Металлические заготовки 15ХМ: трубная и круговая заготовка из хромомолибденовой стали
Металлические заготовки 15ХМ — это полуфабрикаты из теплоустойчивой низколегированной стали перлитного класса, поставляемые в виде непрерывнолитой и кованой заготовки, трубной заготовки, круга горячекатаного и поковок. Сталь 15ХМ содержит 0,11–0,18 % углерода, 0,4–0,7 % хрома и 0,4–0,55 % молибдена; марганец и кремний — в пределах 0,25–0,5 % и 0,17–0,37 % соответственно. Такое легирование обеспечивает устойчивость против ползучести при длительной работе под нагрузкой в интервале 450–560 C и жаропрочность в паропроводах высокого давления.
Сортамент и способы производства
Заготовки 15ХМ выпускают по ГОСТ 4543, ГОСТ 20072, ГОСТ 5520 и ТУ металлургических комбинатов. Непрерывнолитая заготовка сечением 150 150 — 300 400 мм идёт на перекат в сортовой прокат и трубы; кованая заготовка для ответственных деталей проходит ультразвуковой контроль сплошности по ГОСТ 24507. Трубная заготовка служит исходным материалом для горячедеформированных и холоднодеформированных труб котельных и паропроводных систем.
- Круг горячекатаный 20–250 мм, термообработанный (нормализация + высокий отпуск)
- Трубная заготовка 90–350 мм под прошивку на ТПА
- Непрерывнолитая заготовка 150 150 — 300 400 мм
- Поковки по ГОСТ 8479 с последующей нормализацией
- Полоса и подкат для штамповки фланцев и крепежа
Механические свойства после термообработки
Нормализация при 900–930 C с отпуском 620–680 C формирует феррито-перлитную структуру с равномерным распределением карбидов. Показатели сохраняются после длительной эксплуатации благодаря молибдену, тормозящему коагуляцию карбидной фазы. Заготовки проходят контроль макро- и микроструктуры, обезуглероженного слоя и твёрдости по Бринеллю.
| Показатель | Сечение, мм | в, МПа | 0,2, МПа | 5, % |
|---|---|---|---|---|
| Круг горячекатаный | до 80 | 450 | 245 | 21 |
| Круг горячекатаный | 80–160 | 430 | 235 | 19 |
| Трубная заготовка | 90–250 | 440 | 235 | 21 |
| Поковка | до 300 | 410 | 225 | 18 |
| Ударная вязкость KCU | — | 39 Дж/см | при +20 C | — |
Области применения
Заготовки 15ХМ применяют в котлостроении, нефтегазопереработке и энергетике. Из них изготавливают трубы пароперегревателей, коллекторы, гибы и тройники паропроводов, корпуса арматуры, фланцы, шпильки и детали крепежа, работающие при температуре до 560 C. В нефтехимии заготовка идёт на корпуса реакторов гидроочистки, теплообменники и технологические трубопроводы установок каталитического риформинга.
- Паропроводы и коллекторы ТЭЦ и ГРЭС с параметрами пара 9,8–13,8 МПа
- Трубы поверхностей нагрева котлов по ГОСТ 5520
- Корпусные детали арматуры и фланцевые соединения
- Крепёж горячего тракта турбин и энергооборудования
- Аппараты нефтепереработки и установок гидроочистки
Технологические особенности обработки
Сталь 15ХМ обладает ограниченной свариваемостью: перед сваркой заготовки подогревают до 200–250 C, после сварки выполняют высокий отпуск 680–720 C для снятия остаточных напряжений. Обрабатываемость резанием удовлетворительная в термообработанном состоянии. При гибке труб требуется учёт склонности к деформационному старению, поэтому заготовку поставляют с нормированным содержанием азота и алюминия.
Вопросы и ответы
Какая максимальная рабочая температура заготовок 15ХМ?
Длительная эксплуатация допускается до 560 C; при более высоких температурах интенсивно развивается ползучесть и требуется переход на стали марок 12Х1МФ или 15Х1М1Ф.
Какой термообработке подвергают заготовки 15ХМ?
Применяют нормализацию при 900–930 C с последующим высоким отпуском 620–680 C, что обеспечивает феррито-перлитную структуру и требуемый комплекс механических свойств.
Нужен ли подогрев при сварке заготовок 15ХМ?
Да, сварку выполняют с предварительным подогревом до 200–250 C и последующей термообработкой — высоким отпуском 680–720 C для предотвращения холодных трещин.
По каким стандартам поставляют заготовки 15ХМ?
Сортовой прокат и поковки — по ГОСТ 4543 и ГОСТ 8479, трубная заготовка и трубы — по ГОСТ 5520 и ГОСТ 20072, непрерывнолитая заготовка — по ТУ производителя.
