Главная  >  Справочник  >  Сталь конструкционная легированная 15Х

Сталь конструкционная легированная 15Х: описание, свойства, применение

Сталь 15Х – это конструкционная легированная сталь, широко используемая в машиностроении и других отраслях промышленности благодаря своим высоким прочностным характеристикам, износостойкости и хорошей обрабатываемости. Эта марка стали относится к хромистым сталям, что обеспечивает ей повышенную устойчивость к коррозии и окислению при высоких температурах.

Химический Состав Стали 15Х (ГОСТ 4543-2016)

Химический состав стали 15Х строго регламентируется ГОСТ 4543-2016 "Сталь конструкционная легированная. Марки". Точный химический состав определяет свойства и возможности применения данной марки стали.

Элемент	Содержание (%)
Углерод (C)	0.12 - 0.18
Кремний (Si)	0.17 - 0.37
Марганец (Mn)	0.50 - 0.80
Хром (Cr)	0.80 - 1.10
Никель (Ni)	до 0.30
Медь (Cu)	до 0.30
Сера (S)	до 0.025
Фосфор (P)	до 0.025
Мышьяк (As)	до 0.08
Ванадий (V)	до 0.15

Расшифровка Обозначения:

• 15 – указывает на содержание углерода в сотых долях процента (0.15%).
• Х – обозначает наличие хрома в составе стали.

Механические Свойства Стали 15Х

Механические свойства стали 15Х зависят от термической обработки (отжиг, нормализация, закалка, отпуск) и состояния поставки. Приведенные ниже значения являются ориентировочными и могут варьироваться в зависимости от конкретных условий.

Свойство	Значение
Предел прочности (временное сопротивление), σв (МПа)	540-700 (в зависимости от термообработки)
Предел текучести, σт (МПа)	340-450 (в зависимости от термообработки)
Относительное удлинение при разрыве, δ5 (%)	22-28 (в зависимости от термообработки)
Относительное сужение, ψ (%)	50-60 (в зависимости от термообработки)
Ударная вязкость, KCU (Дж/см2)	80-120 (в зависимости от термообработки)
Твердость по Бринеллю, HB	163-229 (в зависимости от термообработки)

Физические Свойства Стали 15Х

Свойство	Значение
Плотность, ρ (кг/м3)	7850
Модуль упругости первого рода, E (ГПа)	205
Коэффициент линейного теплового расширения, α (10-6/°C)	11.7 (в диапазоне 20-100°C)
Теплопроводность, λ (Вт/(м·°C))	46
Удельная теплоемкость, c (Дж/(кг·°C))	480
Электрическое сопротивление, ρ (мкОм·м)	0.22

Свариваемость:

Сталь 15Х относится к ограниченно свариваемым сталям. Для обеспечения качественного сварного соединения требуется предварительный подогрев до 100-200°C и последующая термообработка (отпуск) для снятия остаточных напряжений. Рекомендуются следующие способы сварки: ручная дуговая сварка покрытыми электродами (РДС), аргонодуговая сварка (TIG), полуавтоматическая сварка в среде защитных газов (MIG/MAG).

Термическая Обработка:

Сталь 15Х хорошо поддается различным видам термической обработки, что позволяет изменять ее свойства в широком диапазоне. Наиболее распространенные виды термообработки:

• Отжиг: Снятие внутренних напряжений, улучшение обрабатываемости.
• Нормализация: Улучшение структуры стали, повышение прочности и твердости.
• Закалка: Повышение твердости и износостойкости.
• Отпуск: Снижение хрупкости после закалки, повышение пластичности и вязкости.

Области Применения Стали 15Х

Сталь 15Х широко применяется в различных отраслях промышленности для изготовления деталей, работающих в условиях высоких нагрузок, износа и умеренных температур. Основные области применения:

• Автомобилестроение: Шестерни, валы, оси, пальцы, крепежные детали.
• Тракторостроение: Детали трансмиссии, элементы ходовой части.
• Станкостроение: Шпиндели, валы, зубчатые колеса, кулачки.
• Энергетика: Детали турбин, компрессоров, насосов.
• Нефтегазовая промышленность: Детали оборудования, работающего в условиях коррозии.
• Сельскохозяйственное машиностроение: Детали почвообрабатывающих машин, комбайнов.
• Авиационная промышленность: Отдельные детали, не требующие высокой жаропрочности.

