Сталь 15Х12ВНМФ

Сталь 15Х12ВНМФ: марочник сталей и сплавов. Ниже представлена систематизированная информация о назначении, химическом составе, видах поставок, заменителях, температуре критических точек, физических, механических, технологических и литейных свойствах для марки — Сталь 15Х12ВНМФ.

Общие сведения стали 15Х12ВНМФ

Вид поставки

сортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 5949–75, ГОСТ 2590–71, ГОСТ 2591–71, ГОСТ 2879–69, ГОСТ 18968–73, ГОСТ 19442–74. Калиброванный пруток ГОСТ 7417–75, ГОСТ 8559–75, ГОСТ 8560–78. Шлифованный пруток и серебрянка ГОСТ 14955–77. Полоса ГОСТ 4405–75, ГОСТ 103–76, ГОСТ 18968–73. Поковки и кованые заготовки ГОСТ 1133–71.

Применение

роторы, диски, лопатки, болты, бандажи, гайки, шпильки и другие детали, работающие до 780 °C. Сталь жаропрочная, мартенситоферритного класса.

Химический состав стали 15Х12ВНМФ

Химический элемент	%
Ванадий (V)	0.15−0.30
Вольфрам (W)	0.7−1.1
Кремний (Si), не более	0.4
Марганец (Mn)	0.5−0.9
Медь (Cu), не более	0.30
Молибден (Mo)	0.5−0.7
Никель (Ni)	0.4−0.8
Сера (S), не более	0.025
Титан (Ti), не более	0.2
Углерод (C)	0.12−0.18
Фосфор (P), не более	0.030
Хром (Cr)	11.0−13.0

Механические свойства стали 15Х12ВНМФ

Механические свойства при повышенных температурах

t испытания,°C

σ_0,2, МПа

σ_B, МПа

δ₅, %

ψ, %

KCU, Дж/м²

Прутки диаметром 40−120 мм. Закалка 1050 °C, масло. Отпуск 700 °C. При 20 °C НВ 255−271.

700−730

830−870

15−18

55−59

93−118

300

600−620

720−730

14−15

59−63

127−147

400

570−590

670−680

13−14

55−62

137−147

500

520−570

550−570

14−15

59−78

118−147

550

455−470

500−520

18−19

78−79

127−137

600

350−370

370−395

20−23

79−88

132−147

650

275−315

295−340

152

Диск диаметром 750−1020 мм, высотой 300 мм. Поковка ротора диаметром 1140 мм. Закалка 1050 °C, масло. Отпуск 720 °C. (образцы тангенциальные). При 20 °C НВ 228−248

600−650

750−810

14−23

41−55

47−147

100

580−610

720−760

16−18

45−53

78−137

200

540−570

690−710

13−17

37−54

88−147

300

520−540

640−680

13−17

46−51

88−137

400

500−510

610−630

45−51

88−147

500

440−460

510−530

15−19

52−61

78−176

600

330−350

340−360

21−31

83−85

98−196

Механические свойства прутка

Термообработка, состояние поставки	Сечение, мм	σ_0,2, МПа	σ_B, МПа	δ₅, %	ψ, %	KCU, Дж/м²
Отжиг 900−950°С, охлаждение в печи. Закалка 1000−1020°С, масло. Отпуск 680−700°С, воздух.	60	590	740	15	45	59

Механические свойства в зависимости от тепловой выдержки

Термообработка, состояние поставки	σ_0,2, МПа	σ_B, МПа	δ₅, %	ψ, %	KCU, Дж/м²	HB
Диск диаметром 700 мм, высотой 300 мм.
Тепловая выдержка 500 °C, 5000 ч	600	790	21	57	56	241
Тепловая выдержка 600 °C, 5000 ч	580	750	21	49	34	241
Поковка ротора диаметром 1000 мм.
Тепловая выдержка 550 °C, 30000 ч	660	810	17	44		262
Тепловая выдержка 600 °C, 30000 ч	480	660	21	40		207
Тепловая выдержка 550 °C, 30000 ч	630	780	14	42		255
Тепловая выдержка 600 °C, 30000 ч	440	630	26	51		196

Механические свойства при испытании на длительную прочность

Предел ползучести, МПа	Скорость ползучести, %/ч	t испытания,°С	Предел длительной прочности, МПа	Длит. испытания, ч	t испытания, ч
98	1/100000	550	235	10000	550
88	1/100000	565	196	100000	550
69	1/100000	580	157	10000	580
54	1/100000	600	137	100000	580

Технологические свойства стали 15Х12ВНМФ

Температура ковки

Начала 1230, конца 900. Сечения до 250 мм подвергаются отжигу с одним переохлаждением. Сечения от 250 до 400 мм — отжиг и два переохлаждения.

Свариваемость

трудносвариваемая. Для сварки применяют электрод КТН-10, до сварки производится полная термическая обработка, после сварки — отпуск при 700 С в течение 5 ч или при 680 С в течение 10 ч, охлаждение с печью .

Обрабатываемость резанием

при НВ 230 K_{υ тв.спл.} = 1.1, K_υ б.ст. = 0,5.

Температура критических точек стали 15Х12ВНМФ

Критическая точка	°С
Ac1	805
Ac3	870

Ударная вязкость стали 15Х12ВНМФ

Ударная вязкость, KCU, Дж/см²

Состояние поставки, термообработка	+20	-20	-40	-60
Диск диаметром 750−1020 мм, высотой 300 мм. Поковка ротора диаметром 1140 мм. Закалка 1050 С, масло. Отпуск 720 С. (Образцы тангенциальные) б0,2 = 600−650 МПа, бв = 750−810 МПа.	47−147	57	67	62

Твердость стали 15Х12ВНМФ

σ_-1, МПа	n	σ_B, МПа	σ_0,2, МПа	Термообработка, состояниестали
380	1Е+7	510	690	Закалка 1050 С, масло. Отпуск 700−720 С. Образцы гладкие.
168	1Е+7	510	690	Закалка 1050 С, масло. Отпуск 700−720 С. Образцы гладкие. Образец с надрезом, радиус в вершине надреза 0,75 мм.

Физические свойства стали 15Х12ВНМФ

Температура испытания,°С	20	100	200	300	400	500	600	700	800	900
Модуль нормальной упругости, Е, ГПа	212	207	202	196	190	181	167
Плотность стали, pn, кг/м³	7850	7830	7800	7780	7760	7730	7700	7670
Коэффициент теплопроводности Вт/(м ·°С)		25	25	26	26	27	27
Температура испытания,°С	20−100	20−200	20−300	20−400	20−500	20−600	20−700	20−800	20−900	20−1000
Коэффициент линейного расширения (a, 10−6 1/°С)	10.5	10.8	11.1	11.4	11.6	11.8	11.9	12.0	10.7	11.6

Сталь 15Х12ВНМФ