Сталь 15 хм расшифровка

Обновлено: 22.01.2025

На данной страничке приведены технические, механические и остальные свойства, а также характеристики стали марки 15ХМ.

15ХМ - классификация и применение марки

Классификация материала: Сталь жаропрочная низколегированная

Дополнительные сведения о материале: Сталь хромомолибденовая

Применение: Сортовые заготовки, поковки, трубы для перегревателей, паропроводов, коллекторов, фланцы, длительно работающие при температурах до 500 град.

15ХМ - химический состав материала в процентном соотношении

15ХМ - механические свойства при температуре 20°

15ХМ - технологические свойства

15ХМ - зарубежные аналоги

15ХМ - pасшифровка обозначений, сокращений, параметров материала

Механические свойства :
s _в	- Предел кратковременной прочности , [МПа]
s _T	- Предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), [МПа]
d ₅	- Относительное удлинение при разрыве , [ % ]
y	- Относительное сужение , [ % ]
KCU	- Ударная вязкость , [ кДж / м 2 ]
HB	- Твердость по Бринеллю , [МПа]

Физические свойства :
T	- Температура, при которой получены данные свойства , [Град]
E	- Модуль упругости первого рода , [МПа]
a	- Коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20 o - T ) , [1/Град]
l	- Коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала) , [Вт/(м·град)]
r	- Плотность материала , [кг/м 3 ]
C	- Удельная теплоемкость материала (диапазон 20 o - T ), [Дж/(кг·град)]
R	- Удельное электросопротивление, [Ом·м]

Свариваемость :
без ограничений	- сварка производится без подогрева и без последующей термообработки
ограниченно свариваемая	- сварка возможна при подогреве до 100-120 град. и последующей термообработке
трудносвариваемая	- для получения качественных сварных соединений требуются дополнительные операции: подогрев до 200-300 град. при сварке, термообработка после сварки - отжиг

Внимание! Вся приведённая информация о 15ХМ носит ознакомительный характер. Все интересующие Вас характеристики необходимо уточнять у специалистов.

12Х1МФ (12ХМФ) Для труб пароперегревателей, трубопроводов и коллекторных установок высокого давления- поковок для паровых котлов и паропроводов- деталей цилиндров газовых турбин- для изготовления деталей, работающих при температуре 540-580 °С.

12МХ Для труб пароперегревателей, трубопроводов и коллекторных установок высокого давления- поковок для паровых котлов и паропроводов- деталей цилиндров газовых турбин- в качестве основного слоя при изготовлении горячекатаных двухслойных коррозионностойких листов.

12Х2МФСР пароперегревательные и пароводные трубы, длительно работающие при температурах до 620 град.

12ХМ сортовые заготовки, поковки, котельные трубы для длительной службы при температурах до 500 град.

15Х1М1Ф трубы пароперегревателей, паропроводов и коллекторов установок высокого давления, длительно работающих при температурах до 585 град.

12Х2МФБ трубы котельных установок, длительно работающие при температурах до 570 град.

15Х2М2ФБС поковки диафрагм, трубы и другие детали, работающие при температуре пара перед турбиной 565-580 град.

15Х5ВФ (Х5ВФ) Корпуса и внутренние элементы аппаратов нефтезаводов и крекинговых труб, детали насосов и другие детали, длительно работающие при температурах до 600 °С.

15Х5 (Х5) Трубы, детали насосов, лопатки турбомашин, подвески котлов-

15Х6СЮ (Х6СЮ ЭИ428) детали котельных установок, трубы- сталь жаростойкая

15Х5М (Х5М) Трубы, задвижки, крепеж и другие детали, от которых требуется сопротивляемость окислению при температуре до 600—650 °С.-

16ГНМ барабаны паровых котлов с рабочей температурой до 425 град.

