Главная  >  Справочник  >  Сталь конструкционная легированная 15ХГН2ТА

Сталь конструкционная легированная 15ХГН2ТА: описание, свойства, применение

Сталь 15ХГН2ТА – это высококачественная конструкционная легированная сталь, разработанная для применения в ответственных деталях, работающих в условиях высоких нагрузок, в том числе при низких температурах и знакопеременных напряжениях. Эта марка стали обладает оптимальным сочетанием прочности, пластичности, вязкости и свариваемости, что делает ее незаменимой в различных отраслях промышленности.

Свойства стали 15ХГН2ТА

Сталь 15ХГН2ТА отличается следующими ключевыми свойствами:

• Высокая прочность: Обеспечивает надежность и долговечность деталей, работающих под большими нагрузками.
• Повышенная вязкость: Препятствует хрупкому разрушению при ударных нагрузках и низких температурах.
• Хорошая свариваемость: Позволяет создавать сложные конструкции с использованием различных методов сварки.
• Устойчивость к отпускной хрупкости: Сохраняет свои механические свойства после термической обработки.
• Коррозионная стойкость: Обладает повышенной устойчивостью к коррозии в различных средах, что увеличивает срок службы изделий.

Химический состав стали 15ХГН2ТА (ГОСТ 4543-2016)

Химический состав стали 15ХГН2ТА строго регламентируется ГОСТ 4543-2016 и определяет ее основные свойства.

Элемент	Содержание, %
Углерод (C)	0.12 - 0.18
Хром (Cr)	0.80 - 1.10
Марганец (Mn)	0.80 - 1.10
Никель (Ni)	1.50 - 2.00
Титан (Ti)	0.04 - 0.10
Кремний (Si)	0.17 - 0.37
Сера (S)	≤ 0.025
Фосфор (P)	≤ 0.025
Медь (Cu)	≤ 0.30
Азот (N)	≤ 0.012

Расшифровка обозначения стали 15ХГН2ТА:

• 15: Среднее содержание углерода в сотых долях процента (0.15%).
• Х: Содержание хрома около 1%.
• Г: Содержание марганца около 1%.
• Н: Содержание никеля около 2%.
• Т: Наличие титана.
• А: Высококачественная сталь с ограничением вредных примесей.

Механические свойства стали 15ХГН2ТА

Механические свойства стали 15ХГН2ТА зависят от термической обработки и формы проката. Приведенные ниже значения являются ориентировочными и могут изменяться в зависимости от конкретных условий.

Свойство	Значение
Предел текучести (σт), МПа	≥ 590
Предел прочности (σв), МПа	≥ 780
Относительное удлинение (δ5), %	≥ 17
Относительное сужение (ψ), %	≥ 50
Ударная вязкость (KCU), Дж/см²	≥ 78 (при 20°C), ≥ 39 (при -40°C)
Твердость по Бринеллю (HB), не более	≤ 241

Физические свойства стали 15ХГН2ТА

Свойство	Значение
Плотность (ρ), кг/м³	7850
Модуль упругости (E), ГПа	206
Коэффициент линейного расширения (α), 1/°C	12.5 x 10⁻⁶ (20-100°C)
Теплопроводность (λ), Вт/(м·°C)	34
Удельная теплоемкость (c), Дж/(кг·°C)	480
Электрическое сопротивление (ρ), мкОм·м	0.22

Сферы применения стали 15ХГН2ТА

Благодаря своим высоким механическим свойствам и надежности, сталь 15ХГН2ТА широко применяется в различных отраслях промышленности:

• Машиностроение: Изготовление ответственных деталей машин и механизмов, таких как валы, шестерни, зубчатые колеса, оси, шатуны, коленчатые валы, диски, крепежные элементы и другие детали, работающие при высоких нагрузках и знакопеременных напряжениях.
• Транспортное машиностроение: Производство деталей для железнодорожного транспорта (оси, бандажи, рессоры), автомобильной промышленности (детали подвески, рулевого управления), судостроения (валы, детали корпусов).
• Авиационная промышленность: Изготовление деталей авиационных двигателей, шасси и других ответственных узлов.
• Нефтегазовая промышленность: Производство бурового оборудования, трубопроводной арматуры, деталей насосов и компрессоров, работающих в условиях низких температур и агрессивных сред.
• Энергетическое машиностроение: Изготовление деталей турбин, генераторов и другого оборудования электростанций.
• Химическое машиностроение: Производство оборудования для химических производств, работающего в условиях высоких давлений и агрессивных сред.

