Главная  >  Справочник  >  Сталь конструкционная углеродистая качественная ст15пс

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

Сталь 15пс – это конструкционная углеродистая качественная сталь, широко применяемая в различных отраслях промышленности благодаря своей хорошей свариваемости, достаточной прочности и пластичности. Она относится к категории сталей повышенной обрабатываемости, что делает ее привлекательной для изготовления деталей методом холодной штамповки и механической обработки.

 

Основные характеристики стали 15пс:

• Хорошая свариваемость: Обеспечивается низким содержанием углерода и легирующих элементов, что минимизирует риск образования трещин при сварке.
• Достаточная прочность: Позволяет использовать сталь в конструкциях, подверженных умеренным нагрузкам.
• Пластичность: Обеспечивает возможность формования деталей различными способами, включая холодную штамповку и гибку.
• Повышенная обрабатываемость: Наличие повышенного содержания серы и фосфора способствует образованию более короткой стружки при обработке резанием, что облегчает процесс и повышает производительность.

Расшифровка обозначения стали 15пс:

• 15: Указывает на среднее содержание углерода в сотых долях процента (0,15%).
• пс: Обозначает полуспокойную сталь. Это означает, что при выплавке стали перед розливом в нее добавляют небольшое количество раскислителей (например, алюминия) для уменьшения содержания кислорода. Это позволяет получить сталь с более однородной структурой и меньшим количеством ликваций по сравнению с кипящей сталью (кп).

 

Химический состав стали 15пс (согласно ГОСТ 1050-2013):

Элемент	Содержание, %
Углерод (C)	0.12 - 0.20
Марганец (Mn)	0.30 - 0.60
Кремний (Si)	0.05 - 0.17
Сера (S)	≤ 0.040
Фосфор (P)	≤ 0.035
Хром (Cr)	≤ 0.30
Никель (Ni)	≤ 0.30
Медь (Cu)	≤ 0.30
Мышьяк (As)	≤ 0.08
Ванадий (V)	≤ 0.05
Железо (Fe)	Остальное

Примечание: ГОСТ допускает незначительные отклонения от указанного химического состава в зависимости от способа выплавки и требований к качеству стали.

 

Механические свойства стали 15пс (при комнатной температуре):

• Предел прочности (временное сопротивление разрыву), σ_в: 314 - 490 МПа (зависит от толщины проката и термической обработки)
• Предел текучести, σ_т: ≥ 196 МПа
• Относительное удлинение при разрыве, δ₅: ≥ 25% (для толщины проката ≥ 20 мм); ≥ 28% (для толщины проката < 20 мм)
• Относительное сужение, ψ: ≥ 50%
• Твердость по Бринеллю, HB: 116 - 163 (в состоянии поставки)

Примечание: Данные механические свойства являются ориентировочными и могут варьироваться в зависимости от конкретных условий испытаний, способа обработки и размеров полуфабриката.

 

Физические свойства стали 15пс:

• Плотность, ρ: 7850 кг/м³
• Модуль упругости первого рода (Юнга), E: 2.06 × 10⁵ МПа
• Коэффициент линейного термического расширения, α: 11.9 × 10^-6 / °C (в диапазоне температур 20-100°C)
• Теплопроводность, λ: 46 Вт/(м·°С) (при 20°C)
• Удельная теплоемкость, c: 486 Дж/(кг·°С) (при 20°C)
• Электрическое сопротивление, ρ: 0.149 мкОм·м (при 20 °C)

 

Применение стали 15пс:

Сталь 15пс широко применяется в различных отраслях промышленности для изготовления деталей, не требующих высокой прочности, но требующих хорошей пластичности и свариваемости. Области применения включают:

• Автомобилестроение: Изготовление деталей кузова, штампованных элементов, кронштейнов, шайб, втулок, осей малонагруженных деталей.
• Сельскохозяйственное машиностроение: Производство деталей для сельскохозяйственной техники, включая корпусные элементы, кронштейны и другие штампованные детали.
• Приборостроение: Изготовление корпусных деталей для приборов, крепежных элементов и других компонентов.
• Строительство: Производство легких металлоконструкций, ограждений, профилей, элементов кровли и обшивки.
• Производство бытовой техники: Изготовление корпусов, панелей и других элементов бытовой техники, таких как стиральные машины, холодильники и кухонные плиты.
• Производство труб: Для изготовления сварных труб небольшого диаметра, не предназначенных для работы под высоким давлением.
• Производство метизов: Для изготовления болтов, гаек, шайб и других крепежных элементов.

