Технические характеристики легированной стали шх15
Содержание:
- Сталь для качественных ножей
- Сталь ШХ15 для ножей: плюсы, минусы и её характеристики
- Стандарты
- Особенности обработки
- Применение
- Основные свойства стали
- Конструкционная сталь характеристики, свойства
- Свойства стальных сплавов
- Требования к химическому составу
- Химический состав
- Предложения из соседних регионов
- Сферы применения
- Механические характеристики
- Химический состав
- Углеродистая сталь
- Материалы подшипников качения
Сталь для качественных ножей
Впервые ШХ15 была создана, как производственная инструментальная сталь, но со временем она обрела большую универсальность и превратилась в один из лучших сплавов для изготовления ножей.
Металл прекрасно поддаётся термообработке, что позволяет активно применять его в производстве режущих инструментов. После термической обработки значительно увеличивается прочность и износостойкость ножей.
Клинки, выполненные из ШХ15, имеют длительный срок службы, так как устойчивость к внешним нагрузкам позволяет им долго удерживать заточку. Они неплохо противостоят воздействию внешней среды.
Однако этот сплав из-за низкого содержания хрома в некоторой мере подвержен коррозионным процессам.
Клинок из стали ШХ15.
Сталь ШХ15 для ножей используется при производстве тактических, подарочных, охотничьих и кухонных моделей. Такие изделия без особых проблем справляются с разделкой мяса, рубкой костей и веток, резанием толстых верёвок, со всеми бытовыми задачами. Такой нож будет находкой для заядлого повара. А если тщательно следить и ухаживать за своим инструментом, то он прослужит долгое время.
Сталь ШХ15 для ножей: плюсы, минусы и её характеристики
Каждый вид стали имеет свои свойства и особенности, положительные и отрицательные стороны, что используется в производстве ножей различного назначения. Сталь ШХ15 – одна из тех, которые используются для изготовления ножей и другого режущего инструмента. Относится к углеродистым низколегированным хромистым сплавам.
Изначально металл ШХ15 предназначался для производства роликов и шариков для подшипников из-за повышенной твердости, износостойкости и устойчивости к коррозии. Поэтому сталь и получила название подшипниковой, хотя в Европе мастера ее широко использовали для изготовления ножей.
Целесообразность ее использования была обусловлена высокой износостойкостью, твердостью и так называемой контактной прочностью. Проще говоря, при длительной работе с очень крепкими материалами изделие не деформируется и сохраняет свою структуру и свойства, не ломается, не рассыпается в крошку.
Ее российскими аналогами и заменителями являются стали марок ШХ9, ШХ12, ШХ15СГ. За рубежом сплав также имеет широкое распространение, но используется в основном для изготовления бытового режущего инструмента.
Аналогичные или близкие по составу сплавы производят в США, странах Евросоюза, Австралии, южной Корее, Китае.
Химический состав
Как и все углеродистые стали, ШХ15 имеет в своем составе углерод, содержание которого составляет от 0.95 до 1.05%.
Из легирующих добавок основными являются:
- кремний, увеличивающий прочность и сохраняющий вязкость;
- марганец, повышающий вместе с хромом твердость и износоустойчивость, сопротивляемость ударным нагрузкам при сохранении пластичности;
- хром, придающий сплаву антикоррозийные свойства.
Стоит отметить, что если сплав содержит более 13% хрома, сталь относят к нержавеющей. В ШХ15 его количество невелико: всего от 1.35 до 1.65%.
Технические характеристики
Основной характеристикой стали ШХ15 является высокая чувствительность к технологической обработке методом горячей деформации и термическим процессам. В результате сталь обретает стойкость, которая непосредственно отражается на качестве готовых изделий. Эти процессы формируют высокую износостойкость, упругость при сохранении на требуемом уровне вязкости и пластичности.
Закалка производится в водном растворе при температуре 810–820 или в масле, которое нагрето до 40–60С. Температура заготовки должна составлять от 650 до 830С
Основными плюсами стали ШХ15 являются такие достоинства как:
- однородность, достигнутая благодаря использованию специальных технологий;
- отличная выносливость при контакте с другими материалами;
- податливость к обработке;
- высокая твердость и износостойкость;
- вязкость и пластичность;
- получение тонкой острой режущей кромки.
К минусам стали шх15 обычно относят неустойчивость к коррозийным процессам и сложность заточки.
Сталь — для качественных ножей
Начиная свою «жизнь» как производственная инструментальная сталь, ШХ15 со временем превратилась в одну из лучших для изготовления ножей, и сегодня характеризуется универсальностью в применении.