Виды металлопроката из стали 15ХГН2ТА

Сталь 15ХГН2ТА поставляется в различных видах металлопроката, что позволяет использовать ее для изготовления широкого спектра деталей и конструкций:

• Сортовой прокат: Круг, квадрат, полоса, шестигранник (для изготовления деталей методом механической обработки).
• Листовой прокат: Листы (для изготовления сварных конструкций, штампованных деталей).
• Трубный прокат: Трубы (для изготовления трубопроводов, деталей машин и механизмов).
• Поковки и штамповки: Заготовки сложной формы, изготавливаемые методом ковки или штамповки (для изготовления деталей с минимальными припусками на обработку).

ГОСТы, регламентирующие сталь 15ХГН2ТА и металлопрокат из нее

Следующие ГОСТы регламентируют требования к стали 15ХГН2ТА и металлопрокату из нее:

• ГОСТ 4543-2016: Сталь легированная конструкционная. Марки. (Основной стандарт, определяющий химический состав, механические свойства и другие требования к стали 15ХГН2ТА).
• ГОСТ 2590-2006: Прокат сортовой стальной горячекатаный круглый. Сортамент. (Определяет сортамент круглого проката).
• ГОСТ 2591-2006: Прокат сортовой стальной горячекатаный квадратный. Сортамент. (Определяет сортамент квадратного проката).
• ГОСТ 103-2006: Прокат сортовой стальной горячекатаный полосовой. Сортамент. (Определяет сортамент полосового проката).
• ГОСТ 2879-2006: Прокат сортовой стальной горячекатаный шестигранный. Сортамент. (Определяет сортамент шестигранного проката).
• ГОСТ 19903-2015: Прокат листовой горячекатаный. Сортамент. (Определяет сортамент листового проката).
• ГОСТ 8734-75: Трубы стальные бесшовные холоднодеформированные. Сортамент. (Определяет сортамент холоднодеформированных труб).
• ГОСТ 8732-78: Трубы стальные бесшовные горячедеформированные. Сортамент. (Определяет сортамент горячедеформированных труб).
• ГОСТ 8479-70: Поковки из конструкционной легированной и инструментальной стали. Общие технические условия. (Определяет требования к поковкам).

Операции в цехах, использующие сталь 15ХГН2ТА

Сталь 15ХГН2ТА используется в различных цехах металлургических и машиностроительных предприятий, где выполняются следующие операции:

• Заготовительный цех: Резка металлопроката (круг, квадрат, лист, труба) на заготовки требуемого размера. Используются различные методы резки: механическая (пиление, рубка), термическая (газовая, плазменная резка).
• Кузнечный цех: Ковка и штамповка заготовок для придания им необходимой формы.
• Механический цех: Обработка заготовок на металлорежущих станках (токарных, фрезерных, сверлильных, шлифовальных) для получения готовых деталей с высокой точностью размеров и формы.
• Термический цех: Термическая обработка (закалка, отпуск, нормализация) для улучшения механических свойств стали. Закалка обеспечивает высокую твердость и прочность, а отпуск – снятие внутренних напряжений и повышение вязкости.
• Сварочный цех: Сварка деталей и конструкций из стали 15ХГН2ТА различными методами сварки (дуговая, газовая, контактная). Важно соблюдать технологию сварки для сохранения механических свойств стали в зоне сварного соединения.
• Литейный цех: (Менее распространено, но возможно) Изготовление отливок из стали 15ХГН2ТА для деталей сложной формы.
• Цех покрытий: Нанесение защитных покрытий (цинкование, хромирование, никелирование) для повышения коррозионной стойкости деталей.
• Инструментальный цех: Изготовление и ремонт режущего инструмента (резцы, фрезы, сверла) для обработки стали 15ХГН2ТА. Хотя сама сталь 15ХГН2ТА не используется для изготовления режущего инструмента (для этого применяются инструментальные стали), она может использоваться для изготовления корпусных деталей инструментальной оснастки.
• Контрольно-измерительный цех (лаборатория): Проведение контроля качества металлопроката и готовых деталей из стали 15ХГН2ТА. Используются различные методы контроля: визуальный, измерительный, ультразвуковой, рентгеновский, магнитопорошковый.

Таким образом, сталь 15ХГН2ТА является универсальным материалом, который благодаря своим высоким характеристикам находит широкое применение в различных отраслях промышленности. Правильный выбор металлопроката, соблюдение технологии обработки и термической обработки позволяют получать надежные и долговечные детали, работающие в условиях высоких нагрузок и сложных условиях эксплуатации.