Сталь 15 – это материал, сплав железа и углерода, классифицирующийся как конструкционная нелегированная углеродистая сталь. Отличается хорошими показателями пластичности.
Где применяется сталь 15
Область применения стали марки 15 включается в себя изготовление продукции для работы в температурных условиях от -40 до 450 градусов Цельсия, от которых требуется повышенная пластичность. Если сталь подвергнуть химико-термической обработке, то её поверхность становится более прочной, а сердцевина остается мягкой, повышая её износостойкость, что может также пригодиться для некоторых отраслей промышленности (к примеру кулачки, рычаги, гайки и т.п.).
Расшифровка и химический состав
Сталь 15 расшифровывается достаточно кратко: 15 – это содержание углерода в сплаве, в сотых долях процента (~ 0,15%). Другие химические элементы, содержащиеся в составе стали, выражены в маленьком количестве и не оказывают на неё каких-либо сильных воздействий.
Подробный химический состав представлен следующими составляющими:
| Углерод | 0,12 – 0,19 |  |
| Кремний | 0,17 – 0,37 | |
| Марганец | 0,35 – 0,37 | |
| Никель | < 0,25 | |
| Сера | < 0,04 | |
| Фосфор | < 0,035 | |
| Хром | < 0,25 | |
| Медь | < 0,25 | |
| Мышьяк | < 0,08 | |
| Железо | ~ 98 |
Деформация стали 15
Сталь легко поддается сварке режимами РДС, АДС под флюсом и защитой, а также КТС. Процесс проходит без каких-либо ограничений, не требует предварительного подогрева или последующей термической обработки (кроме деталей, прошедших предварительную химико-термическую обработку).
Сталь хорошо переносит горячее деформирование. Процесс необходимо начинать при достижении сталью температуры 1300 градусов Цельсия, и заканчивать при остывании её до 700 градусов.
Не склонна к флокеночувствительности и отпускной хрупкости.
Ближайшими заменителями марки 15 могут послужить сталь 10 или 20.
Физические и механические свойства
Температура критических точек находится на следующих отметках:
- Ac1 – 735 °С
- Ac3 (Acm) – 860 °С
- Ar3(Arcm) – 840 °С
- Ar1 – 685 °С
Твердость стали 15-й марки – 149 МПа.
Механические свойства поковок из стали 15 по ГОСТ 8479-70 (при нормализации):
| Сечение, мм | КП | σ0,2 , МПа | σв , МПа | δ5 , % | ψ ,% | KCU , Дж / см2 | НВ |
| < 100 | 175 | > 175 | > 355 | > 28 | > 55 | 64 | 101 – 143 |
| 100 – 300 | 175 | > 175 | > 355 | > 24 | > 50 | 50 | 101 – 143 |
| < 100 | 195 | > 195 | > 390 | > 26 | > 55 | 55 | 11 – 156 |
КП – категория прочности
σ0,2 – предел текучести
σв – временное сопротивление разрыву
δ5 – относительное удлинение после разрыва
ψ – относительное сужение
KCU – ударная вязкость
НВ – твердость по Бринеллю
Ударная вязкость стали может изменяться в зависимости от температуры и от её состояния:
| Т, °С | Состояние поставки | |||
| +20 | -20 | -40 | -60 | |
| 73-113 | 75-86 | 14-26 | 16 | Горячекатаное |
| 82-84 | 49-57 | 14-35 | 8 | Отожженное |
| 120 | 53-80 | 66 | 48-65 | Нормализованное |
Прокаливаемость стали имеет следующие показатели (испытания проводились на полосах из стали марки 15), выраженная в HRC (твердость по Роквеллу):
| Расстояние от торца, мм | |||||||||
| 1,5 | 3 | 4,5 | 6 | 9 | 12 | 15 | 18 | 21 | 24 |
| 102-108 | 94-99 | 90-96 | 88-94 | 85-91,5 | 82,5-99 | 79,5-87 | 78-84 | 75,5-81,5 | 74-80 |
Физические свойства стали 15 в зависимости от окружающей температуры:
| T, Град | E 10-5, МПа | a 106 ,1/Град | λ, Вт/(м·град) | ρ,кг/м3 | C, Дж/(кг·град) | R 109, 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 |
, где
T — температура, при которой проводились испытания
E — модуль упругости
a — коэффициент температурного расширения
λ — коэффициент теплопроводности
ρ — плотность
C — удельная теплоемкость
R — удельное электросопротивление
Аналоги стали 15 за рубежом
- США: 1015, 1016, 1017, 1018, G10150, G10170, M1015, M1017
- Германия: 1.0401, 1.1141, C15, C15E, Ck15, Cq15, RSt42-2
- Япония: S15, S15C, S15CK, S17C
- Франция: C18RR, XC12, XC15, XC18
- Англия: 040A15, 080M15, C15E
- Евросоюз: 1.1141, 2C15, C15, C15E2C
- Италия : C15, C16
- Бельгия: C16-2
- Испания: C15E, C15k, C16k, F.1110, F.1511
- Китай: 15, H15A, ZG200-400
- Швеция: 1370
- Болгария: 15
- Венгрия: C15
- Польша: 15
- Румыния: OLC15, OLC15AT, OLC15X
- Чехия: 12020, 12023
- Австрия: RC15
- Швейцария: Ck15
- Юж.Корея: SM15C, SM15CK
