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
Источник: https://www.lsst.ru/spravochnik-metalloprokata/konstruktsionnaya-stal/stal-shkh15/
Подшипниковая сталь ШХ15
Развитие металлургии привело к появлению сталей с особыми эксплуатационными характеристиками. Они применяются при изготовлении определенных изделий, которые должны обладать особыми качествами. Примером назовем подшипниковую сталь ШХ15, которая хорошо выдерживает воздействие высокой температуры. Стандарт ГОСТ для ШХ15 определяет применение определенных стандартов при маркировке.
Углеродистая сталь ШХ15
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.
Скачать ГОСТ 801-78
Расшифровка стали
- Ш — шарико-подшипниковая сталь;
- Х — наличие легирующего элемента хрома в объеме не более 1,5%.
Химический состав и структура
Рассматриваемая марка стали ШХ15 имеет необычный состав, который и определяет особые эксплуатационные характеристики. Марка относится к низколегированным хромистым сталям. Это определяет то, что в составе большое количество специальных добавок, которые и придают прочность, стойкость и коррозионную стойкость. В состав включаются следующие элементы:
- Большая концентрация углерода определяет повышенную твердость структуры. Показатель концентрации углерода составляет 0,95-1%.
- Марганец включается в состав практически любой стали. В рассматриваемом случае концентрация 0,2-0,4%.
- Кремний повышает прочность и другие характеристики материала. ШХ 15 имеет показатель в диапазоне от 0,17-0,37%.
- В большинстве случаев коррозионная стойкость достигается за счет добавления большого количества хрома. ШХ 15 характеризуется невысокой устойчивостью к воздействию агрессивных химических веществ и влаги, так как хрома в составе только 1,35-1,65%.
Микроструктура шх15 после закалки в масле
Небольшое количество хрома определяет то, что он не образует собственные карбиды, остается в твердом растворе и может входить в состав цементита. Структура характеризуется однородностью при небольших карбидах. Именно это свойство приводит к повышению износостойкости.
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.
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.
Ножи из стали ШХ15
Сталь ШХ15 характеризуется универсальностью в применении. Она используется при получении самых различных ножей, как и сплав ШХ16. На сегодняшний день марка считается одной из самых популярных, что связано с низкой стоимостью. Нож ШХ15 характеризуется следующими качествами:
- Лезвие служит на протяжении длительного периода. Хорошая износостойкость определяет то, что не нужно часто выполнять заточку режущей кромки.
- Режущая кромка долго держит свою заточку.
- Поверхность не поддается заточке. Поэтому после ее потери ее восстановить достаточно сложно.
- Режущая кромка не подвержена воздействию влаги и различных химических элементов. На протяжении длительного периода на поверхности не появляется ржавчина или окисления.
- Получаемое лезвие не хрупкое, поверхность твердая. Именно поэтому область применения ножа существенно расширяется.
Сталь ШХ15 применяется при создании изделий, которые эксплуатируются при самых тяжелых условиях. Однако, материал не является универсальным, что связано с относительно невысокой коррозионной стойкостью.
, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Источник: https://stankiexpert.ru/spravochnik/materialovedenie/stal-shkh-15.html