Виды Металлопроката из Стали 15Х

Сталь 15Х поставляется в различных видах металлопроката:

• Сортовой прокат: Круг, квадрат, полоса, шестигранник (ГОСТ 2590-2006, ГОСТ 2591-2006, ГОСТ 103-2006, ГОСТ 8560-78)
• Листовой прокат: Лист горячекатаный (ГОСТ 19903-2015), лист холоднокатаный (ГОСТ 19904-90)
• Трубы: Бесшовные трубы (ГОСТ 8732-78, ГОСТ 8734-75)
• Поковки и штамповки: (ГОСТ 8479-70)

ГОСТы, Ссылающиеся на Сталь 15Х и Металлопрокат из Неё

• ГОСТ 4543-2016 Сталь конструкционная легированная. Марки. (Основной ГОСТ, определяющий химический состав и общие требования к стали 15Х)
• 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 8560-78 Прокат сортовой стальной горячекатаный шестигранный. Сортамент.
• ГОСТ 19903-2015 Прокат листовой горячекатаный. Сортамент.
• ГОСТ 19904-90 Прокат листовой холоднокатаный. Сортамент.
• ГОСТ 8732-78 Трубы стальные бесшовные горячедеформированные. Сортамент.
• ГОСТ 8734-75 Трубы стальные бесшовные холоднодеформированные. Сортамент.
• ГОСТ 8479-70 Поковки из конструкционной легированной и инструментальной стали. Общие технические условия.
• ГОСТ 977-88 Отливки стальные. Общие технические условия. (При использовании стали 15Х для изготовления отливок)
• ГОСТ 14959-2016 Прокат из конструкционной рессорно-пружинной стали. Общие технические условия. (При изготовлении пружин и рессор)
• ОСТ 1 00043-73 Заготовки из сталей и сплавов, предназначенные для изготовления деталей авиационной техники. (При использовании в авиационной промышленности)

Операции в Цехах с Использованием Стали 15Х

Сталь 15Х применяется на различных этапах производства в машиностроительных и металлообрабатывающих цехах. Вот некоторые примеры операций:

• Заготовительный цех:
  • Резка сортового проката (круг, квадрат, полоса) на заготовки нужной длины (резка пилами, гильотинами, ленточнопильными станками).
  • Резка листового проката на заготовки (газовая резка, плазменная резка, лазерная резка).
  • Гибка листового проката на гибочных прессах для получения профильных деталей.
• Кузнечный цех:
  • Горячая ковка заготовок на молотах и прессах для придания им требуемой формы (изготовление поковок).
  • Объемная штамповка деталей на кривошипных прессах.
• Механический цех:
  • Токарная обработка заготовок на токарных станках (обточка, расточка, нарезание резьбы).
  • Фрезерная обработка на фрезерных станках (создание плоскостей, пазов, канавок).
  • Сверление отверстий на сверлильных станках.
  • Шлифование поверхностей на шлифовальных станках для достижения высокой точности и чистоты поверхности.
  • Зубонарезные работы на зубофрезерных и зубодолбежных станках (изготовление шестерен и зубчатых колес).
  • Нарезание резьбы метчиками и плашками или на резьбонарезных станках.
• Термический цех:
  • Отжиг для снятия внутренних напряжений после механической обработки.
  • Нормализация для улучшения структуры стали и повышения ее прочности.
  • Закалка для повышения твердости и износостойкости.
  • Отпуск для снижения хрупкости после закалки и повышения пластичности.
  • Цементация и азотирование для повышения поверхностной твердости и износостойкости деталей.
• Сварочный цех:
  • Сварка деталей из стали 15Х с использованием различных методов сварки (ручная дуговая сварка, полуавтоматическая сварка, аргонодуговая сварка).
  • Контроль качества сварных соединений (визуальный контроль, ультразвуковой контроль, рентгенографический контроль).
• Инструментальный цех:
  • Изготовление технологической оснастки (штампы, пресс-формы, кондукторы, приспособления) для обработки деталей из стали 15Х.
• Ремонтный цех:
  • Восстановление изношенных деталей оборудования из стали 15Х (наплавка, механическая обработка).

Преимущества Использования Стали 15Х:

• Высокая прочность и твердость: Обеспечивает надежность и долговечность деталей, работающих под нагрузкой.
• Износостойкость: Продлевает срок службы деталей, подверженных трению.
• Хорошая обрабатываемость: Облегчает изготовление деталей сложной формы.
• Устойчивость к коррозии: Обеспечивает защиту от воздействия агрессивных сред.
• Широкая область применения: Позволяет использовать сталь 15Х в различных отраслях промышленности.

 

Сталь 15Х является надежным и универсальным материалом, широко используемым в машиностроении и других отраслях промышленности. Благодаря своим свойствам и доступности различных видов металлопроката, сталь 15Х позволяет решать широкий спектр конструкторских задач, обеспечивая высокое качество и надежность изготавливаемых деталей. При выборе стали 15Х необходимо учитывать конкретные условия эксплуатации и требования к изделию, а также строго соблюдать технологические процессы при ее обработке.