Сталь 15ХСНД – расшифровка, химический состав, преимущества, сравнительные характеристики

Сталь 15ХСНД по праву считается одной из самых востребованных в мире марок стали. Это конструкционная низколегированная хромокремненикелевая сталь, предназначенная для сварных и сборных конструкций с повышенными требованиями к прочности, износоустойчивости, антикоррозионным свойствам и температурному диапазону применения. Эта марка сложнее в производстве и дороже некоторых аналогов, но ее использование приводит к существенной экономии материала, что с лихвой окупает ее более высокую стоимость. Сталь 15ХСНД не является нержавеющей, т.к. содержание легирующих добавок в ее составе значительно ниже, чем у нержавеек. Тем не менее, она значительно превосходит углеродистые стали по устойчивости к коррозии и разрушительному влиянию кислотных сред. Эту сталь можно использовать без защитного покрытия при нормальных условиях эксплуатации.

Расшифровка марки

Обозначения марки указывают на химический состав стали. Каждый элемент, влияющий на свойства и характеристики металла в значительной степени, попадает в маркировку. Примеси, содержащиеся в сплаве в малых концентрациях, в маркировке не указываются.

• 15 – цифра указывает на содержание углерода в сотых долях (0,15%). Стали с высоким содержанием углерода самые прочные и твердые, но уступают в показателях пластичности и вязкости. Если углерода в сплаве мало, такой сплав считается «мягким» - он подходит для эксплуатации при высоких динамических (ударных) нагрузках, но отстает по твердости. Варьирование показателя содержания углерода позволяет подобрать сталь по задаче, в зависимости от назначения изделия.
• Х – хром (до 0.9%). Хромистые стали хорошо сопротивляются коррозии, при содержании хрома около 18% становятся нержавеющими. Хром делает сталь еще тверже, практически не влияя на пластичность. Высоколегированные стали, как правило, плохо поддаются обработке, отличаются ограниченной свариваемостью и сложной резкой.
• С – кремний (до 0,7%). Кремний используется в производстве сталей как раскислитель – добавка, препятствующая газообразованию при затвердевании сплава. Он защищает металл от кислотного воздействия и связывает серу, чем повышает качество сплава.
• Н – никель (до 0,6%). Благодаря никелю сталь лучше прокаливается, лучше сопротивляется коррозии, становится прочнее и пластичнее. Это дорогая легирующая добавка, для удешевления стоимости сплава чаще используют хром.
• Д – медь (до 0,4%). Добавляется в строительную сталь, повышает прочность и антикоррозионную устойчивость материала.

Помимо перечисленных, в стали 15ХСНД содержатся также марганец, фосфор, сера, ванадий и другие элементы в незначительных количествах. Содержание вредных примесей – серы и фосфора – согласно ГОСТ 5058—65 не должно превышать 0,04% для каждого элемента.

Характеристики и применение

Основное назначение стали 15ХСНД – сварные металлоконструкции и их элементы. Из стали 15ХСНД производятся детали повышенной прочности для эксплуатации в условиях коррозионного риска, сверхнизких (до -70С) или сверхвысоких (до +450С) температур. Сплав успешно применяется в мостостроении, машиностроении, строительстве, вагоностроении, металлообрабатывающей промышленности и других отраслях. Благодаря свойствам стали 15ХСНД, применение металлопроката приводит к экономии материала до 20% по сравнению с листовой сталью других марок. Ее использование в сборных конструкциях, в масштабных инженерных проектах значительно снижает итоговую стоимость постройки. Тонкий и толстый лист стали 15ХСНД наиболее востребован на рынке. Сплав ценится за сопротивляемость ударным нагрузкам, легкость в обработке, отсутствие склонности к образованию трещин и сравнительную доступность.

Сталь 15ХСНД нечувствительна к флокенам, мало склонна к отпускной хрупкости, не ограничена по свариваемости. Сварка осуществляется следующими способами: АДС (флюс и газовая защита), ЭШС, РДС.

Обработка стали 15ХСНД

Сталь 15ХСНД хорошо обрабатывается всеми способами, это один из главных плюсов материала, обеспечивающий ему неизменную широкую популярность во всем мире. Ковка начинается при температуре 1180С, заканчивается при 840С. Резка осуществляется после процедур нормализации и отпуска, с помощью станочного оборудования, желательно – плазменных станков для максимальной точности. Из стали 15ХСНД изготавливают холоднокатаные тонкие листы, допускается гибка и холодная штамповка. Металл сваривается без ограничений, термообработка не требуется ни до, ни после сварочных работ. Сталь можно закаливать при температуре 900С в воде, после чего подвергать отпуску.

Заменители отечественного и иностранного производства

Сталь 15ХСНД популярна на рынке и имеет много аналогов, как в России, так и за рубежом. При необходимости замены, выбирается сталь, точно или приблизительно соответствующая исходной по эксплуатационным характеристикам. В России есть, по меньшей мере, пять марок, подходящих на роль заменителя для сплава 15ХСНД. Подробную информацию о точных и приблизительных аналогах смотрите в таблицах ниже.

Иностранные аналоги

Вид поставки

Виды поставки материала 15ХСНД

Температура критических точек, °С

Химический состав

Химический состав, % (ГОСТ 19281-2014)

Механические свойства

Механические свойства при испытании на растяжение (ГОСТ 19281-2014)

Механические свойства (ГОСТ 6713-91)

Ударная вязкость KC (ГОСТ 19281-89)

Механические свойства при повышенных температурах  

ПРИМЕЧАНИЕ. Лист нормализованный.

Механические свойства в зависимости от температуры отпуска  

ПРИМЕЧАНИЕ. Закалка c 900°С в воде.

Предел выносливости (n=10⁷)

Технологические свойства

Характеристики свариваемости стали 15ХСНД и технологические требования к ней

Электроды для сварки стали 15ХСНД

Сварочные материалы для сварки стали 15ХСНД с другими сталями в среде защитных газов и автоматической сварки под флюсом

Электроды для ручной электродуговой сварки разнородных сталей

Прокаливаемость

Коррозионная стойкость

Плотность ρ_п при температуре испытаний 20°С

ρ_п = 7830 кг/см³