Меню

Сталь шх15сг гост 801 78 расшифровка

Сталь ШХ15 подшипниковая

Стали заменители

Иностранные аналоги

100CrMn6 (Германия, DIN),
1.3520 (Европа, EN)

Расшифровка стали ШХ15

По ГОСТ 801-78 подшипниковые стали обозначаются буквой «Ш» в начале маркировки стали, после которых указывают содержание хрома в десятых долях процента, т.е. для стали ШХ15 содержание хрома составляет 1,5%

Вид поставки

  • Сортовой прокат, в том числе фасонный по ГОСТ 801-78, ГОСТ 2590-88, ГОСТ 2591-88.
  • Калиброванный пруток ГОСТ 7417-75.
  • Шлифованный пруток и серебрянка ГОСТ 14955-77.
  • Полоса ГОСТ 103-76.
  • Проволока ГОСТ 4727-83.

Химический состав, % (ГОСТ 801-78)

C Mn Si Cr S P Ni Cu
не более
0,95-1,05 0,20-0,40 0,17-0,37 1,30-1,65 0,020 0,027 0,30 0,25

к содержанию ↑

Характеристики и применение

Сталь ШХ15 применяется для изготовления деталей , от которых требуется высокая твердость, износостойкость и контактная прочность, например:

  • шарики диаметром до 150 мм,
  • ролики диаметром до 23 мм,
  • кольца подшипников с толщиной стенки до 14 мм,
  • втулки плунжеров,
  • плунжеры,
  • нагнетательные клапаны,
  • корпуса распылителей,
  • ролики толкателей

Сталь для производства подшипников качения поставляют:

  • для горячей штамповки деталей — неотожженной,
  • для холодной механической обработки — отожженной.

к содержанию ↑

Применение стали ШХ15 для изготовления деталей подшипников

Марка ГОСТ или ТУ Профиль и вид поставки Применение
ШХ15 ГОСТ 801-60 Горячекатаная и
холоднотянутая
сортовая
сталь
Кольца, тела качения
ГОСТ 800-55 Трубы Кольца
ГОСТ 4727-67 Прутки Кольца, тела качения
ЧМТУ 1-992-70 Прутки Кольца, тела качения

Температура критических точек, °С

Влияние азотирования на износостойкость стали ШХ15

Марка
стали
Твердость
поверхности HV
Путь
трения, км
Износ
образца, мг
неподвижного вращающегося
ШХ15 780 12,5 16 7,4

ПРИМЕЧАНИЕ. Вращающийся образец из стали ШХ15, которая в состоянии закалки и низкотемпературного отпуска имеет твердость HV780.

Твердость стали ШХ15 после высокочастотной закалки

Температура нагрева стали ШХ15 для высокочастотной закалки

Марка
стали
Предварительная
термическая
обработка
Температура
нагрева, °C
в печи,
в масле
при высокочастотном
поверхностном нагреве
(охлаждение водянным душем)
и суммарном времени
аустенизации, с
10 3 1
ШХ15 Отжиг 830-850 890-930 920-960 940-980
Улучшение 830-850 850-870 880-920 900-940

к содержанию ↑

Механические свойства

Термообработка Сечение, мм σ0,2, МПа σв, МПа δ5, % ψ% KCU,
Дж/см 2
Твердость, не более
не менее
Отжиг при 800 °С,
охл. с печью до
730 °С, затем до
650 °С со скоростью
10-20 град/ч на воздухе
370-410 590-730 15-25 35-55 44 НВ 179-207
Закалка с 810°С в
воде до 200 °С,
затем в масле;
отпуск при 150 °С,
охл. на воздухе
30-60 1670 2160 5 HRCэ 62-65

к содержанию ↑

Механические свойства в зависимости от температуры отпуска

tисп, °С σ0,2, МПа σв, МПа δ5, % ψ% KCU,
Дж/см 2
Твердость
HRCэ HB
Закалка с 840 °С в масле
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
Закалка с 860 °С в масле
400 1570 15 480
500 1030 1278 8 34 20 400
550 900 1080 8 36 24 360
600 780 930 10 40 34 325
650 690 780 16 48 54 280

