Круг 15Х5М

Применение стали 15Х5М

Сталь 15Х5М применяется для изготовления корпусов и внутренних элементов аппаратуры нефтеперерабатывающих заводов и крекинговых труб, деталей насосов, задвижек, спецкрепежа, труб и других деталей, от которых требуется сопротивляемость окислению при температуре до +600 °С, деталей трубопроводов и трубопроводной арматуры (закалка на воздухе + отпуск при 400 °С, охлаждение на воздухе), печных и коммуникационных труб, применяемых в энергомашиностроении и тепловых сетях.Примечание Сталь мартенситного класса.
Температура интенсивного окалинообразования +650 °С.

ГОСТы и ТУ на сталь 15Х5М

ГОСТ1133-71 "Сталь кованая круглая и квадратная. Сортамент";
ГОСТ4405-75 "Полосы горячекатаные и кованые из инструментальной стали. Сортамент.";
ГОСТ14955-77 "Сталь качественная круглая со специальной отделкой поверхности. Технические условия.";
ГОСТ2590-2006 "Прокат сортовой стальной горячекатаный круглый. Сортамент.";
ГОСТ2591-2006 "Прокат сортовой стальной горячекатаный квадратный. Сортамент.";
ГОСТ7417-75 "Сталь калиброванная круглая. Сортамент.";
ГОСТ4405-75 "Полосы горячекатаные и кованые из инструментальной стали. Сортамент.";
ГОСТ8559-75 "Сталь калиброванная квадратная. Сортамент.";
ГОСТ8560-78 "Прокат калиброванный шестигранный. Сортамент.";
ГОСТ1133-71 "Сталь кованая круглая и квадратная. Сортамент.";
ГОСТ103-2006 "Прокат сортовой стальной горячекатаный полосовой. Сортамент.";
ТУ14-11-245-88 "Профили стальные фасонные высокой точности. Технические условия.";

Химический состав стали 15Х5М

Al	C	Cr	Cu	Mn	Mo	Ni	P	S	Si	V	W
-	≤0,15	4,5-6,0	≤0,20	≤0,50	0,45-0,6	≤0,60	≤0,030	≤0,025	≤0,50	-	-

Механические свойства стали 15Х5М

Механические свойства при 20°С

Состояние поставки	Сечение ,мм	S_t\|S_0,2,МПа	s_B,МПа	d₅,%	y ,%	KCU, кДж/м²	HB
Заготовки деталей трубопроводной арматуры. Закалка на воздухе от 950-970 °C (выдержка 2,5-4,5 ч в зависимости от толщины и массы заготовки) + Отпуск при 750-770 °C, охлаждение в печи до 400 °C и далее на воздухе
	≤200	≥294	≥490	≥18	≥40	≥588	149-197
Листовой горячекатаный (4,0-50,0 мм) и холоднокатаный (4,0-5,0 мм) прокат по ГОСТ 7350-77. Отжиг при 840 - 870 °C, охлаждение на воздухе
		≥235	≥470	≥18
Сортовой прокат. Отжиг при 840-860 °С, охлаждение с печью
	≤90	≥215	≥390	≥22	≥50	≥1176
Трубы бесшовные термообработанные в состоянии поставки по ГОСТ 550-75
г/д	Образец	≥216	≥392	≥22	≥50	≥1180	≤170
х/д, т/д	Образец	≥216	≥392	≥22			≤170
Трубы горячедеформированные в состоянии поставки (в сечении указана толщина стенки)
	2,0-25,0	≥216	≥392	≥22	≥50	≥1158	≤170
Трубы горячедеформированные. Нормализация + Отпуск (в сечении указана толщина стенки)
	2,0-25,0	≥412	≥588	≥16	≥65	≥961	≤235
Трубы печные и коммуникационные в состоянии поставки по ТУ 14-3-457-76 (ударная вязкость указана для труб с толщиной стенки ≥ 12 мм и определяется на продольных образцах)
	Образец	≥412	≥588	≥16	≥65	≥980	180-240
Трубы центробежнолитые термообработанные в состоянии поставки по ТУ 14-3Р-115-2010. Нормализация: загрузка в печь при ≤ 350 °C, подъем температуры до 690-720 °C со скоростью ≤ 150 °C/ч (выдержка 4 ч), подъем температуры до 950-980 со скоростью ≤ 100 °C/ч (выдержка 2 мин/1 мм толщины стенки), охлаждение до ≤ 100 °C обдувом вентилятором на выдвинутом поду печи или вне пода, далее охлаждение на воздухе + Отпуск: загрузка в печь при ≤ 350 °C, подъем температуры до 705-735 °C со скоростью 100 °C/ч (выдержка 4 ч), охлаждение на воздухе
	Образец	≥412	≥588	≥19	≥35	≥961	≤220

