Легированный круг из 15Х производится по ГОСТ 2590-2006 с точностью В3. Диаметр 240 мм относится к среднему и крупному сортаменту горячекатаного проката. Такие изделия применяют для изготовления деталей, работающих при износе и трении, когда нужна высокая поверхностная твёрдость и невысокая прочность сердцевины.
Марка 15Х содержит 0,12–0,18 % углерода и 0,7–1 % хрома. Легирование хромом повышает твёрдость поверхностного слоя после цементации и термообработки. Материал не чувствителен к флокенам, не склонен к отпускной хрупкости, сваривается без ограничений. Из него изготавливают втулки, пальцы, шестерни, валики и толкатели.
Химический состав предусматривает массовую долю кремния 0,17–0,37 %, марганца 0,4–0,7 %, никеля и меди до 0,3 % каждого, серы и фосфора до 0,035 % каждого. Критические точки: Ac1 = 766 °C, Ac3 = 838 °C, Ar3 = 799 °C, Ar1 = 702 °C. Для поковок применяют нормализацию либо закалку при 880 °C в воде с отпуском при 180 °C на воздухе и повторной закалкой при 770–820 °C в воде. Твёрдость после отжига составляет HB 10-1 = 179 МПа, после нагартовки HB 10-1 = 217 МПа.
Требования ГОСТ 2590-2006 к размерам и форме
Стандарт ГОСТ 2590-2006 распространяется на горячекатаный круглый прокат диаметром от 5 до 270 мм включительно. Изделия большего диаметра, свыше 270 до 330 мм, изготовляют по согласованной спецификации. Диаметр 240 мм входит в основной сортамент. Для каждого номинального диаметра приведены площадь поперечного сечения, масса одного метра и предельные отклонения, зависящие от точности прокатки.
Класс точности В3 относится к обычной точности. Этот класс устанавливает предельные отклонения по диаметру, овальность и требования к кривизне. 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, установленном стандартом.
По длине прокат может быть мерным, кратной мерной длины, немерным, ограниченной длины или в мотках. Для мерной и кратной мерной длины предусмотрены группы предельных отклонений БД и ВД. Прокат диаметром до 9 мм включительно изготовляют в мотках, свыше 9 мм — в прутках. Иное исполнение допускается по согласованию изготовителя с потребителем.
Масса одного метра рассчитывается по номинальным размерам при плотности стали 7,85 г/см3. Для размера 240 мм расчётная масса проверяется по таблице стандарта. Фактическая масса партии зависит от длины прутков, предельных отклонений по диаметру и количества изделий в партии.
Механические свойства и состояние поставки
Механические свойства зависят от размера сечения и состояния поставки. Для прутка из 15Х после нормализации предел прочности составляет 690 МПа, предел текучести 490 МПа, относительное удлинение 12 %, сужение 45 %, ударная вязкость KCU 690 кДж/м2. Для поковок сечением до 100 мм после нормализации предел прочности 390 МПа, предел текучести 195 МПа, удлинение 26 %, сужение 55 %, ударная вязкость KCU 590 кДж/м2. Для поковок сечением 100–300 мм предел прочности и предел текучести остаются на уровне 390 и 195 МПа, удлинение снижается до 23 %, сужение до 50 %, ударная вязкость до 540 кДж/м2.
Для холоднодеформированных труб из этого материала по ГОСТ 8733-74 предел прочности составляет 412 МПа, относительное удлинение 19 %. Эти показатели относятся к конкретному виду продукции и не переносятся на круглый прокат.
Физические свойства меняются с температурой. При 20 °C модуль упругости 2,15·105 МПа, плотность 7830 кг/м3. При 100 °C модуль упругости снижается до 2,12·105 МПа, плотность до 7810 кг/м3, коэффициент линейного расширения составляет 10,2·10-6 1/°C, удельная теплоёмкость 496 Дж/(кг·°C). При 600 °C модуль упругости 1,62·105 МПа, плотность 7640 кг/м3, коэффициент расширения 14·10-6 1/°C, удельная теплоёмкость 588 Дж/(кг·°C).
Применение и обработка
Круг из 15Х используют для цементуемых деталей. После цементации и закалки поверхностный слой приобретает высокую твёрдость, а сердцевина сохраняет вязкость. Такое сочетание нужно для втулок, пальцев, шестерён, валиков, толкателей и других деталей, работающих при трении и ударных нагрузках.
Материал сваривается без ограничений, что упрощает изготовление сварных узлов и конструкций. Перед механической обработкой прокат нормализуют или подвергают другой термообработке в зависимости от требований чертежа. Режимы обработки выбирают с учётом размера заготовки и заданных механических свойств.
Заменителем марки 15Х служит сталь 20Х. При выборе между ними учитывают содержание углерода, требования к твёрдости поверхностного слоя, глубину цементации и условия эксплуатации детали.
Круг 240 мм из 15Х по ГОСТ 2590-2006 класса точности В3 можно купить в Федерация металла. Компания поставляет сортовой прокат из углеродистых, легированных и нержавеющих сталей различных размеров и исполнений. Продукция сопровождается сертификатами и технической документацией. Наличие, цена и условия поставки уточняются при оформлении заказа.