к содержанию ↑

Механические свойства в зависимости от температуры испытаний

tисп, °С σ0,2, МПа σв, МПа δ5, % ψ% KCU,
Дж/см 2
Нагрев при 1150 °С и охлаждение до температур испытаний
800 130 35 43
900 88 43 50
1000 59 42 50
1100 39 40 50
Образец диаметром 6 мм и длиной 30 мм, деформированный и отожженный.
Скорость деформирования 16 мм/мин; скорость деформации 0,009 1/с
1000 32 42 61 100
1050 28 48 62 100
1100 20 29 72 100
1150 17 25 61 100
1200 18 22 76 100
Закалка с 830 °С в масле; отпуск при 150 °С, 1,5 ч
25 2550 88
-25 2650 69
-40 2600 64
Читайте также:  Зонт защитный из оцинкованной стали

к содержанию ↑

Предел выносливости при n=10 6

Термообработка Твердость НВ σ-1, МПа
Отжиг 192 333
Закалка с 830 °С; отпуск при 150 °С, охл. в масле 616 804

Теплостойкость

Технологические свойства

Температура ковки, °С: начала 1150, конца 800. Сечения до 250 мм охлаждаются на воздухе, сечения 251-350 мм — в яме.
Свариваемость — способ сварки КТС.
Обрабатываемость резанием — Кv тв.спл = 0,90 и Кv б.ст = 0,36 в горячекатаном состоянии при НВ 202 и σв=740 МПа.
Склонность к отпускной хрупкости — склонна.
Флокеночувствительность — чувствительна.
Шлифуемость — хорошая.

Нормы карбидной неоднородности в подшипниковой стали ШХ15

Сталь,
состояние поставки
Размер
профиля, мм
Баллы карбидной
неоднородности
(не более)
карбидной
полосчатости
карбидной
ликвации
ШХ15,
холоднотянутая
Все размеры 2,0 1,0
ШХ15,
горячекатаная
отожженная
Все размеры 3,0 2,0
ШХ15,
горячекатаная
неотожженная
Все размеры 4,0 3,0
ШХ15,
проволока
5,4
>12
2,0 0,5
1,0

к содержанию ↑

Термообработка

Скорость охлаждения при отжиге (10-30°С/ч) устанавливают с таким расчетом, чтобы распад аустенита завершился в верхней области превращений (примерно до 600°С). Это обеспечивает образование структуры равномерно распределенного мелкозернистого перлита и твердости НВ (по Бринеллю) 178-207 для сталей ШХ15.

Нагрев под закалку деталей подшипников из стали ШХ15 производят в электропечах сопротивления и соляных ваннах. Учитывая прокаливаемость стали (рис. ниже), устанавливают температуру нагрева 830-860°С для деталей из стали ШХ15 с сечением до 10 мм и свыше 10 мм 840-870°С.

Величина действительного аустенитного зерна стали ШХ15 после закалки характеризуется кривыми на рис. ниже. Время нагрева зависит от вида оборудования, среды нагрева и толщины сечения.

Охлаждение колец производят в индустриальных маслах с температурой 30-60°С.

Перед отпуском детали должны быть охлаждены до температуры не выше 25°С. Отпуск деталей из стали ШХ15 производят при температуре 150-165°С.

Общую длительность отпуска устанавливают из расчета выдержки при температуре не менее 2 ч для деталей с сечением толщины стенки до 20 мм и 3 ч при сечении толщины стенки 20-50 мм. Содержание остаточного аустенита в сталях ШХ15 должно быть не более величин, указанных в таблице ниже.

Содержание остаточного аустенита в стали ШХ15 в зависимости от режимов термообработки

Исходная
структура
перлита
Температура
закалки, °С
Содержание
аустенита
после
закалки, %
Твердость
HRC после
закалки
Содержание аустенита (%)
после отпуска
при температуре,°С
150 175 200 225 250 275
Тонкопластинчатый 830 16-18 64 18-19 16-17 10 3-4
Мелкозернистый 850 18 10 5 1
Зернистый 830 7-8 60-61 14 10 4

Процесс нитроцементации колец подшипников проводят в шахтных печах при температуре 860°С, продолжительность выдержки 2-4 ч, глубина нитроцементации при этом от 0,3 до 1,6 мм.