Механические свойства в зависимости от температуры отпуска

Состояние поставки	t_отпуск,°C	S_t\|S_0,2,МПа	s_B,МПа	d₅,%	y ,%	HRC
Сортовой прокат (образец). Закалка на воздухе с 900 °С + Отпуск, охлаждение на воздухе
	200	≥990	≥1260	≥16	≥63	≥35
	400	≥1010	≥1220	≥18	≥64	≥35
	450	≥1020	≥1230	≥20	≥65	≥37
	500	≥1120	≥1250	≥16	≥64	≥35
	550	≥760	≥850	≥19	≥73	≥20

Механические свойства при повышенных температурах

Состояние поставки	t_исп.,°C	S_t\|S_0,2,МПа	s_B,МПа	d₅,%	y ,%
Образцы из труб с толщиной стенки 10-12 мм. Нормализация + Отпуск
	20	≥485	≥640	≥18	≥78
	400	≥430	≥510	≥12	≥75
	450	≥385	≥480	≥15	≥76
	500	≥350	≥430	≥18	≥82
	600	≥170	≥310	≥21	≥91
Поковки диаметром 280 мм. Нормализация при 1000 °С, охлаждение на воздухе + Отпуск при 700 °С, охлаждение на воздухе
	20	≥660	≥800	≥16	≥50
	200	≥580	≥680	≥15	≥68
	300	≥550	≥670	≥15	≥65
	400	≥530	≥630	≥14	≥64
	450	≥520	≥620	≥16	≥70
	50	≥465	≥550	≥19	≥75
	550	≥390	≥500	≥22	≥82
	600	≥300	≥415	≥22	≥84

Механические свойства при испытании на длительную прочность

Предел ползучести, МПа	Скорость позучести, %/ч	Температура испытания, °C	Предел длительной прочности, МПа	Длительность испытания, ч	Температура отпуска, °C
103	1/10000	480	177	10000	480
64	1/10000	540	98	10000	540
69	1/100000	480	147	100000	480
39	1/100000	540	74	100000	540

Физические свойства стали 15Х5М

Температура испытания, °С	20	100	200	300	400	500	600	800
Модуль нормальной упругости (Е, ГПа)	211				178	145	102
Модуль упругости при сдвиге кручением (G, ГПа)
Плотность (r, кг/м³)	7750	7730	7700	7670	7640	7610	7580
Коэффициент теплопроводности (l, Вт/(м · °С))		37	36	35	34	33
Уд. электросопротивление (R, НОм · м)	430
Коэффициент линейного расширения (a, 10-6 1/°С)		11,3	11,6	11,9	12,2	12,3	12,3	12,5
Удельная теплоемкость (С, Дж/(кг · °С))		483		483

Коррозионная стойкость стали 15Х5М

Среда	Температура испытания °C	Длительность испытания, ч	Глубина мм/год
Вода дистиллированная	300	50	0,033
	500	50	0,19
	600	50	0,784

Технологические параметры 15Х5М

Обрабатываемость резаньем	В горячекатаном состоянии при НВ 170 s_В=390 МПа K_{n тв.спл.}=2,7 K_{n б.ст.}=2,0.
Особенности термической обработки	Трубы печные и коммуникационные по ТУ 14-3-457-76 поставляются в термообработанном состоянии. Температура высокого отпуска труб после нормализации должна быть не ниже 700 °C.
Свариваемость	Трудносвариваемая. Способ сварки: РДС. Необходим подогрев и последующая термообработка.
Склонность к отпускной хрупкости	Не склонна.
Температура ковки	Начала - 1200 °C, конца - 800 °C. Сечения до 800 мм подвергаются отжигу с перекристаллизацией и одному переохлаждению.
Флокеночувствительность	Чувствительна.

Прочая информация о 15Х5М

Температура критических точек:

Критическая точка	Температура °C
AC1	815
AC3	848
AR3	775
AR1	818