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

AlCCrCuMnMoNiPSSiVW
-≤0,154,5-6,0≤0,20≤0,500,45-0,6≤0,60≤0,030≤0,025≤0,50--

Механические свойства стали 15Х5М

Механические свойства при 20°С

Состояние поставкиСечение ,ммtисп.,°Ctотпуск,°CSt|S0,2,МПаsB,МПаd5,%d4dd10y ,%KCU, кДж/м2HBHRCHRBHVHSh
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≥588149-197    
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/дОбразец  ≥216≥392≥22   ≥50≥1180≤170    
х/д, т/дОбразец  ≥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≥980180-240    
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 поставкиСечение ,ммtисп.,°Ctотпуск,°CSt|S0,2,МПаsB,МПаd5,%d4dd10y ,%KCU, кДж/м2HBHRCHRBHVHSh
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 поставкиСечение ,ммtисп.,°Ctотпуск,°CSt|S0,2,МПаsB,МПаd5,%d4dd10y ,%KCU, кДж/м2HBHRCHRBHVHSh
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, МПаСкорость позучести, %/чТемпература испытания, °CПредел длительной прочности, МПаДлительность испытания, чТемпература отпуска, °C
1031/1000048017710000480
641/100005409810000540
691/100000480147100000480
391/10000054074100000540

 

Физические свойства стали 15Х5М

Температура испытания, °С20100200300400500600800
Модуль нормальной упругости (Е, ГПа)211   178145102 
Модуль упругости при сдвиге кручением (G, ГПа)        
Плотность (r, кг/м3)7750773077007670764076107580 
Коэффициент теплопроводности (l, Вт/(м · °С)) 3736353433  
Уд. электросопротивление (R, НОм · м)430       
Коэффициент линейного расширения (a, 10-6 1/°С) 11,311,611,912,212,312,312,5
Удельная теплоемкость (С, Дж/(кг · °С)) 483 483    

Коррозионная стойкость стали 15Х5М

СредаТемпература испытания °CСкорость коррозии, мм/годДлительность испытания, чГлубина мм/год
Вода дистиллированная300 500,033
 500 500,19
 600 500,784

Технологические параметры 15Х5М

Обрабатываемость резаньемВ горячекатаном состоянии при НВ 170 sВ=390 МПа Kn тв.спл.=2,7 Kn б.ст.=2,0.
Особенности термической обработкиТрубы 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.
СвариваемостьТрудносвариваемая. Способ сварки: РДС. Необходим подогрев и последующая термообработка.
Склонность к отпускной хрупкостиНе склонна.
Температура ковкиНачала - 1200 °C, конца - 800 °C. Сечения до 800 мм подвергаются отжигу с перекристаллизацией и одному переохлаждению.
ФлокеночувствительностьЧувствительна.

Прочая информация о 15Х5М

Температура критических точек:

Критическая точкаТемпература °C
AC1815
AC3848
AR3775
AR1818