Закалку производят непосредственно с температуры процесса, но не ниже 820°С в масло. Твердость HRC нитроцементованных колец из стали ШХ15 после отпуска при различных температурах следующая: 160°С — 67-69; 200°С — 65-66; 250°С — 64-65; 300°С — 60-63; 350°С — 58-60.

Микроструктура нитроцементованного слоя состоит из скрытокристаллического азотистого мартенсита с равномерно распределенными карбидами.

После нитроцементации значительно увеличивается объем стали ШХ15 по сравнению с объемом закаленной стали. Для компенсации этого увеличения предусматривается изменение припусков на шлифовку. Так, для колец подшипников диаметром от 50 до 200 мм по наружному диаметру уменьшают припуск на 0,1-0,15 мм, а по внутреннему диаметру увеличивают припуск также на 0,1-0,15 мм. Для колец диаметром менее 50 мм и шариков припуск не изменяется.

Источник

Сталь ШХ15

Развитие металлургии привело к возникновению новых видов сталей с особыми эксплуатационными характеристиками. Они используются при производстве определённых изделий и деталей, к которым предъявляются высокие требования. Подобным примером есть сталь ШХ15. Главное её назначение – изготовление подшипников, однако её рабочие показатели активно применяются и в ножевом производстве.

Полоски стали ШХ15.

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.

Читайте также:  Изделия из нержавеющей стали китай

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.

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.

Характеристика

Своё широкое промышленное распространение сталь ШХ15 получала благодаря особым эксплуатационным свойствам, которые являются идеальными для изготовления лезвий и подшипников. Характеристика ШХ15 состоит из следующих параметров:

  1. Высокий показатель твёрдости. Подшипники и лезвия при использовании подвергаются высоким нагрузкам, вследствие чего подвергаются быстрому износу. Чтобы такого не происходило изделие должно обладать дополнительной твёрдостью.
  2. Устойчивость к износу, то есть поверхность из ШХ15 не подвержено стиранию, что позволяет ей долгое время сохранять первоначальные рабочие свойства.
  3. Слабая устойчивость к воздействию коррозии. Из-за небольшого содержания в химическом составе такого важного элемента, как хром, этот сплав ржавеет при воздействии влаги, однако этот процесс происходит не очень быстро благодаря другим легирующим компонентам.
  4. Стойкость к высоким ударным и внешним механическим нагрузкам. На этом металле практически не образуются вмятины от точных воздействий.
  5. Пластичность и вязкость в рассматриваемом сплаве находятся на среднем уровне из-за большой твёрдости.
  6. Структура стали отлично поддаётся термообработке. Закалка и отжиг дают возможность улучшить прочность на молекулярном уровне.
  7. Склонность к отпускной хрупкости, которая означает, что есть небольшая вероятность того, что металл после закалки из-за структурных дефектов может стать более хрупким. Но точное соблюдение всех технологий позволяет этого избежать.
  8. Плохая свариваемость. Высокой твёрдости сплав достигает благодаря большому содержанию углерода, элемента который отрицательно сказывается на свариваемости.

Плюсы

Детально изучив характеристики марки стали ШХ15, можно подвести промежуточные итоги. Среди достоинств этого сплава однозначно выделяются следующие качества:

  • однородность структуры;
  • высокая контактная выносливость;
  • хорошо поддаётся обработке;
  • большая твёрдость;
  • отличная износостойкость;
  • тонкая кромка при заточке;
  • стойкость к смятию;
  • пластичность и вязкость.

Минусы

Любая сталь, какая бы хорошая она ни была, имеет недостатки – не удалось ещё получить идеальный во всех понятиях металл. Однако недостатки ШХ15 не многочисленны, среди них можно выделить такие:

  • хрупкость выше средней;
  • сравнительно низкая стойкость к коррозии;
  • трудная заточка режущих инструментов.

