1.4545 | 15-5PH | UNS S15500
Сталь 1.4545 (15-5PH, UNS S15500, X5CrNiCuNb15-5)
Общая характеристика стали 15-5PH
Сталь 1.4545 (15-5PH, UNS S15500) — это мартенситная дисперсионно-твердеющая нержавеющая сталь, которая предлагает уникальное сочетание высокой прочности и твердости, хорошей коррозионной стойкости, отличной поперечной ударной вязкости и хорошей ковкости.
Международные обозначения: 1.4545 15-5PH UNS S15500 X5CrNiCuNb15-5 XM-12
Ключевые особенности
- Дисперсионное твердение — возможность получения различных комбинаций свойств
- Отличные поперечные свойства — равномерные характеристики во всех направлениях
- Высокая прочность — предел прочности до 1379 МПа (200 ksi)
- Хорошая коррозионная стойкость — превосходит стали типов 410 и 431
- Широкий диапазон термообработки — состояния от H900 до H1150-M
- Хорошая свариваемость — не требует предварительного подогрева
- Высокая технологичность — хорошая обрабатываемость и ковкость
Химический состав
| Элемент | Содержание, % | Примечание |
|---|---|---|
| Углерод (C) | ≤ 0,07 | Максимальное |
| Хром (Cr) | 14,00 - 15,50 | Основной легирующий элемент |
| Никель (Ni) | 3,50 - 5,50 | Стабилизатор аустенита |
| Медь (Cu) | 2,50 - 4,50 | Элемент дисперсионного твердения |
| Ниобий (Nb) | 0,15 - 0,45 | Карбидообразующий элемент |
| Марганец (Mn) | ≤ 1,0 | Максимальное |
| Кремний (Si) | ≤ 1,00 | Максимальное |
| Фосфор (P) | ≤ 0,04 | Максимальное |
| Сера (S) | ≤ 0,03 | Максимальное |
Особенности состава: Низкое содержание углерода обеспечивает хорошую свариваемость без предварительного подогрева. Комбинация меди и ниобия создает дисперсионно-твердеющую систему, позволяющую получать широкий диапазон механических свойств.
Стандартные режимы термообработки
| Состояние | Температура, °C (°F) | Выдержка, часы | Охлаждение | Характеристики |
|---|---|---|---|---|
| Состояние A (Отжиг) | 1036 ± 14 °C (1900 ± 25 °F) | - | Масло или воздух до < 32 °C (90 °F) | Максимальная пластичность для формоизменения |
| H 900 | 482 °C (900 °F) | 1 | Воздух | Максимальная прочность и твердость |
| H 925 | 495 °C (925 °F) | 4 | Воздух | Высокая прочность с улучшенной ударной вязкостью |
| H 1025 | 552 °C (1025 °F) | 4 | Воздух | Оптимальный баланс прочности и пластичности |
| H 1075 | 579 °C (1075 °F) | 4 | Воздух | Улучшенная пластичность при сохранении прочности |
| H 1100 | 593 °C (1100 °F) | 4 | Воздух | Повышенная ударная вязкость |
| H 1150 | 621 °C (1150 °F) | 4 | Воздух | Максимальная пластичность и ударная вязкость |
| H 1150-M (Двойной переотпуск) | 760 °C (1400 °F) → 621 °C (1150 °F) | 2 → 4 | Воздух → Воздух | Наивысшая ударная вязкость для низкотемпературных применений |
Механические свойства (типичные)
Продольное направление - промежуточное расположение
| Состояние | Предел прочности, МПа (ksi) | Предел текучести 0.2%, МПа (ksi) | Относительное удлинение, % | Ударная вязкость, Дж | Твердость HRC |
|---|---|---|---|---|---|
| H 900 | 1379 (200) | 1276 (185) | 14 | 20 | 44 |
| H 925 | 1310 (190) | 1207 (175) | 14 | 34 | 42 |
| H 1025 | 1172 (170) | 1138 (165) | 15 | 47 | 38 |
| H 1075 | 1138 (165) | 1034 (150) | 16 | 54 | 36 |
| H 1100 | 1034 (150) | 931 (135) | 17 | 61 | 34 |
| H 1150 | 1000 (145) | 862 (125) | 19 | 68 | 33 |
| H 1150-M | 862 (125) | 586 (85) | 22 | 136 | 27 |
Состояние H1025: Наиболее популярное состояние, обеспечивающее оптимальный баланс между прочностью, пластичностью и ударной вязкостью. Широко используется в аэрокосмической и нефтегазовой промышленности.
