Профильные квадратные трубы Сталь 15 в Минске


Профильные квадратные трубы из стали 15 — конструкционные характеристики и применение

Профильные квадратные трубы из стали 15 — это холоднодеформированный или электросварной сортамент, изготовленный из низкоуглеродистой качественной конструкционной стали с содержанием углерода 0,12–0,18%. Материал относится к группе конструкционных сталей с повышенной пластичностью и хорошей свариваемостью, что определяет его использование в узлах, работающих при статических и умеренных динамических нагрузках. Трубы квадратного сечения из стали 15 поставляются по ГОСТ 8639-82 и ГОСТ 13663-86, при этом химический состав и механические свойства соответствуют ГОСТ 1050-2013.

Металлургические особенности стали 15

Сталь 15 — качественная углеродистая конструкционная сталь без легирующих добавок. Основные нормируемые параметры: содержание углерода 0,12–0,18%, марганца 0,35–0,65%, кремния 0,17–0,37%. Временное сопротивление разрыву для проката составляет 370–450 МПа, предел текучести — не менее 205 МПа, относительное удлинение — не менее 27%. Твердость после нормализации не превышает 143 HB. Материал склонен к росту зерна при перегреве, поэтому термическая обработка сварных швов требует контроля температурного режима.

В отличие от низколегированных марок типа 09Г2С, сталь 15 не имеет дополнительного упрочнения за счет микролегирования. Ее прочностные характеристики ниже, однако пластичность и ударная вязкость остаются стабильными при температурах до –20 C. Для ответственных сварных конструкций, эксплуатируемых при отрицательных температурах ниже –30 C, применение стали 15 ограничено из-за отсутствия гарантий сопротивления хрупкому разрушению.

Технологические параметры квадратных труб из стали 15

Профильные квадратные трубы из стали 15 выпускаются со стороной сечения от 15 до 300 мм и толщиной стенки от 1,0 до 12 мм. Длина мерная — 6,0 или 12,0 м, допускается немерная длина в пределах 4–12,5 м. Кривизна профиля не должна превышать 1 мм на 1 метр длины, скручивание — 1 на 1 метр. Для холоднодеформированных труб нормируется овальность и разностенность в пределах допусков ГОСТ 8639-82.

Механические свойства готовых труб зависят от способа производства. Холоднодеформированные трубы после прокатки имеют нагартованный металл с повышенным пределом текучести, но сниженным относительным удлинением. Электросварные трубы проходят калибровку и, при необходимости, термическую обработку для снятия внутренних напряжений. Для снятия наклепа применяется низкий отпуск при 600–650 C.

Сторона сечения, ммТолщина стенки, ммМасса 1 м, кгМомент инерции, смПредел текучести, МПа
402,02,338,84205
603,05,2533,4205
804,09,2993,2205
1005,014,6190,1205

Свариваемость и обрабатываемость

Сталь 15 относится к группе хорошо свариваемых материалов без ограничений по толщине. Сварка может выполняться всеми видами дуговой сварки: ручной электродами типа Э42, Э46, полуавтоматической в среде CO проволокой Св-08Г2С, аргонодуговой неплавящимся электродом. Предварительный подогрев не требуется при толщине стенки до 20 мм. Для снятия сварочных напряжений в узлах с последующей механической обработкой рекомендуется отпуск при 600–650 C.

Обрабатываемость резанием стали 15 — удовлетворительная, твердость в состоянии поставки позволяет выполнять фрезеровку, сверление и нарезание резьбы без предварительной термообработки. Материал хорошо поддается гибке в холодном состоянии при радиусе не менее 2,5 толщины стенки. Для получения мелкозернистой структуры и повышения прочностных характеристик применяется нормализация при 880–900 C с последующим охлаждением на воздухе.

Применение в промышленных конструкциях

Квадратные трубы из стали 15 используются в несущих элементах строительных металлоконструкций, где не требуется высокая прочность, но важна технологичность монтажа. Типичные области применения:

  • Каркасы производственных зданий, ангаров и складских комплексов с легким ограждением
  • Опорные стойки конвейерных линий и рольгангов в цехах машиностроительных предприятий
  • Рамы технологического оборудования, станины и порталы с умеренными нагрузками
  • Элементы ограждений, лестничных маршей и площадок обслуживания
  • Несущие конструкции сельскохозяйственной техники и оборудования для переработки продукции
  • Стойки и ригели стеллажных систем складского хранения

Для машиностроительных применений, где требуется последующая механическая обработка, трубы из стали 15 поставляются с гарантией прокаливаемости и стабильности химического состава. Материал пригоден для цианирования и цементации с последующей закалкой, что позволяет получать поверхностный слой твердостью 56–62 HRC при сохранении вязкой сердцевины.

Вопросы и ответы

Чем отличается сталь 15 от стали 20 в квадратных трубах?

Сталь 20 содержит 0,17–0,24% углерода против 0,12–0,18% в стали 15. Это обеспечивает более высокий предел текучести (245 МПа против 205 МПа), но снижает пластичность и ухудшает свариваемость. Для сварных конструкций с интенсивной гибкой предпочтительнее сталь 15.

Можно ли использовать трубы из стали 15 при отрицательных температурах?

Допустимая температура эксплуатации ограничена –20 C для статически нагруженных элементов. При температуре ниже –30 C ударная вязкость материала не гарантируется, поэтому для северных регионов следует применять низколегированные стали типа 09Г2С.

Какая термическая обработка применяется для труб из стали 15?

В состоянии поставки трубы могут быть горячекатаными или холоднодеформированными без термообработки. Для снятия наклепа после холодной деформации применяется отпуск при 600–650 C. Нормализация при 880–900 C используется для выравнивания структуры перед механической обработкой.

Какие электроды подходят для сварки квадратных труб из стали 15?

Для ручной дуговой сварки применяются электроды типа Э42 и Э46 по ГОСТ 9467-75. Для полуавтоматической сварки в среде CO используется проволока Св-08Г2С. Предварительный подогрев не требуется при толщине стенки до 20 мм.