Металлические заготовки 15Х5М: сортовой прокат из теплостойкой стали мартенситного класса
Металлические заготовки 15Х5М — это промежуточный и товарный сортовой прокат из теплостойкой стали мартенситного класса, легированной хромом и молибденом. Химический состав регламентируется ГОСТ 5632 и ГОСТ 20072, сортамент — ГОСТ 2590, ГОСТ 2879, ГОСТ 1133, ГОСТ 4693. Заготовки выпускают в виде непрерывнолитых блюмов, кованых и катаных прутков, а также трубной заготовки для последующей переработки в нефтегазовом, нефтехимическом и энергетическом машиностроении.
Химический состав и структура
Сталь 15Х5М содержит 4,5–6,0 % хрома и 0,45–0,60 % молибдена при углероде 0,10–0,15 %. Такое соотношение обеспечивает устойчивость против окисления в среде нефтепродуктов, сероводородсодержащих газов и перегретого пара. Структура после нормализации и высокого отпуска — сорбит отпуска с карбидами Cr23C6 и Mo2C, что даёт стабильность механических свойств при длительной работе до 600 C.
Механические свойства и режимы термообработки
Заготовки поставляют в термически обработанном состоянии с твёрдостью 170–217 HB. Предел текучести при 20 C — не менее 390 МПа, временное сопротивление — 590–780 МПа. Для снятия внутренних напряжений после ковки применяют отжиг при 840–860 C с медленным охлаждением, для окончательных свойств — закалку от 1000–1050 C в масле и отпуск при 700–750 C.
| Параметр | Значение | Условие | Стандарт | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Диаметр прутка | 20–200 мм | горячекатаный | ГОСТ 2590 | круг, квадрат |
| Предел текучести | 390 МПа | 20 C | ГОСТ 20072 | после отпуска |
| Твёрдость | 170–217 HB | поставка | ГОСТ 20072 | термообработка |
| Рабочая температура | до 600 C | длительно | — | жаростойкость |
| Ударная вязкость | 49 Дж/см | 20 C | ГОСТ 9454 | KCU |
Сортамент и виды поставки
- Прутки горячекатаные круглые 20–200 мм по ГОСТ 2590.
- Поковки и кованые заготовки по ГОСТ 1133 для крупногабаритных деталей.
- Трубная заготовка и гильзы для проката труб по ГОСТ 4693.
- Непрерывнолитые блюмы сечением 150 150 — 300 400 мм.
- Прутки калиброванные и шлифованные с полем допуска h11.
Области применения
Заготовки 15Х5М применяют для изготовления корпусов и крышек реакторов гидроочистки, змеевиков трубчатых печей, шпилек и крепежа фланцевых соединений, деталей арматуры высокого давления. В нефтепереработке из них изготавливают элементы установок каталитического риформинга, в энергетике — детали паропроводов и коллекторов. Материал устойчив в средах с сероводородом при парциальном давлении H2S до 0,1 МПа.
Технологические особенности обработки
Заготовки обладают удовлетворительной свариваемостью при подогреве до 250–300 C и последующей термообработке. Обрабатываемость резанием — пониженная, требует применения твердосплавного инструмента и режимов с охлаждением. При ковке интервал деформации — 1180–850 C, охлаждение после ковки замедленное во избежание трещин.
Вопросы и ответы
Какие стандарты регламентируют поставку заготовок 15Х5М?
Химический состав — ГОСТ 5632 и ГОСТ 20072, сортамент прутков — ГОСТ 2590 и ГОСТ 2879, поковки — ГОСТ 1133, трубная заготовка — ГОСТ 4693.
Какова максимальная рабочая температура стали 15Х5М?
Длительная эксплуатация допускается до 600 C в среде нефтепродуктов и перегретого пара; кратковременно — до 650 C без существенной потери прочности.
В каком состоянии поставляются заготовки?
В термически обработанном состоянии с твёрдостью 170–217 HB, что обеспечивает стабильную обрабатываемость резанием и прогнозируемые механические свойства.
Применяется ли 15Х5М для сварных конструкций?
Да, при подогреве 250–300 C и последующем высоком отпуске 700–750 C; сварные соединения сохраняют теплостойкость до 560–580 C.
