Конструкционный круг из стали 15Х по ГОСТ 2590-2006 относится к горячекатаному прокату круглого сечения диаметром 70 мм. Этот материал сочетает высокую поверхностную твёрдость после цементации с относительно невысокой прочностью сердцевины, что позволяет использовать его для изготовления втулок, пальцев, шестерён, валиков, толкателей и других деталей, работающих при износе и трении. Изделие выполнено по классу точности В1, что определяет допустимые отклонения диаметра и геометрии сечения.
Материал 15Х и его особенности
Сталь 15Х представляет собой конструкционную легированную сталь с содержанием углерода 0,12–0,18% и хрома 0,7–1%. Массовая доля кремния составляет 0,17–0,37%, марганца 0,4–0,7%. Содержание никеля и меди допускается до 0,3% каждого элемента, серы и фосфора до 0,035% каждого. Хром в составе обеспечивает достаточную прокаливаемость и повышает устойчивость к износу цементованного слоя.
Материал не чувствителен к флокенам и не склонен к отпускной хрупкости. Свариваемость характеризуется как без ограничений. Критические точки: Ac1 = 766°C, Ac3 = 838°C, Ar3 = 799°C, Ar1 = 702°C. Для поковок предусмотрена нормализация, а также режим закалки при 880°C в воде с последующим отпуском при 180°C на воздухе и закалкой при 770–820°C в воде. Твёрдость после отжига составляет HB 10⁻¹ = 179 МПа, в нагартованном состоянии HB 10⁻¹ = 217 МПа.
Материал предназначен для цементуемых деталей, которым требуется высокая твёрдость поверхностного слоя при сохранении вязкости сердцевины. После соответствующей термообработки цементованный слой получает износостойкость, а сердцевина остаётся достаточно вязкой для восприятия ударных нагрузок. Благодаря умеренному содержанию углерода сталь поддаётся механической обработке резанием и обеспечивает стабильность свойств по сечению при соблюдении технологических режимов.
Механические свойства и показатели прочности
Для прутка по ГОСТ 4543-71 при 20°C предел прочности составляет 690 МПа, предел текучести 490 МПа, относительное удлинение 12%, сужение 45%, ударная вязкость KCU 690 кДж/м². Для поковок до 100 мм после нормализации предел прочности составляет 390 МПа, предел текучести 195 МПа, относительное удлинение 26%, сужение 55%, ударная вязкость KCU 590 кДж/м². Для поковок 100–300 мм показатели близки: предел прочности 390 МПа, предел текучести 195 МПа, удлинение 23%, сужение 50%, ударная вязкость KCU 540 кДж/м².
Холоднодеформированные трубы по ГОСТ 8733-74 показывают предел прочности 412 МПа и относительное удлинение 19%. Различие показателей для разных видов продукции связано с технологией изготовления, размером сечения и состоянием поставки. Поковки демонстрируют большее относительное удлинение и сужение по сравнению с прутком, что связано с режимом термообработки и размером детали. При выборе продукции необходимо сопоставлять приведённые механические свойства с требованиями к конкретной детали.
Требования стандарта ГОСТ 2590-2006
Стандарт ГОСТ 2590-2006 устанавливает сортамент круглого стального горячекатаного проката диаметром от 5 до 270 мм включительно. Документ определяет номинальные диаметры, предельные отклонения, площадь поперечного сечения, массу одного метра, варианты длины и требования к геометрии изделий. Изделия большего диаметра, свыше 270 до 330 мм, допускается изготовлять по согласованной спецификации.
Прокат подразделяют по точности прокатки, длине, группам предельных отклонений по длине и классам кривизны. По точности предусмотрены особо высокая категория А01, высокая А1, А2, А3, повышенная Б1 и обычная В1, В2, В3, В4, В5. По длине прокат может быть мерным, кратной мерной длины, немерным, ограниченной длины, а также поставляться в мотках. Для мерной и кратной мерной длины предусмотрены группы БД и ВД.
Прокат диаметром до 9 мм включительно изготовляют в мотках, свыше 9 мм как правило в прутках. Иное исполнение допускается по согласованию изготовителя с потребителем. Площадь сечения и масса одного метра рассчитываются по номинальным размерам. Плотность стали при расчёте справочной массы принята равной 7,85 г/см³. Овальность не должна превышать 75% суммы предельных отклонений по диаметру. Кривизну контролируют на участке длиной не менее 1 м. Диаметр и овальность измеряют на удалении от конца прутка или мотка, установленном стандартом.
