Главная  >  Справочник  >  Сталь конструкционная углеродистая качественная ст15кп

Сталь конструкционная углеродистая качественная марки 15кп: описание, свойства и применение

Сталь 15кп – это конструкционная углеродистая качественная сталь, широко применяемая в различных отраслях промышленности благодаря своей хорошей свариваемости, пластичности и относительно низкой стоимости. Марка 15кп относится к кипящим сталям, что обуславливает некоторые особенности её структуры и свойств. В данном описании подробно рассмотрены химический состав, механические и физические свойства стали 15кп, области её применения, виды металлопроката, а также соответствующие стандарты ГОСТ и технологические операции.

Обозначение и расшифровка:

Маркировка стали 15кп расшифровывается следующим образом:

• 15: Указывает на содержание углерода в сотых долях процента, то есть около 0,15%.
• кп: Обозначает, что сталь является кипящей. Кипящая сталь характеризуется неполным раскислением, что приводит к наличию пузырьков газа (в основном CO) в слитке во время кристаллизации. Это упрощает процесс производства, но снижает однородность стали по сравнению со спокойными и полуспокойными сталями.

 

Химический состав стали 15кп:

Химический состав стали 15кп строго регламентируется государственными стандартами, чтобы обеспечить стабильность её свойств и характеристик. Основные элементы и их процентное содержание представлены в таблице ниже (согласно ГОСТ 1050-2013):

Элемент	Процентное содержание (%)
Углерод (C)	0.12 - 0.19
Марганец (Mn)	0.30 - 0.60
Кремний (Si)	≤ 0.05
Сера (S)	≤ 0.040
Фосфор (P)	≤ 0.035
Хром (Cr)	≤ 0.30
Никель (Ni)	≤ 0.30
Медь (Cu)	≤ 0.30
Мышьяк (As)	≤ 0.08

 

Механические свойства стали 15кп:

Механические свойства стали 15кп зависят от состояния поставки (горячекатаный, холоднотянутый, нормализованный и т.д.) и толщины проката. Приведем примерные значения для горячекатаной стали в нормализованном состоянии (согласно ГОСТ 1050-2013):

Свойство	Обозначение	Значение (минимум)	Единица измерения
Предел прочности временный	σ<sub>в</sub>	314	МПа
Предел текучести	σ<sub>т</sub>	196	МПа
Относительное удлинение при разрыве	δ<sub>5</sub>	25	%
Относительное сужение	ψ	55	%
Ударная вязкость (KCU)	KCU	Зависит от режима	Дж/см<sup>2</sup>
Твердость по Бринеллю (HB)	HB	-	-

Расшифровка обозначений:

• σ_в (Предел прочности временный): Максимальное напряжение, которое материал может выдержать до начала разрушения.
• σ_т (Предел текучести): Напряжение, при котором материал начинает деформироваться пластически (без увеличения нагрузки).
• δ₅ (Относительное удлинение при разрыве): Процентное увеличение длины образца после разрушения по отношению к его первоначальной длине. Характеризует пластичность материала.
• 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): Мера сопротивления материала хрупкому разрушению при ударной нагрузке. Определяется энергией, необходимой для разрушения образца с надрезом.
• HB (Твердость по Бринеллю): Мера сопротивления материала вдавливанию индентора (шарика) под нагрузкой.

 

Физические свойства стали 15кп:

Физические свойства стали 15кп также важны для её применения в различных конструкциях и изделиях. Основные физические характеристики:

Свойство	Значение	Единица измерения
Плотность	7850	кг/м<sup>3</sup>
Модуль упругости первого рода (E)	2.0 × 10<sup>5</sup>	МПа
Коэффициент линейного теплового расширения	11.9 × 10<sup>-6</sup> (20-100°C)	1/°C
Теплопроводность	50	Вт/(м·°C)
Удельная теплоемкость	480	Дж/(кг·°C)
Электрическое сопротивление	0.14 × 10<sup>-6</sup>	Ом·м

 

Области применения стали 15кп:

Благодаря своей хорошей свариваемости, пластичности и удовлетворительной прочности, сталь 15кп находит широкое применение в различных отраслях промышленности:

• Автомобилестроение: Изготовление малонагруженных деталей, штампованных деталей кузова, элементов выхлопной системы (глушители).
• Машиностроение: Производство деталей методом холодной штамповки, гибки, вытяжки, а также для деталей, работающих при небольших нагрузках: втулки, шайбы, фланцы, крепежные элементы.
• Сельскохозяйственное машиностроение: Изготовление деталей сельскохозяйственной техники, не подвергающихся высоким нагрузкам.
• Производство труб: Сварные трубы небольшого диаметра для различных целей.
• Строительство: Элементы металлоконструкций, не подвергающиеся высоким нагрузкам (ограждения, профили, вспомогательные элементы).
• Бытовая техника: Корпуса и детали бытовых приборов.
• Металлическая тара: Изготовление сварной тары, баков и других емкостей.

Сталь 15кп является экономичным выбором для деталей, где высокая прочность не является определяющим фактором, а важны пластичность, свариваемость и возможность получения сложных форм методом деформации.