15ХМФКР поковки турбинных деталей, работающие при температуре 580-600 град.- трубы паропроводные, коллекторные, пароперегревательные

Применение стали 15ХМ и ее обработка

Сталь 15ХМ – востребованный материал, который активно используют в строительной и промышленной сферах для изготовления различных деталей и профилей. Стоит подробнее рассмотреть особенности сырья, способы его применения и обработки.

Состав и расшифровка

Сталь 15ХМ – материал высокой прочности, который состоит из нескольких химических элементов. Определить состав нетрудно:

углерод – от 0,11 до 0,18%;
кремний – от 0,17 до 0,37%;
медь – до 0,3%;
молибден – до 0,55%;
никель – до 0,3%;
фосфор – до 0,035%;
хром – от 0,8 до 1,1%;
сера – до 0,035%.

Химический состав из общего описания стали меняется в зависимости от договоренности производителя с поставщиком, однако процентное содержание некоторых элементов остается неизменным.

Массовую долю маркированного металла регулирует ГОСТ 4543-2016.

Характеристики и свойства

Стали марки 15ХМ обладают повышенной прочностью и устойчивостью к высоким температурам. Помимо химического состава, технические свойства металла также прописаны в ГОСТ 4543-2016.

Максимальная температура ковки – достигает в самом начале 1260 градусов по Цельсию, постепенно опускается до 750 градусов. При ковке стали толщиной до 200 мм охлаждение происходит на воздухе. В остальных случаях материал подвергают низкотемпературному отжигу.
Резка. Обработка резанием возможна как в нормализованном, так и в отпущенном состоянии. Коэффициент обрабатываемости стали при идеальных параметрах составляет 1,6 или 1,4.
Отпускная способность. Сталь 15ХМ не склонна к отпускной способности.
Флокеночувствительность. Материал сильно чувствителен к флокену даже при комнатной температуре.

Каждая сталь характеризуется критическими точками, при достижении которых меняются характеристики и состояние материала, а также происходит изменение структуры и твердости. Основные точки 15ХМ сведены в таблицу:

Наименование критической точки

Максимальная температура, градусы Цельсия

Помимо технических, химических параметров и устойчивости, марка 15ХМ также характеризуется физическими свойствами. Основные перечислены в таблице.

Стандартная температура проводимых исследований, градусы Цельсия

Модуль упругости маркированной стали, ГПа

Плотность материала, кг/см3

Показатель проводимости тепла, Вт/ (м*°С)

Температура проведения проводимых исследований, от 20 до…, градусы Цельсия

Показатель линейного расширения (10-6/С)

Удельная теплоемкость стали 15ХМ, вне зависимости от условий испытания, составляет 487 Дж/ (кг*°С). У каждого параметра есть свое буквенное обозначение, которое можно уточнить на последней странице ГОСТ.

Отдельного внимания заслуживает пункт о механических характеристиках материала, который подвергся воздействию высоких температур.

Температура испытания, градусы Цельсия

δ5, в процентном соотношении

ψ, в процентном соотношении

Аналоги

Сталь 15ХМ отличается высокими эксплуатационными характеристиками, но у материала есть аналоги, которые при необходимости можно использовать вместо основного металла. К таким аналогам относят:

сталь 12ХМ;
сталь 12Х2МФСР;
сталь 12Х2МФБ;
сталь 15ХМ5М;
сталь 16ГНМ.

И это далеко не полный перечень возможных аналогов стали 15ХМ. Все они обладают схожими свойствами, поэтому применимы одновременно с данной маркой.

Применение

Сталь 15ХМ используют в промышленной и строительной сферах при возведении конструкций из металла. С помощью данного материала изготавливают:

трубы паропроводов и пароперегревателей, которые работают в условиях высоких температур – от 500 до 550 градусов по Цельсию;
трубные решетки;
элементы нефтеперерабатывающего машиностроения, способные работать при температурах от -40 до +560 градусов.

Плюсом стали является теплоустойчивость, что позволяет добиваться надежной эксплуатации запущенных объектов.

Сварка и термообработка

Прежде чем говорить о свариваемости стали 15ХМ, стоит уточнить основные варианты.

