E-polirovka.ru


3 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

15х5м характеристика что это за сталь?

Сталь 15Х5М

Общие сведения

Вид поставки
Сортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 20072-74, ГОСТ 2590-71, ГОСТ 2591-71.

Калиброванный пруток ГОСТ 7417-75, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78.

Шлифованный пруток и серебрянка ГОСТ 7417-75.

Лист толстый ГОСТ 7350-77.

Полоса ГОСТ 103-76, ГОСТ 4405-75.

Поковки и кованые заготовки ГОСТ 1133-71.

Химический состав

Химический элемент%
Углерод (C), не более0.15
Вольфрам (W), не более0.3
Ванадий (V), не более0.05
Кремний (Si), не более0.5
Медь (Cu), не более0.20
Молибден (Mo)0.45-0.60
Марганец (Mn), не более0.5
Никель (Ni), не более0.6
Титан (Ti), не более0.03
Фосфор (P), не более0.030
Хром (Cr)4.5-6.0
Сера (S), не более0.025

Механические свойства

Термообработка, состояние поставкиСечение, ммσ0,2, МПаσB, МПаδ5, %ψ, %KCU, Дж/м 2HB
Прутки. Отжиг 840-860 °С, охлаждение с печью902153902250118
Листы горячекатаные или холоднокатаные. Отжиг 840-870 °С, воздух.2523647018
Трубы горячедеформированные, термообработанные2-252163922250118170
Трубы холодно- и теплодеформированные термообработанные2-2521639222170
Трубы горячедеформированные. Нормализация. Отпуск.2-25412588166598235

Механические свойства при повышенных температурах

t испытания, °Cσ0,2, МПаσB, МПаδ5, %ψ, %
Поковки диаметром 280 мм. Нормализация 1000 °С, воздух. Отпуск 700 °С, воздух.
206608001650
2005806801568
3005506701565
4005306301464
4505206201670
504655501975
5503905002282
6003004152284
Образцы из труб толщиной 10-12 мм. Нормализация. Отпуск.
204856401878
4004305101275
4503854801576
5003504301882
6001703102191

Механические свойства в зависимости от температуры отпуска

15х5м характеристика что это за сталь?

СТАЛЬ 15Х5М

Характеристика материала ст. 15Х5М.

Химический состав в % материала 15Х5М

C SiMn Ni S P Cr Mo W V Ti Cu
до 0.15до 0.5до 0.5до 0.6до 0.025до 0.034.5 — 60.45 — 0.6до 0.3до 0.05до 0.03до 0.2

Температура критических точек материала 15Х5М.

Ac1 = 815 , Ac3(Acm) = 848 , Ar3(Arcm) = 775 , Ar1 = 718

Механические свойства при Т=20oС материала 15Х5М .

СортаментРазмерНапр.sTd5y KCUТермообр.
мм МПаМПа % %кДж / м2
ПрутокЖ 9039021522501180Отжиг 840 — 860oC,Охлаждение печь,
Лист толстый47023518Отжиг 840 — 870oC,Охлаждение воздух,
Твердость материала 15Х5М термообработанного , HB 10 -1 = 170 МПа
Твердость материала 15Х5М горячекатанного отожженного , HB 10 -1 = 217 МПа

Физические свойства материала 15Х5М .

TE 10- 5a 10 6lrCR 10 9
ГрадМПа1/ГрадВт/(м·град)кг/м3Дж/(кг·град) Ом·м
202.117750430
10011.3377730483
20011.6367700
30011.9357670
4001.7812.2347640
5001.4512.3337610
6001.0212.57580
TE 10- 5a 10 6lrCR 10 9

Технологические свойства материала 15Х5М .

15х5м характеристика что это за сталь?