 

Виды металлопроката из стали 15пс:

Сталь 15пс поставляется в различных видах металлопроката:

• Листовой прокат: Тонколистовой и толстолистовой прокат, используемый для изготовления штампованных деталей и в качестве конструкционного материала.
• Сортовой прокат: Круг, квадрат, полоса, уголок, швеллер, используемые для изготовления различных деталей и конструкций.
• Трубы: Электросварные трубы общего назначения.
• Проволока: Используется для изготовления метизов и других изделий.
• Поковки и штамповки: Заготовки для дальнейшей механической обработки.

ГОСТы, регламентирующие сталь 15пс и металлопрокат из нее:

• ГОСТ 1050-2013: Сталь углеродистая качественная конструкционная. Данный ГОСТ устанавливает требования к химическому составу, механическим свойствам, маркировке и приемке углеродистой качественной конструкционной стали, включая сталь 15пс.
• ГОСТ 14637-89: Прокат толстолистовой из углеродистой стали обыкновенного качества. (Хотя этот ГОСТ касается стали обыкновенного качества, в некоторых случаях требования к прокату из стали 15пс могут быть схожи).
• ГОСТ 16523-97: Прокат тонколистовой из углеродистой стали качественной и обыкновенного качества общего назначения. Этот ГОСТ распространяется на тонколистовой прокат, используемый для различных целей, включая изготовление штампованных деталей.
• ГОСТ 2590-2006: Прокат сортовой стальной горячекатаный круглый.
• ГОСТ 2591-2006: Прокат сортовой стальной горячекатаный квадратный.
• ГОСТ 82-70: Прокат стальной горячекатаный широкополосный универсальный.
• ГОСТ 103-2006: Прокат сортовой стальной горячекатаный полосовой.
• ГОСТ 8240-97: Швеллеры стальные горячекатаные.
• ГОСТ 8509-93: Уголки стальные горячекатаные равнополочные.
• ГОСТ 10705-80: Трубы стальные электросварные.
• ГОСТ 10704-91: Трубы стальные электросварные прямошовные.

Важно! При выборе материала необходимо руководствоваться актуальной редакцией ГОСТа и учитывать требования конкретного технического задания.

 

Операции в цехах, производимые с использованием материалов из стали 15пс:

Сталь 15пс широко используется на различных этапах производства в цехах, выполняющих следующие операции:

• Заготовительный цех:
  • Резка: Листовой прокат, сортовой прокат и трубы из стали 15пс режутся на заготовки необходимых размеров с использованием газовой, плазменной или механической резки (пилы, гильотины).
  • Правка: Заготовки подвергаются правке для устранения деформаций, возникших при хранении или транспортировке.
• Кузнечно-прессовый цех (КПО):
  • Холодная штамповка: Мелкие и средние детали, например, шайбы, кронштейны, элементы корпусов, изготавливаются методом холодной штамповки из листового проката.
  • Гибка: Листовой и сортовой прокат подвергаются гибке для придания им необходимой формы, например, при изготовлении гнутых профилей и элементов конструкций.
  • Вытяжка: Для получения полых деталей, например, стаканов и корпусов, применяется вытяжка листового проката.
• Механический цех:
  • Токарная обработка: Из сортового проката (круг, квадрат) изготавливаются детали вращения, такие как валы, оси, втулки.
  • Фрезерная обработка: На фрезерных станках обрабатываются плоские и фасонные поверхности деталей из стали 15пс.
  • Сверление: В заготовках и деталях просверливаются отверстия для крепежа и других целей.
  • Шлифовка: Для достижения высокой точности и качества поверхности детали подвергаются шлифовке.
  • Резьбонарезание: Нарезается внутренняя и наружная резьба на болтах, гайках и других деталях.
• Сварочный цех:
  • Сварка: Детали из стали 15пс свариваются между собой с использованием различных методов сварки (ручная дуговая, полуавтоматическая, автоматическая) для создания сварных конструкций.
  • Прихватка: Перед основной сваркой детали прихватываются для фиксации их в нужном положении.
• Термический цех:
  • Отжиг: Для снятия внутренних напряжений, возникших после механической обработки или сварки, детали подвергаются отжигу.
  • Нормализация: Для улучшения структуры металла и повышения его прочности детали подвергаются нормализации. (Применимо не всегда. Обычно достаточно отжига).

 

Сталь 15пс - это универсальный и экономичный материал, широко используемый в различных отраслях промышленности. Ее сочетание хорошей свариваемости, удовлетворительной прочности и доступной цены делает ее привлекательным выбором для широкого спектра применений. При выборе марки стали необходимо учитывать требования к конечному изделию и руководствоваться действующими стандартами и нормами.