Без ограничений. В этом случае приварить сталь можно без обязательного подогрева и следующей за ним термообработки.
Ограниченно свариваемая. Сваривать элементы можно после нагрева их до 100–120 градусов и термической обработки. При неполной закалке происходят сильные деформации, образуется хрупкая структура.
Трудносвариваемая. Когда производится сварка, сталь нагревают до 200–300 градусов по Цельсию с последующим отжигом по стандартному режиму. Путем такого подхода устраняют ненужные деформации

У стали 15ХМ нет ограничений по свариваемости. Использование данного материала позволяет задействовать способы РДС и АДС под газовой защитой для получения надежного результата. Также применим метод сварки КТС. Проводят работы с предварительным прогревом марки и последующей термообработкой. Металл маркировки 15ХМ толщиной до 3 мм отлично поддается сварке, элементы соединяются встык в один проход и не требуют дополнительного раздела кромок. Если толщина стали достигает 6–13 мм, то материал приваривают с помощью V-образной заделки кромок, используя многослойные швы. Механические свойства металла шва при этом должны совпадать с основными характеристиками свариваемого материала.

По окончании сварочных работ на место стыка наносят защитный слой краски, состав которой включает цинковую пыль, эпоксидную смолу и другие связующие компоненты. Дополнительно для защиты материала от коррозии его покрывают составами из алюминия и цинка, которые предотвращают окисление. Особенно актуально для стали 15ХМ использование гальванического цинкования – устройства горячей защиты от коррозии. Термообработка: нормализация при 900–920 градусах, отпуск материала происходит при 650 градусах, охлаждение на воздухе.

Сталь 15ХМ – надежный материал, устойчивый к высоким температурам, который можно варить без предварительной термообработки. Однако опытные мастера рекомендуют предварительно прогреть и остудить материал, чтобы повысить прочность и добиться идеальной структуры.

Все, что нужно знать о стали 15Х

Только выяснив все, что нужно знать о стали 15Х, можно правильно выбрать этот материал. Придется учесть его характеристики по ГОСТу, применение и расшифровку марки. Также надо будет изучить существующие виды поставок и аналоги.

Современная марка стали 15Х относится к числу конструкционных сплавов с хорошим уровнем легирования. По умолчанию доля углерода в ней колеблется от 0,12 до 0,18%. Среднестатистический уровень будет равен 0,15%, и именно к нему стремятся технологи. В составе этой стали есть еще от 0,17 до 0,37% кремния. Дополнительно там присутствуют:

0,4-0,7% марганца;
менее 0,04% фосфора;
менее 0,04% серы;
от 0,7 до 1% хрома;
меньше 0,11% молибдена;
до 0,3% никеля;
до 0,3% меди;
меньше 0,2% вольфрама;
до 0,05% ванадия;
до 0,03% титана;
меньше 0,012% азота.

Конструкционная легированная хромистая сталь 15Х может выпускаться согласно различным ГОСТам, в зависимости от позиции в сортаменте. Обычными примерами являются стандарты:

103, принятый в 2006 году;
8479, действующий с 1970;
1526-81;
14955 от 1977 года;
24950-81.

Точка Ar1 установлена для температуры в 702 градуса. Когда металл разогревается до 766?C, его состояние описывается как критическая позиция Ac1. При достижении температуры в 799 градусов оно будет соответствовать температурной точке Ar3, иначе называемой Arcm. Свариваемость у стали 15Х очень хороша, никаких ограничений для нее не установлено.

Образование флокенов для этого сплава также нехарактерно. В пользу материала свидетельствует и отсутствие всякой отпускной хрупкости. Твердость отожженного металла будет составлять 179 МПа. В нагартованном состоянии такая сталь продемонстрирует твердость не хуже 217 МПа. Для труб, получаемых методом холодной деформации, индекс твердости принимается равным 179 МПа, а для прутка, выработанного по горячей методике, — 156 МПа.

