная марки 15Г2АФД: описание, свойства и применение

Сталь 15Г2АФД – это высокопрочная конструкционная низколегированная сталь, предназначенная для изготовления ответственных деталей и конструкций, работающих в условиях высоких нагрузок, знакопеременных напряжений и в широком диапазоне температур. Эта марка стали обладает оптимальным сочетанием прочности, пластичности, свариваемости и хладостойкости, что делает ее востребованной в различных отраслях промышленности.

 

Особенности и Преимущества:

• Высокая прочность: Обеспечивается легированием марганцем, ванадием и азотом, что приводит к формированию мелкозернистой структуры и повышению предела текучести и прочности.
• Хорошая свариваемость: Низкое содержание углерода и оптимальный баланс легирующих элементов обеспечивают хорошую свариваемость стали 15Г2АФД без ограничений, что позволяет применять различные методы сварки.
• Хладостойкость: Легирование ванадием и азотом повышает сопротивляемость стали хрупкому разрушению при низких температурах, что делает ее пригодной для эксплуатации в условиях холодного климата.
• Устойчивость к знакопеременным нагрузкам: Мелкозернистая структура и оптимальное сочетание прочности и пластичности обеспечивают высокую усталостную прочность, что позволяет использовать сталь для изготовления деталей, подверженных циклическим нагрузкам.
• Улучшенная обрабатываемость: Легирование азотом способствует улучшению обрабатываемости стали резанием.

Расшифровка обозначения стали 15Г2АФД:

• 15 – указывает на среднее содержание углерода в сотых долях процента, то есть около 0,15%.
• Г2 – указывает на содержание марганца, приблизительно 2%.
• А – указывает на то, что сталь высококачественная.
• Ф – указывает на наличие ванадия.
• Д – указывает на наличие азота.

 

Химический состав стали 15Г2АФД (ГОСТ 19281-2014):

Элемент	Содержание, %
Углерод (C)	0.12 - 0.18
Марганец (Mn)	1.70 - 2.10
Кремний (Si)	≤ 0.60
Хром (Cr)	≤ 0.30
Никель (Ni)	≤ 0.30
Медь (Cu)	≤ 0.30
Ванадий (V)	0.05 - 0.12
Азот (N)	0.008 - 0.020
Фосфор (P)	≤ 0.035
Сера (S)	≤ 0.040
Алюминий (Al)	≤ 0.020

 

Механические свойства стали 15Г2АФД (ГОСТ 19281-2014):

Приведены типичные значения для стали после нормализации или закалки с отпуском. Фактические значения могут варьироваться в зависимости от режима термообработки, толщины проката и других факторов.

Характеристика	Значение	Единица измерения
Предел текучести (σт)	≥ 390	МПа
Предел прочности (σв)	530 - 680	МПа
Относительное удлинение (δ5)	≥ 21	%
Относительное сужение (ψ)	≥ 50	%
Ударная вязкость KCU (при 20°C)	≥ 78	Дж/см2
Ударная вязкость KCU (при -40°C)	≥ 39	Дж/см2

 

Физические свойства стали 15Г2АФД:

Характеристика	Значение	Единица измерения
Плотность (ρ)	7850	кг/м3
Модуль упругости (E)	205 - 210	ГПа
Коэффициент линейного теплового расширения (α)	11.5 - 12.5 (20-100°C)	10-6/°C
Теплопроводность (λ)	40 - 45	Вт/(м·°C)
Удельная теплоемкость (c)	480 - 500	Дж/(кг·°C)
Электрическое сопротивление (ρ)	0.20 - 0.25	Ом·мм2/м

 

Сферы применения стали 15Г2АФД:

Благодаря своим высоким эксплуатационным характеристикам сталь 15Г2АФД широко используется в различных отраслях промышленности, включая:

• Строительство: Металлоконструкции мостов, эстакад, высотных зданий, опор ЛЭП, трубопроводов, резервуаров и других ответственных сооружений, где требуется высокая прочность и надежность.
• Машиностроение: Изготовление деталей и узлов, работающих под высокими нагрузками: валы, шестерни, оси, коленчатые валы, шатуны, диски, крепежные элементы (болты, гайки, шпильки), элементы корпусов и рам.
• Транспортное машиностроение: Детали вагонов, локомотивов, судостроение (корпусные конструкции, детали двигателей и механизмов).
• Нефтегазовая промышленность: Трубы, детали бурового оборудования, элементы насосно-компрессорного оборудования, резервуары для хранения и транспортировки нефти и газа.
• Энергетика: Детали турбин, генераторов, котлов, трубопроводы высокого давления.
• Сельскохозяйственное машиностроение: Детали тракторов, комбайнов и другой сельскохозяйственной техники.
• Горнодобывающая промышленность: Элементы горно-шахтного оборудования, крепи, детали дробилок и мельниц.
• Производство металлоконструкций: изготовление несущих элементов различных сооружений и конструкций.

