Сталь 15ХМ применяется для изготовления втулок гусениц тракторов, различных деталей, работающих при температуре от -40 °С до +560 °С под давлением, деталей трубопроводов с закалкой в воду или на воздухе и отпуском на воздухе, трубной заготовки, предназначенной для изготовления бесшовных холоднодеформированных, теплодеформированных, горячедеформированных, в том числе горячепрессованных, и горячепрессованных редуцированных труб, предназначенных для паровых котлов и трубопроводов установок с высокими и сверхкритическими параметрами пара.Примечание Сталь качественная конструкционная хромомолибденовая.
ГОСТы и ТУ на сталь 15ХМ
ГОСТ 1133-71 "Сталь кованая круглая и квадратная. Сортамент"; ГОСТ 4543-71 "Прокат из легированной конструкционной стали. Технические условия."; ГОСТ 8479-70 "Поковки из конструкционной углеродистой и легированной стали. Общие технические условия."; ГОСТ 14955-77 "Сталь качественная круглая со специальной отделкой поверхности. Технические условия."; ГОСТ 2590-2006 "Прокат сортовой стальной горячекатаный круглый. Сортамент."; ГОСТ 2591-2006 "Прокат сортовой стальной горячекатаный квадратный. Сортамент."; ГОСТ 7417-75 "Сталь калиброванная круглая. Сортамент."; ГОСТ 8559-75 "Сталь калиброванная квадратная. Сортамент."; ГОСТ 8560-78 "Прокат калиброванный шестигранный. Сортамент."; ГОСТ 1133-71 "Сталь кованая круглая и квадратная. Сортамент."; ГОСТ 103-2006 "Прокат сортовой стальной горячекатаный полосовой. Сортамент."; ТУ 14-11-245-88 "Профили стальные фасонные высокой точности. Технические условия."; ОСТ 3-1686-90 "Заготовки из конструкционной стали для машиностроения. Общие технические условия.";
Химический состав стали 15ХМ
Al
C
Cr
Cu
Mn
Mo
Ni
P
S
Si
Ti
W
-
0,11-0,18
0,8-1,1
≤0,30
0,4-0,7
0,4-0,55
≤0,30
≤0,035
≤0,035
0,17-0,37
-
-
Механические свойства стали 15ХМ
Механические свойства при 20°С
Состояние поставки
Сечение ,мм
tисп. ,°C
tотпуск ,°C
St|S0,2 ,МПа
sB ,МПа
d5 ,%
d4
d
d10
y ,%
KCU, кДж/м2
HB
HRC
HRB
HV
HSh
Заготовки деталей трубопроводной арматуры. Закалка в воду от 910-930 °C (выдержка 2,5-4,0 ч в зависимости от толщины и массы заготовки) с последующим отпуском на воздухе
≤100
560-580
≥490
≥615
≥18
≥50
≥686
197-217
Заготовки деталей трубопроводной арматуры. Закалка на воздухе от 930-950 °C (выдержка 2,5-4,0 ч в зависимости от толщины и массы заготовки) с последующим отпуском на воздухе
≤300
620-640
≥255
≥441
≥22
≥40
≥590
143-163
Поковки для деталей стойких к МКК. Закалка на воздухе от 870-890 °C + Отпуск при 640-660 °С, охлаждение на воздухе
≤250
≥275
≥441
≥21
≥55
≥1177
Трубная заготовка + Трубы горячедеформированные (Dн=57-465 мм) по ТУ 14-3-460-2003. Нормализация при 900-930 °С + Отпуск при 700-730 °С (выдержка не менее 30 мин), охлаждение на воздухе
Поперечный образец
20-25
≥225
440-460
≥20
≥45
≥490
Продольный образец
20-25
≥235
440-640
≥21
≥50
≥590
Трубы бесшовные для паровых котлов и трубопроводов по ТУ 14-3Р-55-2001. Нормализация при 930-960 °С + Отпуск при 680-730 (выдержка не менее 0,5 ч), охлаждение на воздухе
Поперечный образец
≥225
441-637
≥20
≥45
≥490
Продольный образец
≥235
441-637
≥21
≥50
≥590
Трубы бесшовные холодно- и горячедеформированные в состоянии поставки термообработанные
Образец
≥225
≥431
≥21
Механические свойства прутка
Состояние поставки
Сечение ,мм
tисп. ,°C
tотпуск ,°C