Группа: Участники форума
Сообщений: 30
Регистрация: 30.8.2016
Пользователь №: 303967

Группа: Участники форума
Сообщений: 74
Регистрация: 11.9.2013
Пользователь №: 205216

Группа: Участники форума
Сообщений: 1242
Регистрация: 24.4.2013
Из: Tallinn
Пользователь №: 190635

Это вы серьезно?
То есть на такой вопрос надо было бы ответить: «по любому в котором есть 15Х5М»!
Вы ж понимаете, что стандарт не только лишь один? То есть неплохо было бы сказать: под давление вам сталь требуется или нет, должна это быть труба, лист или что-то другое? нужен стандарт на заготовку или на готовое изделие (заглушка, отвод, тройник)?

на вскидку ТУ 26-18-38-90 «Детали трубопроводов бесшовные приварные из стали марок 15Х5М, 12Х1МФ, 12Х18Н10Т, 08Х22Н6Т»
ТУ 14-1-583-73 «Заготовка трубная из теплоустойчивой стали»
ГОСТ 550-75 «Трубы стальные бесшовные для нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности»
ГОСТ 7350-77 «Сталь толстолистовая коррозионно-стойкая, жаростойкая и жаропрочная»
ГОСТ 20072-74 «Сталь теплоустойчивая»
ну и так далее.
а если Вас смутила буква «У» то не обращайте внимания — на химический состав она не влияет: если память мне не изменяет, то это просто требование к режиму термообработки.
физ.св.ва для 15Х5М-У есть в ГОСТ Р 52857.1-2007.

Группа: Участники форума
Сообщений: 74
Регистрация: 11.9.2013
Пользователь №: 205216

Это вы серьезно?
То есть на такой вопрос надо было бы ответить: «по любому в котором есть 15Х5М»!
Вы ж понимаете, что стандарт не только лишь один? То есть неплохо было бы сказать: под давление вам сталь требуется или нет, должна это быть труба, лист или что-то другое? нужен стандарт на заготовку или на готовое изделие (заглушка, отвод, тройник)?

на вскидку ТУ 26-18-38-90 «Детали трубопроводов бесшовные приварные из стали марок 15Х5М, 12Х1МФ, 12Х18Н10Т, 08Х22Н6Т»
ТУ 14-1-583-73 «Заготовка трубная из теплоустойчивой стали»
ГОСТ 550-75 «Трубы стальные бесшовные для нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности»
ГОСТ 7350-77 «Сталь толстолистовая коррозионно-стойкая, жаростойкая и жаропрочная»
ГОСТ 20072-74 «Сталь теплоустойчивая»
ну и так далее.
а если Вас смутила буква «У» то не обращайте внимания — на химический состав она не влияет: если память мне не изменяет, то это просто требование к режиму термообработки.
физ.св.ва для 15Х5М-У есть в ГОСТ Р 52857.1-2007.

хим.состав да, а У -улучшенная твердость , засчет режима ТО, прчностные характеристики отличаются

Сообщение отредактировал Arina_ar — 16.1.2017, 11:34

Трубы круглые бесшовные из стали 15Х5М

Основные характеристики труб 15Х5М

Трубы 15Х5М – трубный прокат круглого сечения, изготовленный из жаропрочной нелегированной стали мартенситного класса. Трубы 15Х5М производятся без применения сварки – бесшовным методом.

Процесс изготовления бесшовных труб 15х5м ГОСТ состоит из нескольких этапов. Исходная заготовка в виде слитка или непрерывно литая нагревается до необходимой температуры, далее она формируется, образуя полую гильзу, которая раскатывается до получения черновой трубы. Затем, при необходимости, труба еще раз нагревается для выравнивания температуры по всей длине, и производится прокатка на редукционно-растяжном стане. После трубный прокат проходит резку и обработку.

Трубы 15Х5М, произведенные при высоких температурах, относятся к горячедеформированным. Сортамент горячедеформированных труб регулируется ГОСТ 8732. Это трубный прокат с высокими показателями герметичности и прочности.

Горячедеформированные трубы используются в качестве заготовки для холоднодеформированных труб, которые на начальном этапе формируются на горячем стане, а после проходят прокат в холодном состоянии. Сортамент холоднодеформированных труб 15х5м устанавливается ГОСТ 8734.

Сортамент труб 15Х5М ГОСТ

По спецификации ГОСТ 8732 горячедеформированные трубы производятся с немерной длиной (4–12,5 м) и мерной длиной, не превышающей пределы немерной. Однако, по соглашению с изготовителем, возможна поставка труб 15х5м длиной, выходящей за установленные стандартом пределы.

Предельные отклонения по длине для труб 15Х5М ГОСТ 8732:

+10 мм для труб длиной до 6 м;

+15 мм для труб длиной более 6 м;

±500 мм для неустановленной длины труб.

При поставке горячедеформированных бесшовных труб ГОСТ 8732 устанавливается допустимая кривизна изделия на 1 м длины:

при толщине стенки менее 20 мм – ˂1,5 мм;

при толщине стенки 20–30 мм – ˂2 мм;

при толщине стенки свыше 30 мм – ˂4 мм.

Холоднодеформированные трубы ГОСТ 8734, как и горячедеформированные, производятся мерной (4,5–9 м) и немерной (1,5–11,5 м) длиной. Допустимое стандартом отклонение для мерной длины – +10 мм, для немерной – +5 мм на срез и не более установленной мерной длины.

Для холоднодеформированных труб 15Х5М ГОСТ 8734 разрешенный предел кривизны на 1 м длины:

3 мм – при диаметре трубы 4–8 мм;

2 мм – при диаметре трубы 8–10 мм;

1,5 мм – при диаметре трубы 10–20 мм;

1 мм – при диаметре трубы 20–90 мм.

В зависимости от отношения наружного диаметра трубы к толщине стенки трубы подразделяются на:

Свойства и особенности труб ГОСТ из стали 15Х5М

Трубы 15х5м производятся из высоколегированной стали, основными легирующими элементами которой являются хром, никель и молибден. Наличие хрома в сплаве повышает прочность металла и способствует формированию защиты от окислительных процессов. Также хром увеличивает сопротивление стали к повышенным температурам и улучшает износостойкость. Неслучайно сталь 15Х5М не поддается окислению при температуре до 650˚С.

Благодаря никелю поддерживается аустенитная структура стали 15х5м, что положительно влияет на ее надежность. Термическая стойкость сплава усиливается при сочетании никеля с молибденом и хромом. Такая комбинация химических элементов также увеличивает вязкость и стойкость к коррозии.

Легирование стали молибденом делает ее не только более крепкой, но и стимулирует теплоустойчивость. Марганец обеспечивает стойкость металла к ударным нагрузкам, при этом пластичность стали сохраняется.

Химический состав стали 15Х5М, %

CSiMnNiSPCrMoWVTiCuFe
˂0,15˂0,5˂0,6˂0,6˂0,025˂0,034,5–6,00,45–0,6˂0,3˂0,05˂0,03˂0,2остальное

Особенности бесшовных труб гост 15х5м:

устойчивость к механическим воздействиям;

стойкость при резком температурном изменении;

инертность к воздействию влажности;

хорошая коррозионная защита;

высокие эксплуатационные качества.

Механические свойства труб 15Х5М ГОСТ проверяются в испытаниях на ударную вязкость, коррозионную стойкость, длительную прочность и т.д.

Устойчивость стали гост 15х5м к коррозии в среде с дистиллированной водой устанавливается при температурах 300˚С, 500˚С и 600˚С. Длительность такого испытания – 50 часов. Предел и скорость ползучести сплава 15Х5М определяется при температуре от 480˚С до 540˚С.

Технологические характеристики труб 15х5м

Трубы из стали 15Х5М Трубы из стали 15Х5М не склонны к отпускной хрупкости. Металл поддается ручной дуговой сварке с обязательным нагревом и термообработкой.

Сталь 15Х5М для бесшовных труб проходит отжиг в печи при температуре 860˚С. Также сплав 15Х5М гост подходит для ковки, начинается ковка при температуре 1200˚С и завершается при 800˚С. Закалка стали проходит при 900˚С с последующим отпуском при 600˚С. Кроме того, сплав гост 15Х5М подвергается нормализации при 1000˚С, после чего сталь отпускается при 700˚С.

Применение бесшовных труб гост 15х5м

Трубы из гост стали 15Х5М используются в следующих промышленных областях:

Свариваемость сталей марки типа 15Х5М

Специфика условий эксплуатации нефтяного и химического оборудования из жаропрочных хромистых сталей характеризуется наличием:

¾ сравнительно высоких давлений в замкнутых объемах;

¾ взрывоопасных и коррозионно-активных рабочих сред;

¾ хрупких участков металла с неравновесной структурой.

Эти факторы в свою очередь обусловливают ужесточение требований к качеству сварных соединений.

Таким образом, одним из важнейших критериев выбора рациональной технологии изготовления, с целью создания оборудования высокого качества из рассматриваемых сталей мартенситного класса, является, наряду с эксплуатационными свойствами, свариваемость.

По важнейшей характеристике свариваемости – реакции на термический цикл – рассматриваемые стали существенно отличаются от низкоуглеродистых и низколегированных свариваемых сталей. Характерной особенностью всей группы 2-12% хромистых сталей является способность их при охлаждении от температур выше критических закаливаться на воздухе. Воздействие термодеформационного цикла сварки приводит к образованию твердых малопластичных участков (прослоек).

При их термической резке и сварке создается возможность образования твердых хрупких прослоек, которая возрастает по мере повышения содержания углерода и сильных карбидообразующих элементов. В жаропрочных сталях типа 15Х5М (12Х2М1, 15Х5ВФ, 15Х5МУ, 12Х8ВФ, 12Х9М, 20Х12ВНМФ) происходит заметный сдвиг структурных превращений в сторону большей вероятности образования мартенситных прослоек и весьма высока степень увеличения твердости металла шва и зоны термического влияния. Склонность к закалке и образованию холодных трещин при сварке приводит к существенному усложнению технологического процесса изготовления сварных изделий из этих сталей. В нормализованном состоянии они имеют мартенситную структуру, что влияет на их свариваемость.

Обычно выбор параметров режима сварки закаливающихся сталей производят по допустимой скорости охлаждения околошовной зоны при температуре минимальной устойчивости аустенита свариваемой стали. Получение отожженной структуры в сталях типа 15Х5М обеспечивается при охлаждении со скоростью не более 0,008 0 С/с. Результаты расчета критической скорости охлаждения в интервале температур наименьшей устойчивости аустенита WKp показывают, что в участках металла околошовных зон стали марки 15Х5М, нагретых выше критических температур, при охлаждении со скоростью больше 0,16 0 С/с появляются элементы структуры мартенситного распада, а при охлаждении более 0,6 0 С/с происходит полное закаливание.

По второму показателю свариваемости – технологической прочности в процессе кристаллизации – малоуглеродистые хромистые стали практически не уступают низкоуглеродистым и низколегированным свариваемым сталям. В процессе сварки электродами, однородными по химическому составу со свариваемым металлом, горячие трещины практически не образуются.

Предрасположенность швов к образованию горячих трещин повышается при сварке аустенитными сварочными материалами. Они могут возникать при неблагоприятном сочетании факторов, связанных с понижением деформационной способности металла шва вследствие наличия в структуре легкоплавких эвтектик, дефектов кристаллического строения, выделения хрупких фаз, а также под действием чрезмерных внутренних и внешних нагрузок.

Методы повышения стойкости против горячих трещин обычно сводятся к:

¾ уменьшению содержания элементов, способствующих их возникновению;

¾ снижению содержания неметаллических включений;

¾ уменьшению химической неоднородности;

¾ формированию благоприятной первичной структуры;

¾ уменьшению жесткости конструкции и др.

Хладноломкость сварных соединений–наиболее важный показатель свариваемости для рассматриваемых сталей. Опасность хрупких разрушений является основной причиной снижения надежности высокотемпературных сварных конструкций. Определяющими условиями возникновения подобных разрушений являются факторы степени и характера неоднородности, ухудшения свойств отдельных зон и наличия различных конструктивных и технологических концентраторов. Наложение процессов огрубления структур и закаливаемости приводит к тому, что термодеформационный цикл сварки закаливающихся сталей сопровождается заметным ухудшением свойств, в первую очередь, околошовной зоны непосредственно вблизи границы сплавления. При этом большая доля разрушений сварных соединений на закаливающихся сталях связана с образованием холодных трещин в околошовной зоне в процессе сварки и в первый период выдержки после сварки, при сборке, гидравлических испытаниях, а также в процессе пуска конструкций.

Холодные трещины – типичный дефект сварных соединений из легированных сталей бейнитного и мартенситного классов. Между склонностью к замедленному разрушению закаленной стали (под действием постоянной статической нагрузки) и возникновением холодных сварочных трещин (под действием сварочных напряжений) существует определенная связь. Холодные трещины преимущественно инициируются на границах крупных зерен участка перегрева с пониженной сопротивляемостью хрупкому разрушению. В разнородных сварных соединениях закаливающихся сталей (с аустенитным швом) трещины чаще образуются в зоне сплавления, где имеет место резкий перепад напряжений (на границе шов-околошовная зона). Пониженное сопротивление хрупким разрушениям границ зерен и процесс образования трещин связывают с высокой концентрацией искажений кристаллической решетки закаленного металла, обусловливающих упруговязкие свойства металла по границам зерен, с повышенной концентрацией и характером распределения водорода в сварном соединении, с влиянием химического состава и структуры металла шва, с существованием остаточного аустенита и с влиянием рода тока при сварке.

Вакансионный механизм зарождения и роста микротрещин замедленного разрушения в работе М.Х. Шоршорова «Фазовые превращения и изменения свойств сталей при сварке» объясняют избыточной концентрацией субмикрополостей (каверн) вакансионного происхождения по границам зерен. Закалка с высоких температур и пластические деформации при мартенситном превращении способствуют пресыщению металла вакансиями и движению их к границам зерен под действием сварочных напряжений.

В качестве критерия количественной оценки стойкости против образования холодных трещин принята минимальная прочность металла непосредственно после воздействия термического цикла сварки. При критических уровнях напряжений зародыш трещины становится способным к росту и со временем происходит хрупкое разрушение. При напряжениях ниже σmin упруговязкое течение по границам закаленного металла не вызывает разрушения. В этом случае превалируют процессы упорядочения строения границы зерен – происходит частичная релаксация напряжений и «отдых».

При сварке в металле шва и в околошовной зоне происходят значительные локальные пластические деформации, величина которых составляет порядка 5-10%. Таким образом, если пластичность отдельных участков меньше 10%, то сварные соединения склонны к зарождению холодных трещин.

Следовательно, для повышения сопротивляемости закаливающихся сталей против замедленного разрушения необходимо:

¾ улучшение механических свойств металла закаленных участков путем упрочнения границ зерен;

¾ увеличение степени порядка строения;

¾ создание благоприятного напряженного состояния.

Малоуглеродистые стали типа 15Х5М менее склонны к развитию замедленного разрушения. Однако проблема получения качественных сварных соединений без трещин при сварке рассматриваемых сталей остается актуальной, так как металл околошовных участков сварных соединений претерпевает мартенситное превращение.

Мартенсит в зависимости от своей морфологии, определяемой концентрацией углерода, скоростью охлаждения и другими факторами, обнаруживает различную стойкость к образованию и распространению трещин. Стойкость к образованию микротрещин значительно увеличивается при переходе от пластинчатого (двойникованного) к реечному (дислокационному) мартенситу.

Реечный мартенсит образуется в закаленных малоуглеродистых низко- и среднелегированных сталях. Субструктура реечного мартенсита имеет сложное дислокационное строение, для которого характерна высокая плотность дислокаций, достигающая 10 12 см -2 . Рейки состоят из вытянутых слегка разориентированных субзерен. Рейки объединяются в пакеты, причем в одном бывшем зерне аустенита может быть несколько пакетов (3-10). Границы между рейками представляют собой дислокационные сетки. Полагают, что ведущую роль в образовании реечного мартенсита, особенно на начальных стадиях γ→α перехода, играет дополнительная деформация скольжения, а в образовании пластинчатого высокоуглеродистого мартенсита — дополнительная деформация двойникования.

Хрупкость стали с мартенситной структурой повышается при наличии на границах зерен феррита или остаточного аустенита. Кроме того, особое значение приобретают величина зерна, содержание, размер и распределение примесей.

Размеры кристаллов любой морфологии мартенсита определяются величиной исходного зерна аустенита. Они тем крупнее, чем больше зерно аустенита. По виду размеров микроструктуры различают бесструктурный (безигольчатый) или гарденит, мелко- и крупноигольчатый мартенсит. При мелком исходном аустенитном зерне образуется мартенсит, строение которого под оптическим микроскопом не выявляется, такой мартенсит называется бесструктурным.

Сегодня в научно-технической литературе известны достаточные данные об определенных отличительных признаках свариваемости сталей в зависимости от химического состава и металлургической природы стали. Фундаментальные работы М. X. Шоршорова, II. Н. Прохорова, Э. Л. Макарова А. М. Макара и др. по исследованию проблемы холодных трещин показали, что процессы закалки металла и роста зерен аустенита при сварке сталей, легированных стойкими карбидообразующими элементами, могут отличаться от углеродистых в зависимости от изменения параметров термических циклов. Эти различия в большей мере присущи сталям, легированным карбидообразующими элементами, с ограниченным содержанием углерода, и сталям без сильных карбидообразующих элементов.

Вследствие диффузионного характера превращения перлита в аустенит кинетика образования аустенита в условиях непрерывного нагрева и изометрической выдержки весьма отличается. Чем больше скорость нагрева, тем выше температуры превращения перлита в аустенит (АС3). Наиболее резко превращение замедляется при легировании сталей элементами, образующими устойчивые карбиды (ванадий, вольфрам и молибден), а также при повышенном содержании хрома. Так, в сталях с сильными карбидообразующими элементами (18Х2ВФ, 20Х2МФ и др.) критические точки АС1 и АС3в сравнении с равновесными условиями повышаются на 200 и 250…260 °С соответственно. Следовательно, увеличение скорости нагрева при сварке может способствовать сокращению размеров участков ЗТВ, нагретых выше температуры, обусловливающей возможность частичной или полной закалки.

В работе М.Х Шоршорова показано, что в сталях, содержащих сильные карбидообразующие элементы, наблюдается противоположная закономерность влияния изменения скорости охлаждения на сопротивляемость холодным трещинам. В малоуглеродистых мартенситных сталях избежать трещин можно не только при сварке на мягких, но и на довольно жестких режимах. При мягких режимах сварки сопротивляемость замедленному разрушению повышается вследствие развития процессов самоотпуска мартенсита, релаксации напряжений, упорядочения строения границ зерен, снижения избыточной концентрации вакансий. При жестких режимах сварки минимальное разрушающее напряжение возрастает из-за уменьшения размера зерна в околошовной зоне, снижения концентрации углерода в мартенсите вследствие менее полного растворения карбидов при нагреве в аустенитном состоянии и, как результат, повышения температурного интервала мартенситного превращения.

Таким образом, в условиях неравновесного сварочного нагрева возможна неполнота растворения карбидов, приводящая к обеднению аустенита углеродом и легирующими элементами. Это приведет к понижению устойчивости аустенита и положительно отразится на процессах превращения аустенита при охлаждении, способствуя образованию более равновесных структур распада в околошовныхзонах закаливающихся сталей. Всякий перегрев при сварке сопровождается ростом зерна и полнотой растворения карбидов. Эти факторы ведут к повышению устойчивости аустенита, чреваты увеличением объемного эффекта структурных превращений и образованием малопластичных и неравновесных хрупких структур закалки.

Дата добавления: 2015-04-19 ; просмотров: 3427 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

голоса
Рейтинг статьи
Читать еще:  ГОСТ на прокатную сталь листовую
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector