Сталь Х15Н5МВФБ (ЗИ-53, ВНС-16, ВНС-16-ПШ) хромоникельмолибденовая с вольфрамом, ванадием и ниобием

Химический состав в %
С Cr Ni* Mo W V Nb Fe Si Mn S P
не более
0,05-0,08 13,5-15 4,2-4,7 0,8-1 0,7-1 0,15-0,25 0,08-0,15 Основа 0,6 0,6 0,015 0,025
* Прутки содержат 5,2-5,7% Ni; допускается 0,15-0,25% остаточной меди.
Механические свойства по ТУ (не менее)
Вид полу-
фабриката
ТУ Состояние
полуфабриката
или контрольных
образцов
Температура
испытания,
°С
σ0,2 σв δ5
ψ ан
кгс/мм2 % кгс·м/см2
Листы
холоднокатанные
толщиной
0,8-3,0 мм
АМЗ
41-68

Отожженные при 760°С, 90 мин,
охлаждение на воздухе
+ отпуск при 680°С, 3 часа,
охлаждение на воздухе

20 ≤95 ≤105 12 - -
Термически обработанные 
по режимам: закалка с 1000°С, 
охлаждение на воздухе +
отпуск при 480°С, 1 час,
охлаждение на воздухе
20 100 115 10 - -
450 85 100 10 - -
Закалка с 1000°С, 
охлаждение на воздухе +
отпуск при 530°С, 1 час,
охлаждение на воздухе
20 95 110 12 - -
500 70 80 12 - -
Лента толщиной
0,4-1,2 и шириной
350-380 мм
ТУС-2-
110-69
Отожженная при 760°С, 2 часа,
охлаждение с печью до 650°С
выдержка 10 часов,
охлаждение на воздухе
20 ≤95 ≤105 10 - -
Термически обработанная 
по режиму: закалка с 1000°С, 
охлаждение на воздухе +
отпуск при 530°С, 2 часа,
охлаждение на воздухе
20 105 120 8 - -
500 70 80 10 - -
Прутки ТУ 14-
136-
117
-72
Закалка с 1000°С, 
охлаждение на воздухе +
обработка холодом (-70°С),
2 часа + отпуск при 530°С,
2 часа, охлаждение на воздухе
20 100 115 12 60 10
500 70 80 12 60 10
Листы
горячекатанные
толщиной
4,0-11,0 мм
ТУ 14-
123-
3
-71
Отожженные при 760°С,
1,5 часа, охлаждение на
воздухе + отпуск при 680°С,
5 часов, охлаждение на воздухе
20 130 140 5 - -
Термически обработанные 
по режиму: закалка с 1000°С, 
охлаждение на воздухе,
отпуск при 480°С, 1 час
20 100 120 10 - -

Механические свойства при различных температурах
Вид полу-
фабриката
и состояние
Температура, °С Е σпц σ0,2 σв δ5 Ψ ан ат.у
отпуска испытания кгс/мм2 % кгс·м/см2

Листы,
закаленные
с 1000°С на
воздухе

480 20 18500 - 100 120 11 - 10 3,5
450 15500 - 85 105 12 - 10 -
530 20 18500 - 100 110 11 - 12 5,0
500 14000 - 65 80 12 - 14 -
580
20 18000 - 90 110 12 - 15 -
550 12500 - 50 65 12 - 16 -
630 20 - - 80 105 16 - 16 -
600 - - 50 55 24 - - -
Прутки,
закаленные
с 1000°С на
воздухе *
480 20 - - 100 120 18 60 12 6
450 - - 95 110 12 60 - -
530
20 - - 100 120 16 60 12 8
500 - - 65 80 16 65 - -
580
20 - - 90 115 16 60 - -
550 - - 55 65 18 70 - -
630 20 - - 80 105 16 60 - -
* Данные получены на образцах, прошедших после закалки обработку холодом (-70°С), выдержка 2 часа
Пределы длительной прочности, ползучести и выносливости
Вид полу-
фабриката
и состояние
Температура, °С σ100 σ500 σ0,2/100 σ0,2/500 σ-1
отпуска испытания кгс/мм2
Листы,
закаленные
с 1000°С на
воздухе
480 450 83 76 30 25 -
530 20 - - - - 50
530 500 50 45 25 20 40
Прутки,
закаленные
с 1000°С на
воздухе *
480 450 90 - 32 - -
20 - - - - 56
530 500 50 - - - -

* Данные получены на образцах, прошедших после закалки обработку холодом (-70°С), выдержка 2 часа

Сопротивление повторно-статическим нагрузкам
(пульсирующее растяжение; n = 8 цикл/мин)
Вид полу-
фабриката
и состояние
Характеристика
образцов
Температура, °С σ кгс/мм2
отпуска испытания 49 56 65 72,5 81
Листы,
закаленные
с 1000°С на
воздухе
Плоские с центральным
отверстием диаметром
3 мм
530 20 >250·103 25·103 - 15·103 -
Прутки,
закаленные
с 1000°С на
воздухе *
Круглые с кольцевым
надрезом (r=0,75 мм)
480 20 - - 30·103   
10
·10**
- 10·103
530 - - - 30·103 - 11·103

* Данные получены на образцах, прошедших после закалки обработку холодом (-70°С), выдержка 2 часа.

** Данные для образцов с rнадреза = 0,1 мм

Механические свойства при двухосном напряженном состоянии
(сосредоточенная деформация)
Вид полу-
фабриката
Состояние Вид термо-
обработки
Температура, °С σв услов. σк SK Ратм
в0
ψ
отпуска испытания кгс/мм2 %
Листы
Без концентратора Закалка с
1000°С на
воздухе +
отпуск
530 20 120 160 215 1000 25
С концентратором
(l=1 мм, h=0,1 мм)
    120 155 150 950 20
Без концентратора 580 20 115 160 215 930 27
С концентратором
(l=1 мм, h=0,1 мм)
    115 155 150 910 22
Сварные
листовые
соединения
(сварка ААрДЭС
без присадки)
Термообработанные
до сварки
Закалка с
1000°С на
воздухе +
отпуск
480 20 118 137 137 750 12
Термообработанные
после сварки
    125 145 145 750 12
Термообработанные
после сварки
530 20 130 150 150 850 10
Термообработанные
до сварки
580 20 125 160 150 890 22
Термообработанные
после сварки
    125 145 145 750 12
Физические свойства
Плотность: 7820 кг/м3
Коэффициент термического линейного расширения
Температура, °С
0-100 20-200 20-300
20-400 20-500
α·106 1/град 11,3 11,5 11,6 11,8 12,1
Температура, °С
100-200 200-300
300-400 400-500
α·106 1/град 11,9 12,15 12,45 13,05
Коэффициент теплопроводности
Температура, °С
25 100 200 300 400 500
λ вт/м·град 17,2 18,4 19,7 21,3 22,2 23,0
Удельная теплоемкость
Температура, °С
100 200 300 400 500
с кдж/кг·град 0,460 0,502 0,544 0,586 0,668
Критические точки

Критические точки

АС3 АС1 Мн Мк
Листы ˜800°С ˜750°С ˜180°С ˜90°С
Прутки ˜650°С ˜520°С ˜120°С ˜50°С
Магнитные свойства
Зависимость намагниченности насыщения при 20°С после закалки
с 1000°С на воздухе  от температуры отпуска
Температура
отпуска, °С
Магнитное насыщение (4πls) гаусс
листы прутки
Без отпуска - (8-10)·103
480 11·103 10·103
530 12·103 11·103
580 12·103 12·103
630 12·103 10·103
680 12·103 -

Коррозионная стойкость
Сталь обладает удовлетворительной коррозионной стойкостью. Для повышения коррозионной стойкости сварные детали необходимо окрашивать.
Технологические данные
Метод выплавки
Сталь выплавляется в открытых электродуговых печах (листовой вариант), с последующим электрошлаковым переплавом (прутки, поковки, лента, а также листовой металл особо ответственного назначения).
Обработка резанием

Сталь удовлетворительно обрабатывается резанием.

Рекомендуемая термическая обработка

Смягчающая термическая обработка (отжиг) по режиму: нагрев на 760°С, выдержка 30—60 мин, охлаждение на воздухе + нагрев на 650°С, выдержка 3—5 часов, охлаждение на воздухе.

Упрочняющая термическая обработка по режиму: закалка с 1000°С на возду­хе (листы, лента, прутки диаметром до 30 мм) или в масле и далее на воздухе (прутки диаметром более 30 мм, поковки) + отпуск при 480, 530 или 580°С (в за­висимости от температурных условий эксплуатации деталей). 

Для прутков и поковок после закалки рекомендуется обработка холодом (–70°С), выдержка 2 часа или (–50°С), 4 часа.

Штампуемость
Сталь хорошо деформируется в холодном состоянии.
Состояние материала Вытяжка Отбортовка Выдавка Гибка (rmin)
Отожженное 1,75-2,05 1,35-1,5 0,12-0,15 (2-3) s*
* s - толщина листа в мм
Свариваемость
Сталь хорошо сваривается автоматической аргонодуговой сваркой неплавящимся электродом без присадки, контактной (точечной и роликовой) и электронно-лучевой сваркой; не склонна к образованию горячих и холодных трещин и не требует подогрева до или после сварки. Сварные соединения не склонны к охруп­чиванию или разупрочнению при длительных нагревах на температуры до 500°С включительно. Сталь рекомендуется для изготовления конструкций из термически обработанных элементов, допускается термическая обработка после сварки. Рас­чет прочности сварных соединений следует вести на 0,9 σв основного материала.
Влияние дополнительного нагрева на механические свойства сварных соединений
(толщина листов 0,8-3,0 мм, нее менее)
Вид полу-
фабриката
Темпера-
тура, °С
Режим термической обработки:
отпуск + сварка
Режим
термической

обработки:
отпуск+
сварка+
нагрев *

в течение
500 часов
σв σ100 σ-1 малоцик-
ловая

усталость **
угол изгиба
град
ат.у кгс·м/см2
отпу-
ска
испы-
тания
кгс/мм2 72,5 56 шов основ-
ной

металл
шов основ-
ной

металл
σв
кгс/мм2
ат.у
кгс·м/см2
кгс/мм2 шов основ-
ной
металл

Листы,
закаленные
с 1000°С на
воздухе

480 20 110 - 24 - - 80 120 3 6 130 3,5 5,5
450 90 80 - - - - - - - 95 - -
530 20 105 - 22 7,0 15,5 75 120 5 6 100 6,0 4,5
500 75 40 - - - - - - - 70 - -
580 20 100 - - - - 70 - - - 95 - -
550 60 - - - - - - - - 55 - -

* Температура нагрева на 30°С ниже температуры отпуска.

** Частота нагружения 8-10 цикл/мин.

Механические свойства сварных соединений (Т.Э.С.) после длительных нагревов (не менее). Состояние до сварки: закалка с 1000°С на воздухе и отпуск при различных температурах
Вид полу-
фабриката 
Температура 
отпуска, °С
Режим длительного нагрева Температура 
испытания, °С
Ротрыва Рсреза
температура,
°С 
время,
час
кгс
Листы
толщиной
1,2 мм
480 Без нагрева - 20 650 2200
450 50 580 -
100 570 2000
500 570 -
Без нагрева - 450 - 1600
450 100 - 1400
500 - 1550
530 Без нагрева - 20 640 1500
500 50 630 -
100 620 1200
500 650 1400
Горячая обработка давлением
Сталь хорошо деформируется в интервале температур 1120–850°С. Охлаждение после горячей деформации на воздухе.

Применение
Обшивка, детали внутреннего набора и силовые элементы, работающие в ат­мосферных условиях при температурах до 500°С длительно и до 550°С – кратковременно, а также изделия разового действия.

Технологическая пластичность стали Х15Н5МВФБ (горячее деформирование) - листы

Технологическая пластичность стали Х15Н5МВФБ (горячее деформирование) - прутки

Влияние степени деформации при холодной прокатке на механические свойства  ленты различных плавок 

Uslovn obozn 1

Uslovn obozn 2

Uslovn obozn 2 1

Uslovn obozn 3