Сплав отлично поддается температурной обработке, поэтому активно используется для изготовления ножей, приобретая необходимую форму и в несколько раз, увеличивая показатели прочности и надежности. При этом значительно повышается износостойкость ножей, обеспеченная высокой твердостью стали.
Лезвие, выполненное из стали шх15, служит в течение долгого времени. Ярко выраженная износостойкость позволяет нечасто выполнять заточку режущей кромки, которая, в свою очередь, продолжительное время сохраняет остроту клинка.
Сплав шх15 используется при изготовлении тактических, засапожных ножей, подарочных финок НКВД, которые украсят любые коллекции. Прекрасно демонстрируют лучшие свойства стали охотничьи ножи.
Они сохраняют остроту лезвия даже при обработке материалов твердой структуры: веток, костей животных.
Лучшие образцы изделий для туристов, охотников и рыбаков, выполненные всемирно известными кизлярскими мастерами.
Он обладает великолепными режущими свойствами: прекрасно справляется с резкой мяса различной толщины и плотности, обработкой тушек птицы, шинковкой овощей, нарезкой сыра и хлебобулочных изделий.
Использование ножей ШХ15 превращает работу на кухне в приятное занятие, а своевременный уход за таким ножом позволит его использовать в течение продолжительного времени.
Сталь ШХ15 – одна из самых востребованных для производства ножей и другого режущего инструмента. Изделия из сплава этой марки отлично проявляют себя в быту и могут стать замечательным подарком, качественным и долговечным.
Стандарты
| Название | Код | Стандарты |
|---|---|---|
| Листы и полосы | В23 | ГОСТ 103-2006 |
| Сортовой и фасонный прокат | В22 | ГОСТ 2590-2006, ГОСТ 2591-2006 |
| Проволока стальная легированная | В73 | ГОСТ 4727-83 |
| Трубы стальные и соединительные части к ним | В62 | ГОСТ 800-78, TУ 14-3-1203-83, TУ 14-3-335-75 |
| Сортовой и фасонный прокат | В32 | ГОСТ 801-78, ГОСТ 7417-75, ГОСТ 14955-77, ГОСТ 21022-75, TУ 14-1-1500-75, TУ 14-1-2032-76, TУ 14-1-232-72, TУ 14-1-2398-78, TУ 14-132-173-88, TУ 14-1-3815-84, TУ 14-1-5358-98, TУ 14-11-245-88, TУ 1142-250-00187211-96 |
| Болванки. Заготовки. Слябы | В31 | TУ 14-1-1213-75, TУ 14-1-3680-83, TУ 14-1-3911-85, TУ 14-1-699-73 |
| Листы и полосы | В33 | TУ 14-1-2425-78, TУ 14-19-18-87 |
| Твердые сплавы, металлокерамические изделия и порошки металлические | В56 | TУ 14-22-139-99 |
| Ленты | В34 | TУ 14-4-1112-80 |
| Проволока стальная низкоуглеродистая | В71 | TУ 14-4-563-74 |
Особенности обработки
Сегодня термообработка проводится для увеличения основных качеств металла довольно часто. Среди особенностей отметим:
- Довольно часто проводится закалка ШХ15. Она позволяет существенно повысить твердость поверхностного слоя. Стоит учитывать, что после закалки провести заточку режущей кромки достаточно сложно. Закаленную сталь ШХ 15 сложно обрабатывать резанием. Именно поэтому закалка проводится после придания заготовке требуемой формы и размеров. Термической обработки режимы во многом зависят от температуры критических точек. Стоит учитывать, что охлаждение в воде приводит к образованию структурных и поверхностных деформацией. Охлаждение на открытом воздухе проводится только в случае больших размеров изделия.
- Отжиг стали ШХ15 проводится при температуре около 800 градусов Целься. Подобная обработка позволяет устранить внутренние напряжения, которые становятся причиной появления трещин и других дефектов. Как правило, отжиг проводят после закалки изделия. Для проведения подобного процесса могут использовать различное оборудование.
- Заготовка может подвергаться и ковке, для чего проводится разогрев до 1150 градусов Цельсия. Охлаждение проводится на открытом воздухе или в яме. При ковке структура материала становится более плотной и устойчивой к различному воздействию.
При рассмотрении основных качеств учитывается склонность к отпускной хрупкости, а также возможность проводить обработку резанием. Для термической обработки может применяться самое различное оборудование. Высокая температура плавления определяет то, что в домашних условиях улучшение проводится крайне редко.
Применение
ШХ15 применяют в подшипниковой отрасли. Из неё изготавливают шарики, предельный размер которых составляет 150 мм, роликов с максимальным размером до 23 мм. Кроме того, из стали марки ШХ15 производят подшипниковые кольца толщина которых не превышает 14 мм.
Во время работы детали подшипника подвергаются большим нагрузкам, распределяемым на малой площади. Более того, эти нагрузки имеют разную полярность, такие нагрузки называют знакопеременными, они могут достигать давления порядка 300 — 500 кг/кв. см. Именно поэтому термообработка этой стали проходит при высоких температурах.
Важно понимать, что такие нагрузки не могут пройти бесследно и рано или поздно на внутренней поверхности колец могут образовываться микротрещины. Появление дефектных участков приводит к росту ударной нагрузки, которая, в свою очередь, приводит к росту дефектных участков в результате подшипник выйдет из строя
В промышленности этот материал применяют уже около 100 лет, кроме подшипниковой отрасли этот материал используют для производства режущего инструмента, в том числе и ножей. Нож, выполненный из стали, обладает большим запасом прочности и способностью длительное время сохранять заточку. Характеристики материала позволяют изготавливать элементарные кухонные ножи.
Основные свойства стали
В промышленности шарико-подшипниковая сталь ШХ 15 получила широкое распространение. Это связано с особыми эксплуатационными характеристиками, которые позволяют применять металл при создании подшипников и лезвия. Название стали связано с тем, что практически все подшипники изготавливаются при применении этого материала.
Характеристики стали ШХ15 следующие:
- Повышенная твердость поверхности. Подшипники и режущая кромка лезвия при эксплуатации подвергаются износу. Для того чтобы поверхность изделия не реагировала на механическое воздействие существенно повышается показатель твердости.
- Износостойкость определяет то, что поверхность не реагирует на трение и другое воздействие. Металл ШХ9 и ШХ15 характеризуются высокой износостойкостью, поэтому создаваемые изделия могут прослужить в течение длительного периода.
- Устойчивость к коррозии также можно назвать привлекательным качеством рассматриваемого металла. Ржавчина, которая появляется на поверхности, снижает срок службы изделия. Сталь ШХ15 не относится к нержавейкам. Поэтому на высокую устойчивость к высокой влажности и химически агрессивной среде рассчитывать не следует.
- Стойкость к смятию. Точечное воздействие высокой нагрузки может привести к образованию вмятины, но рассматриваемый металл характеризуется высокой устойчивостью к подобному воздействию.
- Пластичность и вязкость также учитываются при создании различных изделий.
- Структура прекрасно поддается термической обработке. Как правило, проводится закалка после придания требуемой формы и размеров. Кроме закалки выполняется отжиг и ковка, которые также могут улучшить структуру материала.
- Склонность к отпускной хрупкости определяет то, что после закалки могут появится структурные дефекты. Они могут повысить хрупкость получаемого изделия.
- Плохая свариваемость. Повысить твердость смогли за счет повышения концентрации углерода. Однако, этот химический элемент существенно усложняет процесс сварки. Как правило, для повышения качества сварного шва проводится подогрев заготовки.
Свойства подшипниковой стали ШХ 15
Марка стали ШХ15, расшифровка которой проводится в соответствии с установленными стандартами ГОСТ, хорошо поддается различным видам обработки и обладает стойкостью к смятию. Кроме этого, поверхность характеризуется высокой твердостью. Температура критических точек довольно высока, она учитывается при проведении термической обработки.
Конструкционная сталь характеристики, свойства
Конструкционная подшипниковая сталь ШХ15 используется для изготовления деталей с высокой контактной прочностью/ твердостью/ износостойкостью – шарики Ø до 150 мм, ролики Ø до 23 мм, кольца с толщиной стенки до 14 мм, ролики толкателей, корпуса распылителей, нагнетательные клапаны, плунжеры и втулки, другие изделия.
Сталь ШХ15 – отечественные аналоги
| Марка металлопроката | Заменитель |
| ШХ15 | ШХ9 |
| ШХ12 | |
| ШХ15СГ |
| Марка | Классификация | Вид поставки | ГОСТ | Зарубежные аналоги |
| ШХ15 (ШХ15–В, ШХ15–Ш) | Сталь конструкционная подшипниковая | Сортовой прокат | 801–78 | есть |
| Режим | Среда охлаждения | t, 0С |
| Отжиг | печь, 150С/ч | 800 |
| Вид полуфабриката | t, 0С | Охлаждение | |
| Размер | Условия | ||
| Слиток | 1150–800 | до 400 | Низкотемпературный отжиг |
| Заготовка | до 250 | На воздухе | |
| 251–350 | В яме |
| Свариваемость | Способы сварки |
| трудно свариваемая | КТС |
Чувствительна.
Резка
| Исходные данные | Обрабатываемость резанием Ku | |||
| Состояние | HB, МПа | sB, МПа | твердый сплав | быстрорежущая сталь |
| отожженное | 179–217 | 730 | 0.90 | 0,36 |
Сталь ШХ15 – химический состав
Массовая доля элементов не более, %:
| Кислород | Кремний | Марганец | Медь | Никель | Сера | Титан | Углерод | Фосфор | Хром |
| 0,0015 | 0,17–0,37 | 0,2–0,4 | 0,25 | 0,3 | 0,02 | 0,01 | 0,95–1,05 | 0,027 | 1,3–1,65 |
Материал ШХ15 – механические свойства
| Сортамент | ГОСТ | Размеры – толщина, диаметр | Режим термообработки | t | KCU | y | d5 | sт | sв |
| мм | 0С | кДж/м2 | % | % | МПа | МПа | |||
| Прокат | 801–78 | Отжиг (печь) 150С/ч | 800 | 440 | 45 | 20 | 370–410 | 590–730 |
| Сортамент | ГОСТ | HB 10-1 |
| Прокат | 801–78 | 179–207 |
| Критические точки | Ac1 | Ac3 | Ar1 | Ar3 | Мп |
| Температура | 724 | 900 | 700 | 713 | 210 |
| Термообработка | KCU при температурах | ||||
| -500С | -400С | -250С | -200С | 00С | +200С |
| Закалка (масло) 8300С | 64 | 69 | 88 | ||
| Отпуск (воздух) 1500С |
| Термообработка | HRC | НВ | t-1 | s-1 |
| Отжиг | 192 | 333 | ||
| Закалка (масло) 8300С | 60 | 804 | ||
| Отпуск 1500С |
| t | r | R 109 | E 10-5 | l | a 106 | C |
| 0С | кг/м3 | Ом·м | МПа | Вт/(м·град) | 1/Град | Дж/ (кг·град) |
| 20 | 7812 | 2.11 | ||||
| 100 | 7790 | 390 | 11.9 | |||
| 200 | 7750 | 470 | 40 | 15.1 | ||
| 300 | 7720 | 520 | 15.5 | |||
| 400 | 7680 | 37 | 15.6 | |||
| 500 | 7640 | 32 | 15.7 |
| Австралия | Англия | Болгария | Венгрия | Германия | Евросоюз | Испания | Италия | ||||
| AS | BS | BDS | MSZ | DIN, WNr | EN | UNE | UNI | ||||
|
| Китай | Польша | Румыния | США | Франция | Чехия | Швеция | Юж. Корея | Япония |
| GB | PN | STAS | — | AFNOR | CSN | SS | KS | JIS |
Материал ШХ15 – область применения
Сталь марки ШХ15 используют для изготовления деталей с высокой контактной прочностью/ твердостью/ износостойкостью.
Условные обозначения
| HRCэ | HB | KCU | y | d5 | sT | sв |
| МПа | кДж / м2 | % | % | МПа | МПа | |
| Твердость по Роквеллу | Твердость по Бринеллю | Ударная вязкость | Относительное сужение | Относительное удлинение при разрыве | Предел текучести | Предел кратковременной прочности |
| Ku | s0,2 | t-1 | s-1 |
| Коэффициент относительной обрабатываемости | Условный предел текучести с 0,2% допуском при нагружении на значение пластической деформации | Предел выносливости при кручении (симметричный цикл) | Предел выносливости при сжатии-растяжении (симметричный цикл) |
| N | число циклов деформаций/ напряжений, выдержанных объектом под нагрузкой до появления усталостного разрушения/ трещины |
Свариваемость
| Без ограничений | Ограниченная | Трудно свариваемая | |
| Подогрев | нет | до 100–1200С | 200–3000С |
| Термообработка | нет | есть | отжиг |
Физические свойства
| R | Ом·м | Удельное сопротивление |
| r | кг/м3 | Плотность |
| C | Дж/(кг·град) | Удельная теплоемкость |
| l | Вт/(м·град) | Коэффициент теплопроводности |
| a | 1/Град | Коэффициент линейного расширения |
| E | МПа | Модуль упругости |
| t | 0С | Температура |
Купить конструкционную подшипниковую сталь ШХ15 в Санкт-Петербурге Вы можете по телефону + 7 (812) 703-43-43. Специалисты компании «ЛенСпецСталь» оформят заказ, сориентируют по сортаменту, ценам, условиям доставки.
ПродукцияДоставкаКонтакты
Свойства стальных сплавов
Исходя из названия можно сразу догадаться, что подшипниковые марки стали нужны для производства шариков для подшипников, колец, роликов и других разнообразных деталей, на которые оказывается повышенная нагрузка.
Стали с повышенным количеством углерода:
- Сплавы, предназначенные для эксплуатации при высоких температурах и агрессивных средах. К таким сталям выдвигают повышенные требования, поэтому они должны характеризоваться устойчивостью к нагреву и коррозии.
- Стальные сплавы для функционирования в стандартных условиях. Металл может использоваться в различных отраслях. Сплавы имеют в составе хромомарганец, хром, молибден, кремний.
К популярным подшипниковым сплавам можно отнести стали следующих марок: 11Х18М-ШД, ШХ15, 95Х18-Ш, ШХ20СГ, 8Х4М4ВФ1-Ш. Буквы ШД в маркировке стального сплава значит, что сталь изготавливалась при помощи вакуумно-дуговой переработки. Буква Ш означает, что при производстве данных сплавов использовалась электрошлаковая технология.
Основные характеристики металлических сплавов очень схожи с химическим составом стали из инструментальной группы.
Требования к химическому составу
Подшипниковые стали имеют в составе определенные легирующие компоненты:
- кремний;
- серу;
- углерод;
- марганец;
- хром;
- медь;
- фосфор;
- никель.
В зависимости от марки стального сплава все эти компоненты содержаться в определенных пропорциях. Если в сплаве ШХ15СГ содержится кремния 0,4-0,65%, а углерода — 0,95-1,05, то в стали ШХ15 кремния — 0,17-0,37%, а показатели углерода находятся в тех же пределах.
Немалое количество углерода, которое содержится в подшипниковых сталях, обеспечивает сплавам хорошую износостойкость в процессе эксплуатации. Также именно углерод влияет на прочность деталей после нагрева. Термообработка способствует стабильности геометрических параметров изделий при эксплуатационной температуре свыше 100 градусов. Хоть термообработка и обеспечивает стабильность, но снижается твердость стальных сплавов.
Марганец и хром, которые добавляются в подшипниковую сталь, обеспечивают сплавам повышение истироустойчивости и твердости.
Такой компонент, как молибден, добавляется в подшипниковые сплавы для обеспечения готовым изделиям долговечности. Несмотря на то, что большинство добавок обязательны, их количество играет очень большую роль. Чрезмерное количество может оказать негативное влияние, нужно соблюдать пропорции при производстве стали.
Компоненты с негативным влиянием
- Медь. Данный элемент хоть и увеличивает прочность готовых слов, но при избытке может стать причиной появления трещин и надрывов.
- Фосфор. Компонент способен уменьшать прочность на изгиб и делать материал хрупким. Если добавлять вещество в определенном количестве, то повышается восприимчивость стали к нагрузкам динамического характера.
- Азот, олово либо мышьяк. Данные компоненты даже при наличии в тысячных долях процента могут стать причиной раскрашивания металла.
- Никель. Если сталь имеет избыточные показатели никеля в своём составе, то твёрдость может существенно быть снижена.
- Сера. Хоть нет однозначного мнения по данному компоненту, но отечественные производители стали не используют серу выше 0,15%, так как излишки компонента делают деталь склонной к быстрому усталостному разрушению.
Химический состав
| Стандарт | C | S | P | Mn | Cr | Si | Ni | Fe | Cu |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ГОСТ 801-78 | 0.95-1.05 | ≤0.02 | ≤0.027 | 0.2-0.4 | 1.3-1.65 | 0.17-0.37 | ≤0.3 | Остаток | ≤0.25 |
| ГОСТ 21022-75 | 0.95-1.05 | ≤0.01 | ≤0.025 | 0.2-0.4 | 1.3-1.65 | 0.17-0.37 | ≤0.3 | Остаток | ≤0.25 |
Fe — основа.
По ГОСТ 801-78 и ТУ 14-1-3911-85 химический состав приведен для стали марки ШХ15. Суммарное содержание Ni+Cu≤0,50%. В стали, полученной методом электрошлакового переплава массовая доля серы не должна превышать 0,01 %, а фосфора 0,025 %. При выплавке стали в кислых мартеновских печах допускается массовая доля меди до 0,30 % при сохранении нормы суммарной доли меди и никеля не более 0,050 %.
По ГОСТ 21022-75 химический состав приведен для стали марки ШХ15-ДШ, полученную методом переплава в вакуумно-дуговой печи электродов из стали марки ШХ15, изготовленных из металла электрошлакового переплава.
Предложения из соседних регионов
|
Круг сталь ШХ15 горячекатаный, холоднокатаный, калиброванный. ГОСТ 2590-2006, 14955-77, 7417-75. диаметр 5 — 270 мм. длина 1,5 — 6,5 м. матовый, шлифованный, полированный. оцинкованный, без обработки. для всех отраслей промышленности, основа для изготовления труб разных диаметров. . Вид обработки: калиброванный; ГОСТ: ГОСТ 2590-2006; Диаметр: 270 мм; Длина: 5 м;… 31 710руб./т. |
доставка в г. Москва Ещё 2 предложения |
|
Круг ШХ15 45 115руб./т. |
доставка в г. Москва Ещё 111 предложений |
|
Круг 3 мм ШХ15 64 260руб./т. |
доставка в г. Москва Ещё 111 предложений |
|
Круг стальной 10 мм ШХ15-В 426руб./кг. |
доставка в г. Москва Ещё 99 предложений |
|
Круг стальной 100 мм ШХ15 140 000руб./т. |
доставка в г. Москва Ещё 99 предложений |
|
Круг 65 шх15 64 260руб./т. |
доставка в г. Москва Ещё 111 предложений |
|
Круг стальной 100 мм ШХ15-В 140 000руб./т. |
доставка в г. Москва Ещё 99 предложений |
|
Круг 25 ШХ15 64 260руб./т. |
доставка в г. Москва Ещё 111 предложений |
Сферы применения
Применение стали ШХ15 во многом связано с высокой твердостью и прочностью структуры, а также несущественной коррозионной стойкостью и износоустойчивостью. Сплав используется для получения:
Шариков, используемых при изготовлении подшипников. Во время эксплуатации подшипников этот элемент подвергается сильному механическому воздействию
Поэтому их изготовлению уделяется особое внимание, часто изделие подвергается закалке.
Роликов диаметром до 23 мм. Встречаются в продаже и роликовые подшипники, которые рассчитаны на большую нагрузку.
Плунжеров.
Нагнетательных клапанов
Они также подвержены существенному воздействию на момент эксплуатации.
Роликов толкателей.
Шарик стальной для подшипника ШХ-15
Тот момент, что сплав ШХ 15 называется подшипниковой определяет ее применение при создании подобных изделий. Они могут выдерживать длительную эксплуатацию, выдерживают трение и другое механическое воздействие, высокую температуру.
Механические характеристики
| Сечение, мм | t отпуска, °C | sТ|s0,2, МПа | σB, МПа | d5, % | d4 | y, % | кДж/м2, кДж/м2 | Твёрдость по Бринеллю, МПа | HRC |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Сортовой прокат. Закалка в масло с 840 °С + Отпуск | |||||||||
| — | 200 | 1960-2200 | 2160-2550 | — | — | — | — | — | 61-63 |
| — | 300 | 1670-1760 | 2300-2450 | — | — | — | — | — | 56-58 |
| — | 400 | 1270-1370 | 1810-1910 | — | — | — | — | — | 50-52 |
| — | 450 | 1180-1270 | 1620-1710 | — | — | — | — | — | 46-48 |
| Сортовой прокат. Закалка в воду с 810 °С до 200 °С, затем масло + Отпуск при 150 °С, охлаждение на воздухе | |||||||||
| 30-60 | — | — | ≥1670 | — | — | — | ≥490 | — | 62-65 |
| Образец диаметром 6 мм и длиной 30 мм, деформированный и отожженный. Скорость деформирования 16 мм/мин. Скорость деформации 0,009 1/с | |||||||||
| — | — | ≥32 | ≥42 | ≥61 | — | ≥100 | — | — | — |
| Сортовой прокат. Отжиг при 800 °С, охлаждение с печью до 730 °С, затем до 650 °С со скоростью 10-20 °C/ч, охлаждение на воздухе | |||||||||
| ≤30 | — | 370-410 | 590-730 | 15-25 | — | 35-55 | ≥432 | 179-207 | — |
| Образец диаметром 6 мм и длиной 30 мм, деформированный и отожженный. Скорость деформирования 16 мм/мин. Скорость деформации 0,009 1/с | |||||||||
| — | — | ≥28 | ≥48 | ≥62 | — | ≥100 | — | — | — |
| Сортовой прокат. Отжиг при 800°C, охлаждение с печью со скоростью 15 °C/ч | |||||||||
| ≤30 | — | 370-410 | 590-730 | ≥20 | — | ≥45 | ≥432 | — | — |
| Образец диаметром 6 мм и длиной 30 мм, деформированный и отожженный. Скорость деформирования 16 мм/мин. Скорость деформации 0,009 1/с | |||||||||
| — | — | ≥20 | ≥29 | ≥72 | — | ≥100 | — | — | — |
| — | — | ≥17 | ≥25 | ≥61 | — | ≥100 | — | — | — |
| Сортовой прокат. Закалка в масло с 860 °С + Отпуск | |||||||||
| — | 400 | — | ≥1570 | — | — | — | ≥147 | ≥480 | — |
| Образец диаметром 6 мм и длиной 30 мм, деформированный и отожженный. Скорость деформирования 16 мм/мин. Скорость деформации 0,009 1/с | |||||||||
| — | — | ≥18 | ≥22 | ≥76 | — | ≥100 | — | — | — |
| Сортовой прокат. Закалка в масло с 860 °С + Отпуск | |||||||||
| — | 500 | ≥1030 | ≥1270 | ≥8 | ≥34 | — | ≥196 | ≥400 | — |
| Сортовой прокат. Закалка в масло с 830 °С + Отпуск при 150 °С (выдержка 1,5 ч) | |||||||||
| — | — | — | ≥2550 | — | — | — | ≥880 | — | — |
| Сортовой прокат. Закалка в масло с 860 °С + Отпуск | |||||||||
| — | 550 | ≥900 | ≥1080 | ≥8 | ≥36 | — | ≥235 | ≥360 | — |
| Сортовой прокат. Закалка в масло с 830 °С + Отпуск при 150 °С (выдержка 1,5 ч) | |||||||||
| — | — | — | ≥2650 | — | — | — | ≥690 | — | — |
| Сортовой прокат. Закалка в масло с 860 °С + Отпуск | |||||||||
| — | 600 | ≥780 | ≥930 | ≥10 | ≥40 | — | ≥334 | ≥325 | — |
| Сортовой прокат. Закалка в масло с 830 °С + Отпуск при 150 °С (выдержка 1,5 ч) | |||||||||
| — | — | — | ≥2600 | — | — | — | ≥640 | — | — |
| Сортовой прокат. Закалка в масло с 860 °С + Отпуск | |||||||||
| — | 650 | ≥690 | ≥780 | ≥16 | ≥48 | — | ≥54 | ≥275 | — |
Химический состав
Сталь ШХ15 имеет необычный химический состав, который определяет её рабочие свойства. Данная марка относится к низколегированным хромистым сплавам, что обусловлено большим количеством базовых добавок, которые и придают те самые прочность и износостойкость. В состав включены такие элементы:
- Углерод (0,95-1%) – довольно высокая его концентрация позволяет добиться повышенной твёрдости структуры.
- Марганец (0,2-0,4%) – имеется в составе практически всех сталей. Его применяют для удаления из стали кислорода и серы. Также он благоприятно влияет на ковкость и свариваемость сталей.
- Кремний (0,17-0,37%) – применяют при выплавке сталей, положительно сказывается на прочности и улучшает эффект других компонентов. В комбинации с марганцем или молибденом кремний обеспечивает более высокую закаливаемость стали.
- Хром (1,35-1,65%) – хром обеспечивает устойчивость сплава к ржавлению, но только в том случае, если его содержание в нём превышает 13%. Поэтому ШХ15 характеризуется низкой стойкостью к коррозиям. Небольшое количество хрома определяет то, что он не образует собственные карбиды, остаётся в твёрдом растворе и может входить в состав цементита. Структура характеризуется однородностью при небольших карбидах. Именно это свойство приводит к повышению износостойкости.
Расшифровка
На первый взгляд может показаться, что название сплава «ШХ15» – это простой набор бук. Однако это совсем не так, эти буквы являются символами аббревиатуры и несут смысловую нагрузку. Человек, который хоть немного разбирается в маркировках металлов, может из этого названия извлечь некоторые полезные сведения:
- Ш – этой буквой согласно ГОСТу маркируются все подшипниковые стали;
- Х – означает наличие в химическом составе стали хрома;
- 15 – это процентное содержание того самого хрома (1,5%).
ГОСТ
Государственные стандарты регулируют производственные этапы, характеристики, свойства всех сталей, исключением не является и ШХ15. Вся подробная информация о подшипниковых сталях содержится в ГОСТе 801-78. Тут указан и допустимый предел элементов в химическом составе, и правильность закалки, и правильная маркировка, и применение, и т.д. Также для каждого отдельного изделия, для производства которых применяется ШХ15, имеет свой ГОСТ. Виды поставки материала:
| В22 – Сортовой и фасонный прокат | ГОСТ 2590-2006; ГОСТ 2591-2006; |
| В23 – Листы и полосы | ГОСТ 103-2006; |
| В32 – Сортовой и фасонный прокат | ГОСТ 14955-77; ГОСТ 7417-75; ГОСТ 801-78; |
| В62 – Трубы стальные и соединительные части к ним | ГОСТ 800-78; |
| В73 – Проволока стальная легированная | ГОСТ 4727-83; |
Углеродистая сталь
Сталь ШХ15 — углеродистая и малолегированная сталь, которая в изготовлении ножей приобрела название «углеродистой». Данный материал используется уже примерно в течение 100 лет. Основная область применения данного материала — это подшипниковые, износостойкие и режущие детали или элементы.
Также стоит отметить, что данная группа стали является классической для изготовления ножей и за рубежом. Нож из ШХ15 будет обладать огромной прочностью, а также значительной остротой. Такие изделия используют чаще всего для каких-либо режущих инструментов, однако из нее же можно изготавливать и обычные кухонные ножи.
Материалы подшипников качения
Материалы, из которых изготовлен подшипник определяют рабочие характеристики и надежность подшипников качения. Твердость материала колец подшипника необходима для обеспечения грузоподъемности подшипника, усталостной прочности в зоне контакта качения, а также стабильности размеров деталей подшипников. Для материала сепаратора также существуют требования по трению, прочности, силы инерции и т. д. Коррозия, повышенные температуры, ударные нагрузки и сочетания этих и других условий также могут оказывать влияние на общие требования к материалам колец подшипника, тел качения и сепаратора. Например, если существует риск электрического пробоя в месте установки подшипника, то возможен выбор подшипника с керамическими телами качения и стальными кольцами или полностью керамического подшипника. Также возможен (но редко встречается) вариант с покрытием стандартного подшипника специальными полимерными веществами для обеспечения коррозионной стойкости или электрической изоляции.
Самая распространенная сталь объемной закалки — это хромистая сталь, содержащая примерно 1 % углерода и 1,5 % хрома в соответствии со стандартом ISO 683-17:1999. В отечественной промышленности такая сталь обозначается ШХ15. Эта сталь является старейшей и наиболее изученной маркой из существующих из-за постоянно повышающихся требований к ресурсу подшипников. Можно считать ее наиболее сбалансированной по технологическим и потребительским характеристикам. После закалки мартенсит или бейнит, ее твердость составляет от 58 до 65 HRC (или 179 — 207 Мпа твердости по Бринеллю).
Поверхностная индукционная закалка дает возможность выборочной закалки дорожки качения, при этом остальную часть детали процесс закалки не затрагивает.
Существует также понятие цементирования стали. Это хромоникелевые и хромомарганцевые стали по стандарту ISO 683-17:1999 с содержанием углерода примерно 0,15 %
Их используют в случае посадки с большим натягом и при тяжелых ударных нагрузках.
Т.е. На практике это означает увеличение нагрузочной способности подшипника при сохранении стойкости подшипника к ударным нагрузкам. Т.к. «внутри» стали твердость не повышалась и ударная нагрузка не нарушает структуру стали, она мягко распределяется по стали. Многие производители подшипников перестали выделять подшипники из цементируемой стали в отдельный подкласс, считая их взаимозаменяемые со стандартными. Узнать подшипники из цементируемой стали можно, как правило, по префиксу — например, HC3xxxxJR у KOYO или HR3xxxxJ у NSK. Префиксы HR и HC как раз и указывают на это.
Также часто упоминаемым классом стали для подшипников является нержавеющие стали.
Наиболее распространенным типом нержавеющих сталей,используемых для изготовления колец и тел качения подшипников, являются стали с высоким содержание хрома марки X65Cr14 в соответствии со стандартом ISO 683-17:1999 и марки X105CrMo17 по стандарту EN 10088-1:1995. Отечественный аналог такой стали — 9X18
Существуют также экзотические жаропрочные, высоколегированные стали типа 80MoCrV42-16 по стандарту ISO 683-17:1999 для подшипников длительное время работающих при температурах свыше 250 градусов.
Самой же большой экзотикой была и является керамика в подшипниках, будь то тела качения или кольца подшипника. Чаще всего применяется нитрид кремния. Его структура (тонкие продолговатые частицы нитрида бета-кремния, расположенных в кристаллической фазовой матрице) обеспечивает благоприятное сочетание высокой твердости, малой плотности, малого коэффициента теплового расширения, высокого электрического сопротивления, малой диэлектрической проницаемости и нечувствительность к магнитным полям.