St|S0,2 ,МПа
sB ,МПа
d5 ,%
d4
d
d10
y ,%
KCU, кДж/м2
HB
HRC
HRB
HV
HSh
Сталь калиброванная и калиброванная со специальной отделкой поверхности, горячекатаная и горячекатаная со специальной отделкой поверхности. Термообработанная (отжиг)
Образец
≤179
Механические свойства в зависимости от сечения поковки и режима термообработки
Состояние поставки
Сечение ,мм
tисп. ,°C
tотпуск ,°C
St|S0,2 ,МПа
sB ,МПа
d5 ,%
d4
d
d10
y ,%
KCU, кДж/м2
HB
HRC
HRB
HV
HSh
Поковки. Закалка + Отпуск
КП 345
100-300
≥345
≥590
≥17
≥40
≥530
174-217
КП 395
<100
≥395
≥615
≥17
≥45
≥579
187-229
КП 440
<100
≥440
≥635
≥16
≥45
≥579
197-235
КП 490
<100
≥490
≥655
≥16
≥45
≥579
212-248
Поковки. Нормализация + Отпуск
КП 195
100-300
≥195
≥390
≥23
≥50
≥530
111-156
КП 195
<100
≥195
≥390
≥26
≥55
≥579
111-156
КП 215
100-300
≥215
≥430
≥20
≥48
≥481
123-167
КП 215
<100
≥215
≥430
≥24
≥53
≥530
123-167
КП 245
100-300
≥245
≥470
≥19
≥42
≥334
143-179
КП 245
<100
≥245
≥470
≥22
≥48
≥481
143-179
КП 275
100-300
≥275
≥530
≥17
≥38
≥334
156-197
КП 275
300-500
≥275
≥530
≥15
≥32
≥285
156-197
КП 275
<100
≥275
≥530
≥20
≥40
≥432
156-197
КП 315
<100
≥315
≥570
≥17
≥38
≥383
167-207
КП 345
<100
≥345
≥590
≥18
≥45
≥579
174-217
Механические свойства в зависимости от температуры испытания
Состояние поставки
Сечение ,мм
tисп. ,°C
tотпуск ,°C
St|S0,2 ,МПа
sB ,МПа
d5 ,%
d4
d
d10
y ,%
KCU, кДж/м2
HB
HRC
HRB
HV
HSh
Трубы бесшовные для паровых котлов и трубопроводов по ТУ 14-3Р-55-2001. Нормализация при 930-960 °С + Отпуск при 680-730 (выдержка не менее 0,5 ч), охлаждение на воздухе
Образец
250
≥225
Образец
400
≥196
Образец
450
≥191
Механические свойства при повышенных температурах
Состояние поставки
Сечение ,мм
tисп. ,°C
tотпуск ,°C
St|S0,2 ,МПа
sB ,МПа
d5 ,%
d4
d
d10
y ,%
KCU, кДж/м2
HB
HRC
HRB
HV
HSh
Сортовой прокат. Нормализация при 900-920 °С, охлаждение на воздухе + Отпуск при 630-650 °С
20
≥345
≥530
≥26
≥67
350
≥220
≥500
≥22
≥67
400
≥245
≥495
≥24
≥69
450
≥245
≥480
≥22
≥74
500
≥265
≥440
≥20
≥76
520
≥265
≥410
≥20
62-82
550
≥245
≥410
≥21
≥79
600
≥240
≥305
≥22
51-77
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
78
1/10000
500
186
10000
475
132
1/1000
525
152
10000
500
54
1/10000
525
108
10000
525
44
1/10000
550
74
10000
550
167
1/1000
475
88-98
1/10000
475
500
127
100000
550
51
100000
500
118
200000
550
38
200000
Физические свойства стали 15ХМ
Температура испытания, °С
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1200
Модуль нормальной упругости (Е, ГПа)
205
Модуль упругости при сдвиге кручением (G, ГПа)
Плотность (r, кг/м3)
7850
7830
7800
7760
7730
7700
7660
Коэффициент теплопроводности (l, Вт/(м · °С))
44
41
41
39
36
34
29
29
Уд. электросопротивление (R, НОм · м)
Коэффициент линейного расширения (a, 10-6 1/°С)
12,2
13
13,3
13,7
14
14,3
14,5
13,4
11,2
12,5
Удельная теплоемкость (С, Дж/(кг · °С))
487
Технологические параметры 15ХМ
Обрабатываемость резаньем
В нормализованном и отпущенном состоянии при НВ 138 sВ=460 МПа Kn тв.спл.=1,6 Kn б.ст.=1,4.
Свариваемость
Сваривается без ограничений. Способы сварки: РДС, АДС под газовой защитой, КТС. Рекомендуется подогрев и последующая термообработка.
Склонность к отпускной хрупкости
Не склонна.
Температура ковки
Начала - 1260 °C, конца - 750 °C. Сечения до 200 мм охлаждаются на воздухе, 201-700 мм подвергаются низкотемпературному отжигу.