Квадрат из конструкционной стали 15ХМ в Минске


Квадрат из конструкционной стали 15ХМ: сортовой прокат для теплотехнического оборудования

Квадрат из конструкционной стали 15ХМ — горячекатаный или кованый сортовой профиль квадратного сечения, изготовленный из низколегированной молибденсодержащей стали перлитного класса. Марка 15ХМ регламентирована ГОСТ 4543-2016 и применяется для деталей, работающих при температурах до 560–570 C под давлением. Наличие 0,8–1,1 % хрома и 0,4–0,55 % молибдена обеспечивает жаропрочность и стойкость к водородной коррозии, что отличает квадрат 15ХМ от проката из углеродистых марок 20 или 45.

Сортамент и технические параметры

Квадрат поставляется по ГОСТ 2591-2006 (горячекатаный) и ГОСТ 1133-71 (кованый). Сторона профиля — от 12 до 200 мм, длина прутков — 2–6 м, кривизна — не более 0,5 % длины. Предельные отклонения по стороне квадрата зависят от точности прокатки: для обычной точности — +0,3/0,5 мм при стороне до 50 мм, для повышенной — 0,4 мм. Твёрдость в состоянии поставки — не более 197 HB, после нормализации — 156–179 HB.

ПараметрЗначениеУсловиеМетод контроляНорматив
Предел текучести т 275 МПанормализация, 20 CрастяжениеГОСТ 4543-2016
Предел прочности в 470 МПанормализация, 20 CрастяжениеГОСТ 4543-2016
Относительное удлинение 5 21 %нормализация, 20 CрастяжениеГОСТ 4543-2016
Ударная вязкость KCU 59 Дж/см+20 Cударный изгибГОСТ 9454-78
Твёрдость156–179 HBпосле нормализацииБринелльГОСТ 9012-59
Жаропрочностьдо 570 Cдлительная эксплуатацияиспытание на ползучестьГОСТ 3248-81

Химический состав и структура

Сталь 15ХМ содержит 0,11–0,18 % углерода, 0,8–1,1 % хрома, 0,4–0,55 % молибдена, 0,17–0,37 % кремния и 0,4–0,7 % марганца. Молибден повышает температуру рекристаллизации и подавляет отпускную хрупкость, хром увеличивает окалиностойкость. После нормализации при 900–920 C структура — феррит и перлит; после закалки с 900–920 C в масле и высокого отпуска при 650–700 C формируется сорбит, обеспечивающий сочетание прочности и пластичности. Сера и фосфор — не более 0,025 % и 0,030 % соответственно.

Технологические свойства

  • Температура ковки — 1200–850 C, охлаждение после ковки — замедленное (в термосе или печи).
  • Свариваемость — ограниченно свариваемая; требуется подогрев до 200–250 C и последующая термообработка.
  • Обрабатываемость резанием — удовлетворительная в нормализованном состоянии, твёрдость 156–179 HB.
  • Прокаливаемость — сквозная при закалке в масле для сечения до 40 мм.
  • Склонность к отпускной хрупкости — пониженная благодаря молибдену.

Области применения

Квадрат 15ХМ применяется для изготовления деталей трубопроводной арматуры, крепежа фланцевых соединений паропроводов, элементов котельных агрегатов, шпилек и гаек разъёмных соединений сосудов, работающих под давлением. В нефтепереработке из него изготавливают детали реакторов гидроочистки, в энергетике — элементы пароперегревателей и коллекторов. Квадрат также используется как заготовка для последующей механической обработки в производстве зубчатых колёс, валов и рычагов, эксплуатируемых при повышенных температурах.

Вопросы и ответы

Какая максимальная рабочая температура квадрата из стали 15ХМ?

Длительная эксплуатация допускается до 560–570 C. При более высоких температурах интенсивно развивается ползучесть, и материал теряет жаропрочные свойства.

Требуется ли термообработка квадрата 15ХМ перед механической обработкой?

В состоянии поставки прокат имеет твёрдость не более 197 HB. Для улучшения обрабатываемости рекомендуется нормализация с высоким отпуском, обеспечивающая 156–179 HB.

Чем квадрат 15ХМ отличается от квадрата из стали 20?

Сталь 15ХМ легирована хромом и молибденом, что обеспечивает жаропрочность до 570 C и стойкость к водородной коррозии. Сталь 20 сохраняет рабочие свойства лишь до 350–400 C.

Какой стандарт регламентирует сортамент квадрата 15ХМ?

Горячекатаный квадрат — ГОСТ 2591-2006, кованый — ГОСТ 1133-71. Марка стали и механические свойства — ГОСТ 4543-2016.