Характеристики отожженной и нагартованной стали установлены в ГОСТе 4543 от 1971 года. Для труб вместо него используют стандарт 8733-74, а для прутков — 10702-78. Плотность при комнатной температуре равна 7830 кг на 1 м3. При температуре кипения воды она уменьшается до 7810 кг. Как только сталь согреется до 400 градусов, ее кубический метр будет весить 7710 кг, а при достижении точки 600?C эта удельная масса снижается до 7640 кг.

Прутки из стали 15Х закаливают как в воде, так и в специальных маслах. При этом нагрев самого металла достигает 880 градусов. В другом варианте закалку проводят в тех же средах при температуре не ниже 770 и не выше 820 градусов. Отпускная процедура возможна в воздухе или в масле при 180?C.

Часть партий подвергают по согласованию с заказчиком калибровке (а иногда еще и последующей отделке), эти процедуры следуют за отжигом либо отпуском.

Дополнительно выпускают нагартованную без термической обработки сталь. Ее калибруют, в том числе с последующей специальной отделкой. Цементация проводится при 910 градусах. Потом ее закаливают, понижая температуру до 790 градусов, а отпускают металл в воде при 190 градусах. Такая обработка позволяет достичь твердости от 58 до 64 баллов по шкале HRC.

Виды поставок и аналоги

На основе стали 15Х изготавливают:

поковки;
трубы;
металлические листы;
полосы;
стандартный сортовой прокат;
фасонный металлопрокат;
стальные трубы;
узлы для соединения трубопроводов;
проволоку с низким содержанием углерода.

У российской стали 15Х есть и точные, и соответствующие только по каким-то отдельным параметрам заменители. Так, в нормативах ЕС как замену упоминают сплав 15Cr2. В США можно заказать идентичные металлы 1.7015 и 13Cr2. Но точно так же в качестве альтернативы подходят 15Cr3 и 17Cr3. Бельгийские и французские металлурги тоже используют индексы 17Cr3.

Но если в Бельгии другого варианта нет, то французский стандарт AFNOR предусматривает еще выпуск идентичной стали 523M15. В Испании основную роль играют сплавы 15Cr и 15CrA. Однако наряду с ними встречается еще и индекс ML15Cr. Британская металлургия использует для аналогов 15Х цифровые индексы: 1.7014 и 1.7016. Кроме них, существуют также условные обозначения:

Чешский стандарт предусматривает выпуск аналогов SCr415 и SCr415H. Два сплава-заменителя можно закупить в ФРГ, с теми же индексами, что и в Чехии. В КНР предлагают всего один вариант — 15Ch.

Много вариантов такой стали производят в Японии:

Но абсолютное лидерство по разнообразию индексов уверенно держит южнокорейская металлургия. Там этот сплав поставляют под цифровыми обозначениями 5015 и 5115. Наряду с ними встречается маркировка:

На базе стали 15Х заказывают втулки, пальцы и валики. Из этого сплава могут быть сделаны шестеренки, толкатели и прочие подлежащие цементации детали. Важное условие — вся продукция должна иметь достаточно высокую твердость поверхности. При этом требований к прочности средней части почти не выдвигается, и она даже может быть относительно мягка.

Такой сплав подходит для деталей и элементов, которые интенсивно изнашиваются из-за трения.

Особенности сталей 12ХМ

12ХМ – это перелитый сплав, принадлежащий к жароустойчивым и низкоколлегированным сталям. Относят его к классу чёрных металлов. Использовать этот вид можно при очень больших температурах. Он очень прочный, поэтому применяется для создания тяжёлых сварных конструкций.

Расшифровка стали 12ХМ: Ф – содержание ванадия около 1%, Х12 – хрома в ней около 2%, молибдена меньше, чем 1%.

Существует несколько ГОСТов у данных сплавов. Рассмотрим два основных из них.

По ГОСТу 5520-79 происходит изготовление скрапп-процессом, а массовая доля меди не должна превышать 0,3%.
ГОСТ 19903-74 листы сплава подразумевают металлическую плоскую заготовку. Использование в различных сферах не ограничивается. Встречается этот материал в автомобилестроении, химической промышленности, кораблестроении.

