Марка 15: характеристики и применение
Сталь 15 относится к конструкционным углеродистым качественным сталям с низким содержанием углерода: по химическому составу доля C составляет 0,1-0,19 %, кремния 0,17-0,37 %, марганца 0,35-0,65 %. Хром, никель и медь присутствуют только как остаточные примеси (Ni и Cu до 0,3 %, Cr до 0,25 %), поэтому марка не является легированной. Такой химический состав определяет высокую пластичность и хорошую свариваемость материала, но сравнительно невысокую прочность: для проката по ГОСТ 1050-88 после нормализации в таблице приведены предел прочности 370 МПа и предел текучести 225 МПа при относительном удлинении 27 % и сужении 55 %.
В состоянии поставки сталь 15 мягкая и вязкая, что подтверждается приведёнными значениями твёрдости: для горячекатаного и отожжённого проката HB около 149, для калиброванного нагартованного: до 197. Низкая твёрдость облегчает резание, гибку и холодную деформацию, а высокий запас пластичности снижает риск трещинообразования при ковке диска с отверстием. По этой причине заготовки из стали 15 применяют для деталей, работающих без значительных нагрузок: фланцев, втулок, шайб, проставок, кулачков, осей и крепёжных элементов, а также для деталей, которые в дальнейшем подвергают цементации и поверхностной закалке для получения твёрдого износостойкого слоя при сохранении вязкой сердцевины.
При изготовлении поковки диска с отверстием из стали 15 ковку ведут в горячем состоянии с последующей нормализацией, отмеченной в таблице механических свойств для проката,: это выравнивает структуру и снимает напряжения после деформации. Из-за малой доли углерода марка хорошо обрабатывается резанием и сваривается без специальных мер, но не воспринимает упрочняющую объёмную закалку, поэтому требуемую твёрдость рабочих поверхностей получают химико-термической обработкой. Конкретные требования к термообработке, контролю твёрдости и УЗК поковки согласуются по чертежу; приведённые числовые значения относятся к указанным в таблицах видам проката и сортамента и служат справочной характеристикой марки.
Расчет поковки из стали 15. Для этой марки важны не только наружный диаметр и отверстие, но и дальнейшая операция: цементация, нормализация, сварка или чистовая расточка. В заявке укажите массу, припуск на сторону, количество и место работы диска; если нужна вязкая сердцевина с твердым поверхностным слоем, это лучше заложить до выбора заготовки.
Поковка диска из стали 15: углеродистая марка и обработка Сталь 15 относится к конструкционным углеродистым качественным сталям с низким содержанием углерода: по химическому составу доля C составляет 0,1-0,19 %, кремния 0,17-0,37 %, марганца 0,35-0,65 %. Поэтому цену и срок по стали 15 считаем вместе с сечением, партией, термообработкой, УЗК, твердостью и объемом последующей мехобработки. В заявке укажите документы: сертификат на металл, протокол контроля, результаты УЗК, маркировку партии и требования к отгрузке.
Технические характеристики стали ст.15
| Марка: | 15 |
| Заменитель: | 10, 20 |
| Классификация: | Сталь конструкционная углеродистая качественная |
| Применение: | болты, винты, крюки и другие детали, к которым предъявляются требования высокой пластичности и работающие при температуре от: 40 до 450 °С; после ХТО: рычаги, кулачки, гайки и другие детали, к которым предъявляются требования высокой поверхностной твердости и невысокой прочности сердцевины. |
Химический состав стали ст.15
| C | Si | Mn | Ni | S | P | Cr | Cu | As |
| 0.1 - 0.19 | 0.17 - 0.37 | 0.35 - 0.65 | до 0.3 | до 0.04 | до 0.035 | до 0.25 | до 0.3 | до 0.08 |
Физические свойства стали ст.15
| T | E 10- 5 | a 10 6 | l | r | C | R 10 9 |
| Град | МПа | 1/Град | Вт/(м·град) | кг/м3 | Дж/(кг·град) | Ом·м |
| 20 | 2.01 | 53 | 7850 | |||
| 100 | 1.92 | 12.4 | 53 | 7827 | 465 | 233 |
| 200 | 1.85 | 13.2 | 53 | 7794 | 486 | 296 |
| 300 | 1.76 | 13.9 | 49 | 7759 | 515 | 387 |
| 400 | 1.56 | 14.4 | 46 | 7724 | 532 | 487 |
| 500 | 14.8 | 43 | 7687 | 565 | 607 | |
| 600 | 15.1 | 39 | 7648 | 586 | 753 | |
| 700 | 15.3 | 36 | 7611 | 620 | 904 | |
| 800 | 14.1 | 32 | 7599 | 691 | 1092 | |
| 900 | 13.2 | 30 | 7584 | 708 | 1140 | |
| T | E 10- 5 | a 10 6 | l | r | C | R 10 9 |
Механические свойства при Т=20oС материала 15.
| Сортамент | Размер | Напр. | sв | sT | d5 | y | KCU | Термообр. |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| - | мм | - | МПа | МПа | % | % | кДж / м2 | - |
| Лист термообработ., ГОСТ 4041-71 | 4 - 14 | 320-440 | 30 | |||||
| Трубы, ГОСТ 5005-82 | 510 | 430 | 8 | |||||
| Прокат, ГОСТ 1050-88 | до 80 | 370 | 225 | 27 | 55 | Нормализация | ||
| Прокат нагартован., ГОСТ 1050-88 | 440 | 8 | 45 | |||||
| Прокат отожжен., ГОСТ 1050-88 | 340 | 23 | 55 | |||||
| Лента отожжен., ГОСТ 2284-79 | 310-490 | 20 | ||||||
| Лента нагартован., ГОСТ 2284-79 | 440-780 |
| Твердость 15, Лист термообработ. ГОСТ 4041-71 | HB 10 -1 = 121 МПа |
| Твердость 15, Пруток горячекатан. ГОСТ 10702-78 | HB 10 -1 = 125 МПа |
| Твердость 15, Прокат калиброван. нагартован. ГОСТ 1050-88 | HB 10 -1 = 197 МПа |
| Твердость 15, Прокат горячекатан. ГОСТ 1050-88 | HB 10 -1 = 149 МПа |
| Твердость 15, Прокат калиброван. отожжен. ГОСТ 1050-88 | HB 10 -1 = 149 МПа |
| Твердость 15, Лист толстый отожжен. ГОСТ 1577-93 | HB 10 -1 = 143 МПа |
