Металлические заготовки из стали 15: конструкционные сортовые полуфабрикаты для машиностроения
Металлические заготовки из стали 15 — это сортовой и профильный прокат из низкоуглеродистой качественной конструкционной стали, поставляемый в виде круга, квадрата, полосы, шестигранника и поковок. Сталь 15 относится к группе низкоуглеродистых (массовая доля углерода — 0,12–0,19 %), не легирована, содержит марганец 0,35–0,65 % и кремний 0,17–0,37 %. Материал отличается высокой пластичностью, хорошей свариваемостью без предварительного подогрева и склонностью к цементации, что определяет его применение в качестве заготовок для последующей механической обработки и холодной штамповки.
Сортамент и способы поставки
Заготовки из стали 15 выпускают по ГОСТ 1050 (калиброванный и горячекатаный сортовой прокат), ГОСТ 2590 (круг), ГОСТ 2591 (квадрат), ГОСТ 2879 (шестигранник), ГОСТ 1133 (кованые заготовки). Точность прокатки — обычная, повышенная и высокая; калиброванный прокат группы В поставляется с полем допуска h11 и h12. Термическое состояние — без термообработки, нормализация или отжиг.
- Круг горячекатаный — диаметр 5–270 мм, длина 2–6 м
- Круг калиброванный — диаметр 3–100 мм, точность h11/h12
- Квадрат — сторона 6–200 мм, ГОСТ 2591
- Шестигранник — размер «под ключ» 8–100 мм, ГОСТ 2879
- Полоса горячекатаная — 12 40–60 200 мм
- Поковки и штамповки — по чертежам заказчика, ГОСТ 8479
Механические свойства и режимы обработки
В нормализованном состоянии сталь 15 обеспечивает предел прочности 372–412 МПа, предел текучести — не менее 225 МПа, относительное удлинение — 27 %, твёрдость — 121–163 HB. Ударная вязкость KCU при +20 C — не менее 88 Дж/см. Материал хорошо обрабатывается резанием в отожжённом состоянии, деформируется в холодном виде (гибка, высадка, вытяжка) и допускает цементацию на глубину 0,5–1,5 мм с последующей закалкой поверхностного слоя до 56–62 HRC при вязкой сердцевине.
| Параметр | Значение | Состояние | Стандарт | Применение |
|---|---|---|---|---|
| Предел прочности | 372–412 МПа | нормализация | ГОСТ 1050 | оси, валики |
| Предел текучести | 225 МПа | нормализация | ГОСТ 1050 | крепёж |
| Относительное удлинение | 27 % | нормализация | ГОСТ 1050 | штамповка |
| Твёрдость | 121–163 HB | отжиг | ГОСТ 1050 | мехобработка |
| Ударная вязкость KCU | 88 Дж/см | +20 C | ГОСТ 9454 | детали машин |
Технологические операции и оборудование
Заготовки из стали 15 применяют на токарных и фрезерных обрабатывающих центрах, в холодноштамповочных прессах, на гибочных и высадочных автоматах. Низкое содержание углерода исключает образование закалочных трещин при сварке, поэтому заготовки используют в сварных конструкциях без термоподготовки. Цементация проводится в защитных атмосферах печей непрерывного действия или в шахтных печах при 900–930 C.
Области применения
- Крепёжные изделия — болты, шпильки, гайки, винты неответственного назначения
- Детали автомобилестроения — втулки, пальцы, кронштейны, тяги
- Сельхозмашиностроение — оси, валы, соединительные муфты
- Трубопроводная арматура — фланцы, штуцеры, переходники
- Металлоконструкции — сварные узлы, анкеры, закладные детали
- Цементуемые детали — шестерни, втулки скольжения, кулачки
Вопросы и ответы
Чем сталь 15 отличается от стали 20?
Сталь 15 содержит 0,12–0,19 % углерода против 0,17–0,24 % у стали 20, поэтому обладает более высокой пластичностью и лучшей штампуемостью, но уступает по прочности после нормализации.
Допускается ли сварка заготовок из стали 15 без подогрева?
Да, низкое содержание углерода обеспечивает хорошую свариваемость всеми видами сварки без предварительного и сопутствующего подогрева; ограничение — толщина свыше 30 мм требует технологических мер против холодных трещин.
Какая твёрдость достигается после цементации?
Поверхностный слой после цементации на глубину 0,5–1,5 мм и закалки достигает 56–62 HRC при сохранении вязкой сердцевины 121–163 HB.
Поставляется ли сталь 15 в калиброванном виде?
Да, калиброванный прокат группы В по ГОСТ 1050 выпускается с полем допуска h11 и h12, что позволяет использовать заготовки без предварительной обточки под автоматную обработку.