Класс точности В1 и геометрические допуски
Класс точности В1 характеризует допустимые отклонения размеров и геометрии круглого проката от номинальных значений. Параметр показывает, насколько строго контролируются диаметр, форма сечения и стабильность размеров по длине изделия. От выбранного класса зависят припуск на последующую обработку, возможность получения заданного размера без значительного снятия металла, точность сопряжения деталей и повторяемость результата.
Для рядового производства часто достаточно стандартной точности, а при механической обработке, изготовлении деталей и сборке узлов может потребоваться более точное исполнение. Класс точности влияет на точность сопряжения и повторяемость результата. При заказе следует сопоставлять класс точности с рабочими чертежами, техническими условиями и фактическими требованиями к размеру.
Диаметр 70 мм и область применения
Диаметр 70 мм определяет размер поперечного сечения круглого проката и влияет на область применения изделия. Выбор диаметра зависит от назначения детали, нагрузок, способа обработки и требований к прочности. Для втулок, пальцев и толкателей часто используют меньшие диаметры, для валов, шестерён и осей подбирают размер исходя из расчёта на прочность и жёсткость.
При механической обработке учитывают припуск на токарную обработку, шлифовку или другие операции. Для цементуемых деталей важна прокаливаемость сердцевины, которая зависит от диаметра заготовки и химического состава стали. Чем больше диаметр, тем медленнее происходит охлаждение при закалке и тем сложнее обеспечить требуемую твёрдость по всему сечению.
Масса одного метра проката при диаметре 70 мм рассчитывается по номинальным размерам с учётом плотности стали 7,85 г/см³. Фактическая масса партии может отличаться от расчётной в пределах допустимых отклонений по диаметру и длине. При подборе материала для конкретной детали необходимо учитывать не только номинальный диаметр, но и предельные отклонения, класс точности и овальность.
Физические свойства и поведение при нагреве
При температуре 20°C модуль упругости составляет 2,15·10⁵ МПа, плотность 7830 кг/м³. При 100°C модуль упругости снижается до 2,12·10⁵ МПа, коэффициент линейного расширения составляет 10,2·10⁻⁶ 1/°C, плотность 7810 кг/м³, удельная теплоёмкость 496 Дж/(кг·°C). При 200°C модуль упругости 1,94·10⁵ МПа, коэффициент расширения 11,5·10⁻⁶ 1/°C, плотность 7780 кг/м³, теплоёмкость 508 Дж/(кг·°C).
При 300°C модуль упругости составляет 1,91·10⁵ МПа, коэффициент расширения 12,4·10⁻⁶ 1/°C, теплоёмкость 525 Дж/(кг·°C). При 400°C модуль упругости 1,79·10⁵ МПа, коэффициент расширения 13·10⁻⁶ 1/°C, плотность 7710 кг/м³, теплоёмкость 538 Дж/(кг·°C). При 500°C модуль упругости 1,70·10⁵ МПа, коэффициент расширения 13,5·10⁻⁶ 1/°C, теплоёмкость 567 Дж/(кг·°C). При 600°C модуль упругости 1,62·10⁵ МПа, коэффициент расширения 14·10⁻⁶ 1/°C, плотность 7640 кг/м³, теплоёмкость 588 Дж/(кг·°C).
При 700°C модуль упругости снижается до 1,42·10⁵ МПа, теплоёмкость 626 Дж/(кг·°C). При 800°C модуль упругости составляет 1,32·10⁵ МПа, теплоёмкость 706 Дж/(кг·°C). С ростом температуры модуль упругости снижается, а коэффициент линейного расширения и удельная теплоёмкость увеличиваются. Эти данные используют при расчёте теплового расширения деталей, прочности при повышенных температурах и режимов термообработки.
Подбор и заказ конструкционного круга
Компания Федерация металла предлагает металлопрокат различных видов, марок, типоразмеров и исполнений. В ассортименте представлены сортовой, трубный, фасонный и листовой прокат, плиты, рулоны, втулки и другие виды продукции. Продукция сопровождается необходимыми сертификатами и технической документацией. При подборе конструкционного круга учитывают марку материала, технический стандарт, диаметр, класс точности, длину и форму поставки.
Для уточнения наличия конкретной позиции, расчёта стоимости и согласования условий поставки обращайтесь по телефону +7 (343)343-30-84 или на почту zakaz@fedmet.ru. Компания организует поставки металлопроката и комплектующих, работает с оптовыми и розничными клиентами, использует собственный транспорт и транспортные компании. Стоимость доставки рассчитывается индивидуально с учётом параметров заказа и пункта назначения. Купить конструкционный круг можно в Екатеринбурге.