Свойства при повышенных температурах
| Температура | Состояние H 925 | Состояние H 1025 | Состояние H 1100 | Состояние H 1150-M |
|---|---|---|---|---|
| 24 °C (75 °F) | 1317 МПа (191 ksi) | 1145 МПа (166 ksi) | 1069 МПа (155 ksi) | 896 МПа (130 ksi) |
| 204 °C (400 °F) | 1158 МПа (168 ksi) | 1014 МПа (147 ksi) | 951 МПа (138 ksi) | 765 МПа (111 ksi) |
| 315 °C (600 °F) | 1096 МПа (159 ksi) | 958 МПа (139 ksi) | 910 МПа (132 ksi) | 717 МПа (104 ksi) |
| 426 °C (800 °F) | 1027 МПа (149 ksi) | 917 МПа (133 ksi) | 848 МПа (123 ksi) | 676 МПа (98 ksi) |
| 538 °C (1000 °F) | 758 МПа (110 ksi) | 724 МПа (105 ksi) | 662 МПа (96 ksi) | 552 МПа (80 ksi) |
Свойства при низких температурах
Температурные ограничения: При использовании крупногабаритных прутков необходимо проявлять осторожность при проектировании. Для ответственных применений рекомендуются испытания на ударную вязкость при рабочих температурах.
Рекомендуемые температурные пределы
- Состояние H 925 — до -18 °C (0 °F) для общего применения
- Состояние H 1025 — до -46 °C (-50 °F)
- Состояние H 1100 — до -79 °C (-110 °F)
- Состояние H 1150-M — до -196 °C (-320 °F) для применений без ударных нагрузок
Ударная вязкость при низких температурах (Charpy V-notch, Дж)
| Состояние | 24°C | -40°C | -79°C | -196°C |
|---|---|---|---|---|
| H 1025 | 114 | 31 | 12 | 2.7 |
| H 1100 | 130 | 73 | 37 | 4.7 |
| H 1150-M | 236 | 226 | 206 | 45 |
Коррозионная стойкость
- Общая коррозионная стойкость — превышает стойкость сталей типов 410 и 431
- Стойкость к солевому туману — минимальное образование ржавчины после 500 часов в 5% солевом тумане
- Стойкость к коррозионному растрескиванию под напряжением — высокая стойкость в морской атмосфере
- Влияние термообработки — лучшая коррозионная стойкость в полностью закаленном состоянии (H900-H925)
- Атмосферная коррозия — при длительном воздействии морской атмосферы образуется поверхностный слой ржавчины
Обработка и изготовление
Ковка
- Температура ковки — 1176-1204 °C (2150-2200 °F)
- Выдержка — минимум 15 минут перед ковкой
- Охлаждение после ковки — до 32 °C (90 °F) для полного превращения
- Термообработка после ковки — отжиг при 1022-1050°C с охлаждением до 32°C
Механическая обработка
- Обрабатываемость в состоянии A — аналогична сталям типов 302 и 304
- Обрабатываемость в состоянии H 900 — 60% от скорости состояния A
- Чистовая обработка — возможна в состоянии A с последующей термообработкой
- Качество поверхности — отличное в любом состоянии
- Лучший срок службы инструмента — в состоянии H 1150-M
Сварка
- Свариваемость — хорошая, не требует предварительного подогрева
- Присадочный материал — AWS E/ER 630 (аналогичен основному металлу)
- Процессы сварки — подходят все дуговые и контактные методы
- Термообработка после сварки — необходима для достижения свойств основного металла
- Преимущество — низкое содержание углерода предотвращает образование закалочных трещин
Области применения
Основные отрасли промышленности
| Отрасль | Применение | Рекомендуемое состояние |
|---|---|---|
| Авиационно-космическая промышленность | Компоненты самолетов, поковки, крепежные детали | H1025, H1100 |
| Нефтегазовая промышленность | Детали насосов, клапаны высокого давления, штанговые насосы | H1025, H1075 |
| Энергетическое машиностроение | Турбинные компоненты, детали паровых систем | H1025, H1100 |
| Приборостроение | Преобразователи давления, чувствительные элементы | H1025, H1075 |
| Химическая промышленность | Оборудование для агрессивных сред, арматура | H1025, H1100 |
| Медицинское оборудование | Хирургические инструменты, имплантаты | H1025, H1075 |
| Криогенная техника | Оборудование для низких температур, криохранилища | H1150-M |
Физические свойства
| Параметр | Состояние A | Состояние H 900 | Состояние H 1150 |
|---|---|---|---|
| Плотность, г/см³ | 7,78 | 7,80 | 7,82 |
| Модуль упругости, ГПа | 196 | 196 | 196 |
| Модуль сдвига, ГПа | 77 | 75 | 74 |
| Удельное электросопротивление, мкОм·см | 98 | 77 | - |
| Коэффициент теплового расширения (21-93°C), 10⁻⁶/К | 10,8 | 10,8 | 11,9 |
| Температура плавления, °C | 1400-1440 | ||
| Коэффициент Пуассона | 0,272 (во всех закаленных состояниях) | ||
Поставки стали 1.4545 (15-5PH)
Мы предлагаем сталь 15-5PH в различных формах и состояниях поставки:
- Прутки — круглые (5-300 мм), квадратные, шестигранные
- Поковки — различные формы и размеры по чертежам заказчика
- Пластины и листы — толщина от 0,5 до 100 мм
- Полосы — для пружин и других специальных применений
- Проволока — для сварочных электродов и других целей
- Состояния поставки — A, H1025, H1075, H1150 и другие







