По ТУ 108.1263-84 выплавка происходит в электродуговой или мартеновской печи. Также разрешено применять обработку УВРВ. По дополнительной информации для листов сечением 30–160 миллиметров нагрев происходит до температуры 950 градусов, при отпуске – до 680 градусов.

Есть разные марки листов сплава:

низколегированные: 09Г2С, 14ХГС, 17ГС, 16ГС, 10Г2С1, 17Г1С;
углеродистые: 15К, 16К, 17К, 18К, 20К, 22К;
легированные: 10Х2М, 12ХМ, 12Х1МФ.

Особенности производства

Так как сталь 12ХМ жаропрочная, то она проходит термообработку. Изделия, изготовленные из неё, нуждаются в подогревании. Эти действия помогают предотвратить случаи появления холодных трещин в области, где находятся швы. Конкретные вещества, добавленные в сплав, позволяют получить необходимые свойства.

Только при значении температуры в 900 градусов сплав закаляют на воздухе либо в масле приблизительно 3 часа, затем идёт остывание на открытом пространстве – для арматуры трубопроводов. Срок выдержки напрямую меняется от массы полученного элемента. Данный материал считают хорошим, чтобы производить листы толщиной от 5 до 42 мм. Ещё его используют для поковок на детали. Учитывая это условие, применяется выдержка уже при другой температуре, которая достигает не более 980 градусов, а после происходит охлаждение на воздухе. Этот способ пригоден не только для паровых котлов, но также для бесшовных труб.

Плюсы и минусы

Плюсом этого материала является то, что после долговременного срока эксплуатации характеристики не изменяются. Также из-за содержания хрома он устойчив к коррозии (это высокие температуры). Помимо этого, продукт имеет низкую стоимость из-за того, что компоненты, входящие в него, доступны.

Перейдём к минусам: возникает питтинговая коррозия, если металл часто контактирует с кислотами и солями. Если сплав используется в пилах, фрезах, ножах для обработки древесины, то при применении их не по назначению лезвие может затупиться.

А при неправильном уходе их поверхность может заржаветь.

Все характеристики соответствуют ГОСТу 5520-79. Основу сплава (не менее 98%) составляет железо. Также там содержатся следующие составляющие:

ванадий – является компонентом, создающим плотную, крепкую и ровную структуру;
вольфрам – вещество, влияющее на твёрдость и прочность;
хром – способствует повышению износостойкости, придаёт твёрдость и понижает пластичность материала;
алюминий – повышает стойкость;
никель – с его помощью сплав имеет большую коррозийную вязкость.

Также в этом материале есть марганец, молибден, углерод, сера, медь и фосфор.

Электросопротивление колеблется от 230 до 1130 ОМ (в зависимости от того, каким способом совершалась обработка). А плотность сплава составляет около 7700 кг/м3, что является надёжным показателем.

Термообработку и нагрев очень нужно применять до начала сварочного процесса. Различают 2 вида сварки: аргонодуговая (АДС) и ручная дуговая (РДС).

Свариваемость металла считается удовлетворительной, так как он легко поддаётся неразъемному соединению.

В сплаве марки 12ХМ отсутствуют элементы из ванадия. Общепринятая толщина продукции варьируется от 2 до 160 мм.

12ХМ обладает антикоррозионными свойствами, высокой надёжностью и износостойкостью, а также способностью к сопротивлению неблагоприятным средам.

Рассмотрим свойства сплава.

Физико-механические

Эта сталь является теплоустойчивой, хорошо наплавляется и сваривается, что очень удобно. Но при этом необходимы тщательный прогрев и дальнейшая термообработка.

В обработанном состоянии твёрдость металла составляет около 138 НВ. Это условие влияет на возможность осуществления механических действий.