Существует множество разных марок стали. Каждая из них имеет свои преимущества и недостатки. ШХ 15 в свою очередь представляет из себя весьма универсальную сталь, подходящую чуть ли не для любого типа ножей. На данный момент она является одной из наиболее популярных марок с невысокой стоимостью и используемой, в основном, при частной ковке клинков.

Нож Беркут, сталь ШХ15, покрытие оксидированием.

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:

  1. Углерод (0,95-1%) – довольно высокая его концентрация позволяет добиться повышенной твёрдости структуры.
  2. 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.
  3. 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.
  4. 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.
Читайте также:  Трубы стальные электросварные прямошовные из стали марки бст2кп бст4кп гост

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%).

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;

Технические характеристики

Выше уже рассказывалось о рабочих свойствах стали ШХ15. Те сведения являются простым объяснением, которое вытекает из следующих характеристик этого сплава:

  • марка: ШХ15;
  • класс: сталь конструкционная подшипниковая;
  • удельный вес: 7812 кг/м3
  • термообработка: отжиг 800oC, печь, 15 oC/ч;
  • температура ковки, °С: начала 1150, конца 800. Сечения до 250 мм охлаждаются на воздухе, 251-350 мм – в яме;
  • твёрдость материала: HB 10 -1 = 179 – 207 МПа (61-63 HRC);
  • температура критических точек: Ac1 = 724 , Ac3(Acm) = 900 , Ar3(Arcm) = 713 , Ar1 = 700 , Mn = 210;
  • обрабатываемость резанием: в горячетканом состоянии при HB 202 σв=740 МПа, К υ тв. спл=0,9 и Кυ б.ст=0,36;
  • свариваемость: способ сварки КТС;
  • флокеночувствительность: чувствительна;
  • склонность к отпускной хрупкости: склонна;
  • шлифуемость: хорошая.

Особенности обработки

Термическая обработка – важный технологический процесс, позволяющий увеличить основные качества металла. Обычно проводят закаливание уже готовых изделий, что позволяет сделать их поверхностный слой более прочным.

Закалка ШХ15 имеет некоторые сложности. Так как в свойства металла изначально заложена большая твёрдость, а после обработки она ещё несколько увеличивается, то заточка режущих инструментов значительно усложняется. Закалённая сталь плохо поддаётся резанию, поэтому детали прокаливаются только после придания окончательной формы. Термические режимы во многом зависят от температуры критических точек. При этом сплав нельзя охлаждать в воде, так как это приведёт к структурным деформациям.

Отжиг ШХ15 проходит при 800 градусах Цельсия, он позволяет устранить внутренние напряжение, которые являются частыми причинами возникновения сколов и трещин. Охлаждение может проводиться двумя способами: если изделие большое – на воздухе, если маленькое – в яме.

Аналоги

ШХ15 имеет большое количество аналогов по всему миру. Связано это с тем, что для подшипниковых сталей предъявляются одинаковые требования. В итоге получается и схожий химический состав, и производственная технология, и характеристики. Ниже будет приведена таблица со схожими сплавами из разных стран мира, однако стоит учитывать, что их свойства, а тем более стоимость, не идентичны, а просто имеют много схожего.

Зарубежные аналоги марки стали ШХ15
США 52100, G52986, J19965
Германия 1.3505, 100Cr6, 102Cr6
Япония SUJ2, SUJ4
Франция 100C6, 100Cr6, 100Cr6RR
Англия 2S135, 534A99, 535A99
Китай GCr15

Применение

Применение ШХ15 во многом обусловлено её высокими прочностными показателями и износостойкостью – главными достоинствами данной марки. Сфера применения довольна широкая, сплав используется для получения:

  • роликов диаметром до 23 мм;
  • нагнетательных клапанов;
  • роликов толкателей;
  • плунжеронов;
  • шариков для подшипников.

Подшипники из стали ШХ15.

Хоть эта сталь и определяется как подшипниковая, её применение на этом не ограничивается. Она активно используются в производстве ножей и других режущих инструментов, потому что имеет необходимый базовый набор полезных качеств.

Источник

Adblock
detector