 

Виды металлопроката из стали 15Г2АФД:

Сталь 15Г2АФД поставляется в виде различных видов металлопроката:

• Листовой прокат: Толстолистовой и тонколистовой прокат (ГОСТ 19281-2014, ГОСТ 14637-89). Используется для изготовления сварных конструкций, корпусных деталей, резервуаров и других изделий.
• Сортовой прокат: Круг, квадрат, полоса, уголок, швеллер, двутавр (ГОСТ 19281-2014, ГОСТ 2590-2006, ГОСТ 2591-2006, ГОСТ 103-2006, ГОСТ 8509-93, ГОСТ 8510-86, ГОСТ 8240-97, ГОСТ 8239-89). Используется для изготовления деталей машин, металлоконструкций, крепежных элементов и других изделий.
• Трубы: Бесшовные и сварные трубы (ГОСТ 8732-78, ГОСТ 8734-75, ГОСТ 10705-80, ГОСТ 10704-91). Используются для транспортировки жидкостей и газов, в качестве конструкционных элементов.
• Поковки и штамповки: Используются для изготовления деталей сложной формы с высокими требованиями к прочности и надежности.

 

ГОСТы, регламентирующие сталь 15Г2АФД и металлопрокат из нее:

• ГОСТ 19281-2014 "Прокат толстолистовой и широкополосный из сталей общего назначения. Технические условия" (основной стандарт на сталь 15Г2АФД).
• ГОСТ 14637-89 "Прокат толстолистовой из углеродистой стали обыкновенного качества. Технические условия".
• 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 8509-93 "Уголки стальные горячекатаные равнополочные. Сортамент".
• ГОСТ 8510-86 "Уголки стальные горячекатаные неравнополочные. Сортамент".
• ГОСТ 8240-97 "Швеллеры стальные горячекатаные. Сортамент".
• ГОСТ 8239-89 "Двутавры стальные горячекатаные. 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 10704-91 "Трубы стальные электросварные прямошовные. Сортамент".
• ОСТ, ТУ и другие нормативные документы, определяющие требования к конкретным видам продукции из стали 15Г2АФД.

 

Операции в цехах, использующие материалы из стали 15Г2АФД:

Сталь 15Г2АФД используется на различных этапах производства в разных цехах:

• Металлургическое производство (сталеплавильный цех, прокатный цех):
  • Производство стальных заготовок (слябов, блюмов, сортовых заготовок) путем выплавки в электропечах или конвертерах с последующей разливкой и прокаткой.
  • Производство листового, сортового и трубного проката на прокатных станах.
• Кузнечно-прессовое производство (кузнечный цех, прессовый цех):
  • Изготовление поковок и штамповок различных деталей методом ковки, горячей штамповки или объемной штамповки.
  • Термическая обработка поковок и штамповок для улучшения механических свойств.
• Механообрабатывающее производство (механический цех):
  • Обработка деталей из стали 15Г2АФД на металлорежущих станках (токарных, фрезерных, сверлильных, шлифовальных и др.) для придания им окончательной формы и размеров.
  • Нарезание резьбы, сверление отверстий, фрезерование пазов и другие операции.
• Сварочное производство (сварочный цех):
  • Сварка металлоконструкций из стали 15Г2АФД с использованием различных методов сварки (ручная дуговая сварка, автоматическая сварка под флюсом, полуавтоматическая сварка в защитных газах и др.).
  • Сварка деталей и узлов машин и оборудования.
  • Контроль качества сварных соединений (визуальный, ультразвуковой, рентгеновский и др.).
• Термическое производство (термический цех):
  • Термическая обработка (закалка, отпуск, нормализация) деталей из стали 15Г2АФД для улучшения их механических свойств (прочности, твердости, пластичности, вязкости).
  • Упрочнение поверхности деталей (цементация, азотирование и др.) для повышения износостойкости.
• Инструментальное производство (инструментальный цех):
  • Изготовление технологической оснастки (штампов, пресс-форм, приспособлений) для обработки деталей из стали 15Г2АФД.

 

Сталь 15Г2АФД является надежным и востребованным материалом для изготовления ответственных конструкций и деталей в различных отраслях промышленности. Ее оптимальное сочетание прочности, свариваемости, хладостойкости и других полезных свойств обеспечивает долгий срок службы и высокую надежность изготавливаемых изделий. Применение стали 15Г2АФД позволяет создавать конкурентоспособную продукцию, отвечающую современным требованиям к качеству и безопасности.

При выборе стали 15Г2АФД для конкретного применения необходимо учитывать требования к условиям эксплуатации, нагрузкам и температурному режиму, а также руководствоваться действующими стандартами и нормативными документами.