 

Виды металлопроката из стали 15кп:

Сталь 15кп поставляется в виде различных видов металлопроката:

• Листовой прокат: Тонколистовая сталь, толстолистовая сталь. Используется для штамповки деталей, изготовления сварных конструкций.
• Сортовой прокат: Круг, квадрат, полоса, уголок. Используется для изготовления деталей на токарных и фрезерных станках, а также для сварных конструкций.
• Трубы: Сварные трубы различных диаметров. Используются для транспортировки жидкостей и газов.
• Проволока: Используется для изготовления крепежных элементов, пружин и других деталей.
• Поковки и штамповки: Изготавливаются по индивидуальным заказам для производства деталей сложной формы.

 

ГОСТы, регламентирующие сталь 15кп и металлопрокат из неё:

Существует ряд ГОСТов, регламентирующих требования к стали 15кп и металлопрокату, изготовленному из неё:

• ГОСТ 1050-2013. Сталь углеродистая конструкционная качественная. Общие технические условия: Этот ГОСТ является основным и определяет общие технические требования к качественной углеродистой стали, включая марку 15кп. Он регламентирует химический состав, механические свойства, методы испытаний, маркировку, упаковку, транспортировку и хранение стали.
• ГОСТ 16523-97. Прокат тонколистовой из углеродистой стали качественной и обыкновенного качества общего назначения. Технические условия: Определяет требования к тонколистовому прокату из стали 15кп.
• ГОСТ 2590-2006. Прокат сортовой стальной горячекатаный круглый. Сортамент: Определяет сортамент круглого проката из стали 15кп.
• ГОСТ 2591-2006. Прокат сортовой стальной горячекатаный квадратный. Сортамент: Определяет сортамент квадратного проката из стали 15кп.
• ГОСТ 103-2006. Прокат сортовой стальной горячекатаный полосовой. Сортамент: Определяет сортамент полосового проката из стали 15кп.
• ГОСТ 8240-97. Швеллеры стальные горячекатаные. Сортамент: Определяет сортамент швеллеров, которые могут изготавливаться из стали 15кп.
• ГОСТ 8239-89. Двутавры стальные горячекатаные. Сортамент: Определяет сортамент двутавров, которые могут изготавливаться из стали 15кп.
• ГОСТ 380-2005. Сталь углеродистая обыкновенного качества. Марки: Хотя ГОСТ 380 относится к сталям обыкновенного качества, он может использоваться для сравнения с сталью 15кп и понимания разницы в требованиях и свойствах.
• ГОСТ 10705-80. Трубы стальные электросварные. Технические условия: Определяет требования к электросварным трубам, которые могут изготавливаться из стали 15кп.
• ГОСТ 3262-75. Трубы стальные водогазопроводные. Технические условия: Определяет требования к водогазопроводным трубам, которые могут изготавливаться из стали 15кп.

 

Технологические операции в цехах с использованием стали 15кп:

Сталь 15кп используется в различных технологических операциях в производственных цехах:

• Заготовительный цех:
  • Резка: Резка листового и сортового проката на заготовки необходимого размера с использованием механических пил, гильотинных ножниц, плазменной и лазерной резки.
  • Правка: Правка деформированных листов и полос на правильных станках.
• Прессово-штамповочный цех:
  • Холодная штамповка: Изготовление деталей сложной формы из листового проката методом холодной штамповки: вырубка, гибка, вытяжка. Например, производство корпусов приборов, элементов кузова автомобиля, деталей бытовой техники.
  • Высадка: Формирование головок болтов и других крепежных элементов из проволоки методом холодной высадки.
• Механический цех:
  • Токарная обработка: Обработка заготовок на токарных станках для получения деталей вращения: валы, оси, втулки, фланцы.
  • Фрезерная обработка: Обработка заготовок на фрезерных станках для получения деталей сложной формы: корпуса, кронштейны.
  • Сверление: Сверление отверстий в деталях.
  • Шлифование: Доводка поверхности деталей до требуемой шероховатости.
• Сварочный цех:
  • Сварка: Соединение деталей из стали 15кп различными видами сварки: ручная дуговая сварка, полуавтоматическая сварка, автоматическая сварка под флюсом. Изготовление сварных металлоконструкций, труб, емкостей.
• Термический цех (при необходимости):
  • Нормализация: Для снятия внутренних напряжений после сварки или механической обработки.
  • Отжиг: Для улучшения обрабатываемости резанием.
• Покрасочный цех:
  • Подготовка поверхности: Очистка поверхности деталей от окалины, ржавчины и других загрязнений.
  • Покраска: Нанесение защитных покрытий (грунтовка, краска) для защиты от коррозии.

 

В заключение, сталь 15кп представляет собой универсальный и экономичный материал, широко используемый в различных отраслях промышленности благодаря своим хорошим технологическим свойствам. Знание свойств, областей применения и соответствующих стандартов позволяет эффективно использовать сталь 15кп для производства надежных и долговечных изделий.