Химические

Прочностные показатели отличные, так как в металле есть маленькая доза углерода. Введённый молибден, который сочетают с никелем и хромом, создаёт эффект мелкого зерна, а также гарантирует свойства жаростойкости, красностойкости. Стоимость сплава довольно высока из-за присутствия в нём ферромолибдена.

Ещё благодаря этому веществу растворимость водорода уменьшается, вследствие чего он равномерно распределяется.

В продаже можно встретить большой выбор похожих на сталь 12ХМ сплавов. Приведем их список:

Япония: STPA22, STBA20;
Великобритания: 15CrMo4-5, 620-44, 1501-620;
КНР: 12CrMoG, 12CrMo;
Франция: 15CD4.5, 15CD3.5;
Южная Корея: STHA22, SFVAF12;
США: A387Cr, A182, K12062, K11562;
Евросоюз: 13CrMo4-5.

Этот материал имеет обширное применение. Элементы, изготовленные из него, предназначены для эксплуатации в условиях значительных нагрузок и экстремально высоких температур. Самыми основными считаются:

трубопроводные крепления;
паровые котлы;
арматура для труб;
пароперегревательные трубы;
коллекторы ВД;
трубы для высокого давления.

Ещё этот сплав стали применяют в изготовлении деталей для атомных станций.

Советы по уходу

Чтобы сплав не изменился, то нужно избегать контактов с кислотами или щёлочью. Если появляется ржавчина, то её убрать поможет баллистол или раствор с азотной кислотой. Ещё можно использовать химическую обработку, которая уберёт следы ржавчины с поверхностного слоя.

Для того чтобы избавиться от краски, используют спирт. Не применяйте хлор и любые вещества, которые его содержат, так как они негативно повлияют на сплав. Сталь советуют держать в сухом помещении.

Сплав 15Х — расшифровка, хим. состав

15Х — металлический сплав, основу которого составляет железо (Fe), его содержание в 15Х должно быть не менее 97.2%. Обязательно в сплаве 15Х присутствуют хром, марганец, кремний, углерод. Допустимое количество примесей определено в таблице химического состава. ГОСТ 4543 - 71.

Химический состав сплава 15Х

Хим. элемент	% содержания
Железо (Fe)	от 97.2
Хром (Cr)	0.7 — 1
Марганец (Mn)	0.4 — 0.7
Кремний (Si)	0.17 — 0.3
Углерод (C)	0.12 — 0.1
Медь (Cu)	до 0.3
Никель (Ni)	до 0.3
Фосфор (P)	до 0.035
Сера (S)	до 0.035

Механические свойства сплава

Сортамент	Размер	Напр.	s _в	s _T	d ₅	y	KCU	Термообр.
-	мм	-	МПа	МПа	%	%	кДж / м 2	-
Трубы холоднодеформир., ГОСТ 8733-74	412	19
Пруток, ГОСТ 4543-71	Ø 15	690	490	12	45	690	Закалка 880 o C, вода, Закалка 770 - 820 o C, вода, Отпуск 180 o C, воздух,
Поковки	до 100	390	195	26	55	590	Нормализация
Поковки	100 - 300	390	195	23	50	540	Нормализация

Физические свойства сплава

T	E 10 - 5	a 10 6	l	r	C	R 10 9
Град	МПа	1/Град	Вт/(м·град)	кг/м 3	Дж/(кг·град)	Ом·м
20	2.15	44	7830
100	2.12	10.2	44	7810	496
200	1.94	11.5	43	7780	508
300	1.91	12.4	41	525
400	1.79	13	39	7710	538
500	1.7	13.5	36	567
600	1.62	14	33	7640	588
700	1.42	32	626
800	1.32	32	706
T	E 10 - 5	a 10 6	l	r	C	R 10 9

Осуществляем прием смежных изделий и материалов:

по цене 400 руб. за 1 кг по цене 400 руб. за 1 кг по цене 350 руб. за 1 кг по цене 250 руб. за 1 кг по цене 70 руб. за 1 кг по цене 500 руб. за 1 кг

Другие сплавы из категории Сталь конструкционная легированная

Читайте также: