15Х5М

Сталь 15Х5М

Сортовой и фасонный прокат	ГОСТ 1133-71, ГОСТ 2590-2006, ГОСТ 2591-2006
Листы и полосы	ГОСТ 103-2006
Сортовой и фасонный прокат	ГОСТ 7417-75, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78, ГОСТ 14955-77, ГОСТ 20072-74, ТУ 14-11-245-88
Листы и полосы	ГОСТ 4405-75, ГОСТ 7350-77, ТУ 14-1-2657-79
Трубы стальные и соединительные части к ним	ГОСТ 550-75, ТУ 14-3-442-76, ТУ 14-3-457-76, ТУ 14-3-463-2005, ТУ 14-3-1080-81, ТУ 14-3Р-62-2002, ТУ 14-3Р-115-2010
Обработка металлов давлением. Поковки	ОСТ 26-01-135-81, ТУ 0306.018-80
Термическая и термохимическая обработка металлов	СТ ЦКБА 026-2005
Болванки. Заготовки. Слябы	ТУ 14-1-1834-76, ТУ 14-1-583-73, ТУ НЗЛ 341-93

Сталь 15Х5М применяется для изготовления корпусов и внутренних элементов аппаратуры нефтеперерабатывающих заводов и крекинговых труб, деталей насосов, задвижек, спецкрепежа, труб и других деталей, от которых требуется сопротивляемость окислению при температуре до +600 °С; деталей трубопроводов и трубопроводной арматуры (закалка на воздухе + отпуск при 400 °С, охлаждение на воздухе); печных и коммуникационных труб, применяемых в энергомашиностроении и тепловых сетях.

Примечание: Сталь мартенситного класса.

Температура интенсивного окалинообразования +650 °С.

Химический состав стали 15Х5М

НТД	C	S	P	Mn	Cr	W	V	Ti	Si	Ni	Mo	Cu
ГОСТ 20072-74	≤0,15	≤0,025	≤0,030	≤0,50	4,50-6,00	≤0,30	≤0,050	≤0,030	≤0,50	≤0,60	0,45-0,60	≤0,20

Fe - основа.

По ГОСТ 20072-74 при выплавке стали скрап-процессом содержание Cu ≤ 0,30 %. При выплавке стали методом электрошлакового переплава массовая доля серы должна быть не более 0,015 %. Допускается наличие вольфрама до 0,30 %, ванадия до 0,050 % и титана до 0,030 %.

Механические свойства стали 15Х5М

Механические свойства при 20°С

Состояние поставки	Сечение (мм)	σ_Т\|σ_0,2 (МПа)	σ_B (МПа)	δ₅ (%)	ψ (%)	KCU (кДж/м²)	HB
Заготовки деталей трубопроводной арматуры. Закалка на воздухе от 950-970 °C (выдержка 2,5-4,5 ч в зависимости от толщины и массы заготовки) + Отпуск при 750-770 °C, охлаждение в печи до 400 °C и далее на воздухе
	≤200	≥294	≥490	≥18	≥40	≥588	149-197
Листовой горячекатаный (4,0-50,0 мм) и холоднокатаный (4,0-5,0 мм) прокат по ГОСТ 7350-77. Отжиг при 840 - 870 °C, охлаждение на воздухе
		≥235	≥470	≥18
Сортовой прокат. Отжиг при 840-860 °С, охлаждение с печью
	≤90	≥215	≥390	≥22	≥50	≥1176
Трубы бесшовные термообработанные в состоянии поставки по ГОСТ 550-75
г/д	Образец	≥216	≥392	≥22	≥50	≥1180	≤170
х/д, т/д	Образец	≥216	≥392	≥22			≤170
Трубы горячедеформированные в состоянии поставки (в сечении указана толщина стенки)
	2,0-25,0	≥216	≥392	≥22	≥50	≥1158	≤170
Трубы горячедеформированные. Нормализация + Отпуск (в сечении указана толщина стенки)
	2,0-25,0	≥412	≥588	≥16	≥65	≥961	≤235
Трубы печные и коммуникационные в состоянии поставки по ТУ 14-3-457-76 (ударная вязкость указана для труб с толщиной стенки ≥ 12 мм и определяется на продольных образцах)
	Образец	≥412	≥588	≥16	≥65	≥980	180-240
Трубы центробежнолитые термообработанные в состоянии поставки по ТУ 14-3Р-115-2010. Нормализация: загрузка в печь при ≤ 350 °C, подъем температуры до 690-720 °C со скоростью ≤ 150 °C/ч (выдержка 4 ч), подъем температуры до 950-980 со скоростью ≤ 100 °C/ч (выдержка 2 мин/1 мм толщины стенки), охлаждение до ≤ 100 °C обдувом вентилятором на выдвинутом поду печи или вне пода, далее охлаждение на воздухе + Отпуск: загрузка в печь при ≤ 350 °C, подъем температуры до 705-735 °C со скоростью 100 °C/ч (выдержка 4 ч), охлаждение на воздухе
	Образец	≥412	≥588	≥19	≥35	≥961	≤220

Механические свойства в зависимости от температуры отпуска

t отпуска (°C)	σ_Т\|σ_0,2 (МПа)	σ_B (МПа)	δ₅ (%)	ψ (%)	HRC
Сортовой прокат (образец). Закалка на воздухе с 900 °С + Отпуск, охлаждение на воздухе
200	≥990	≥1260	≥16	≥63	≥35
400	≥1010	≥1220	≥18	≥64	≥35
450	≥1020	≥1230	≥20	≥65	≥37
500	≥1120	≥1250	≥16	≥64	≥35
550	≥760	≥850	≥19	≥73	≥20

Механические свойства при повышенных температурах

t испыт. (°C)	σ_Т\|σ_0,2 (МПа)	σ_B (МПа)	δ₅ (%)	ψ (%)
Образцы из труб с толщиной стенки 10-12 мм. Нормализация + Отпуск
20	≥485	≥640	≥18	≥78
400	≥430	≥510	≥12	≥75
450	≥385	≥480	≥15	≥76
500	≥350	≥430	≥18	≥82
600	≥170	≥310	≥21	≥91
Поковки диаметром 280 мм. Нормализация при 1000 °С, охлаждение на воздухе + Отпуск при 700 °С, охлаждение на воздухе
20	≥660	≥800	≥16	≥50
200	≥580	≥680	≥15	≥68
300	≥550	≥670	≥15	≥65
400	≥530	≥630	≥14	≥64
450	≥520	≥620	≥16	≥70
50	≥465	≥550	≥19	≥75
550	≥390	≥500	≥22	≥82
600	≥300	≥415	≥22	≥84

Механические свойства при испытании на длительную прочность стали 15Х5М

Предел ползучести, МПа	Скорость позучести, %/ч	Температура испытания, °C	Предел длительной прочности, МПа	Длительность испытания, ч	Температура отпуска, °C
103	1/10000	480	177	10000	480
64	1/10000	540	98	10000	540
69	1/100000	480	147	100000	480
39	1/100000	540	74	100000	540

Технологические свойства стали 15Х5М

Обрабатываемость резаньем	В горячекатаном состоянии при НВ 170 σ_В=390 МПа K_n_тв.спл.=2,7 K_n_б.ст.=2,0.
Особенности термической обработки	Трубы печные и коммуникационные по ТУ 14-3"-457-76 поставляются в термообработанном состоянии. Температура высокого отпуска труб после нормализации должна быть не ниже 700 °C.
Свариваемость	Трудносвариваемая. Способ сварки: РДС. Необходим подогрев и последующая термообработка.
Склонность к отпускной хрупкости	Не склонна.
Температура ковки	Начала - 1200 °C, конца - 800 °C. Сечения до 800 мм подвергаются отжигу с перекристаллизацией и одному переохлаждению.
Флокеночувствительность	Чувствительна.

Температура критических точек стали 15Х5М

Критическая точка	Температура °C
AC1	815
AC3	848
AR3	775
AR1	818

Коррозионные свойства стали 15Х5М

Среда	Температура испытания °C	Длительность испытания, ч	Глубина мм/год
Вода дистиллированная	300	50	0,033
	500	50	0,19
	600	50	0,784

Физические свойства стали 15Х5М

Температура испытания, °С	20	100	200	300	400	500	600	800
Модуль нормальной упругости (Е, ГПа)	211				178	145	102
Плотность (ρ, кг/м³)	7750	7730	7700	7670	7640	7610	7580
Коэффициент теплопроводности (λ, Вт/(м · °С))		37	36	35	34	33
Уд. электросопротивление (R, МОм · м)	430
Коэффициент линейного расширения (α · 10^-6 1/°С)		11,3	11,6	11,9	12,2	12,3	12,3	12,5
Удельная теплоемкость (С, Дж/(кг · °С))		483		483