Сталь шх15 характеристики – характеристики, применение, свойства, расшифровка маркировки

alexxlab | 09.09.2019 | 0 | Вопросы и ответы

Содержание

характеристики, применение, свойства, расшифровка маркировки

Характеристики применения стали ШХ15, а также процесс ее производства привели к тому, что ее стали относить к группе конструкционных сталей.

Структура стали

Важнейшее требование, которое предъявляется к данному типу стали, - это высокая твердость. Для того чтобы достичь такого показателя, используют большое количество углерода в качестве легирующего элемента, а также добавляют некоторое количество хрома.

В момент поставки данной стали ее структура - это феррито-карбидная смесь. Чаще всего при поставке данного вида пишут, что она - отожженная на зернистый перлит. Также важно отметить, что к характеристикам применения стали ШХ15 относится и высокая пластичность, которая обязательно должна быть соблюдена, так как сырье этой марки часто используется для производства различных пластичных конструкций.

Температура закалки стали, при которой она проходит термическую обработку, - 830-840 градусов по Цельсию. Отпуск же сырья осуществляется в температуре от 150 до 160 градусов, а время, требуемое на завершение операции, составляет 1-2 часа.

Карбидная фаза

Дальнейшие характеристики применения стали ШХ15 во многом зависят от карбидной фазы и от ее успешного завершения. Если рассматривать ее протекание под микроскопом, то можно наблюдать, что при успешном ее завершении, усилие, которое требуется для разрушения матрицы - 140 кН.

Для того чтобы достичь такого показателя, шарик, являющийся основным элементом структуры, должен иметь однородную матрицу, а также достаточно однородные карбиды. Одинаковыми они должны быть как по размеру, так и по своему распределению в матрице. Если же во время обработки что-то пошло не так, то усилие, требуемое для разрушения структуры, может упасть до 68 кН. Если это происходит, значит, структура шарика получилась неоднородной. Карбиды в данном случае могут быть расположены неравномерно и/или иметь неодинаковый размер. Этот показатель очень существенный для стали.

Дефекты карбидной фазы

Так как характеристики применения стали ШХ15 во многом зависят от протекания карбидной фазы, то важно знать, какие могут быть дефекты этого процесса:

  • Один из первых дефектов - это карбидная полосчатость. Он возникает из-за того, что присутствует неоднородность структуры стали после ее закалки. В тех участках, где присутствует большое количество карбидов, появляется мартенситно-трооститная структура, а в тех местах, где количество этого вещества мало, появляется игольчатый мартенсит.
  • Еще один дефект, который может возникнуть, - это карбидная ликвация. В подшипниковом типе стали часто встречается крупное включение карбидов, которые располагаются вдоль направления прокатки - это и называется карбидной ликвацией. Дефект этого явления заключается в том, что эти элементы характеризуются высокой прочностью, но и высокой хрупкостью. Чаще всего такие элементы разрушаются при выходе стали на рабочую поверхность, из-за чего образуется очаг разрушения. Ярко выраженный дефект этого типа сильно увеличивает изнашиваемость шарикоподшипниковой стали.

Подшипники из стали

Из-за характеристик применения стали ШХ15 ее стали часто использовать для производства шариков, роликов и колец подшипников.

Стоит отметить, что при работе данных деталей они постоянно подвергаются высоким знакопеременным напряжениям. Также важно понимать, что ролик или шарик, а также дорожка из колец испытывают высокую нагрузку в единый момент времени, которая распределяется по очень малому участку плоскости. Из-за этого в таких участках попеременно возникают такие знакопеременные напряжения порядка 3-5 МН/м

2 (300-500 кгс/см2).

Именно из-за таких нагрузок температура закалки стали очень высока, чтобы придать высокую прочность материалу. Также важно отметить, что такие высокие нагрузки не проходят бесследно, они оставляют небольшую деформацию элементов подшипника. Из-за этого на подшипнике образуются усталостные трещины. Появление этих дефектов приводит к тому, что при прохождении этого участка происходит удар, из-за которого деформация лишь усиливается, а в конечном счете подшипник полностью выходит из строя.

Подшипниковая сталь: характеристики

Данная марка стали применяется для производства шариков диаметром до 150 мм, роликов диаметром до 23 мм, а также для производства колец подшипников, толщина стенки которых 14 мм. Также эта сталь может использоваться для изготовления втулок плунжеров, нагнетательных клапанов, а также других деталей, для которых главное требование - это высокая твердость, высокая стойкость к износу, а также контактная прочность.

Подшипниковая сталь данной марки также обладает рядом определенных характеристик, таких как: склонность к отпускной хрупкости или флокеночувствительность. Пределы кратковременной прочности данного материала находятся в районе от 590 до 750 МПа. Предел пропорциональности для данного материала - 370-410 МПа. Относительное удлинение материала при разрыве составляет 20%. Сталь марки ШХ15 обладает относительным сужением - 45%. Кроме этого, есть и характеристика ударной вязкости, показатель которой 440 кДж/м2.

Свойства стали ШХ15

Если говорить о свойствах данной марки, то нужно обратить внимание на ее химический состав, который во многом влияет на образование этих свойств. Сталь ШХ15 содержит в своем составе такие химические элементы:

  • С - 0,95 -1.0;
  • Si - 0,17-0,37;
  • Mn - 0,2-0,4;
  • Cr - 1,35-1,65.

Также данная марка характеризуется еще одним параметром - критическая точка температуры. Для стали ШХ15 этот показатель находится в районе от 735 до 765 градусов по Цельсию.

Для того чтобы достичь нужной прочности, этот тип сплава подвергают сильному нагреву, температура которого превышает эвтектоидное превращение. Он обеспечивает нужную концентрацию такого элемента как С и Cr в составе стали в твердом виде, а также делает структуру мелкого однородного зерна.

Расшифровка стали ШХ15, которая получается в итоге проведения всех этих операций следующая: буква Ш обозначает, что материал принадлежит к группе подшипниковых сталей, а буква Х указывает на то, что в составе сырья имеется такой материал, как хром, являющийся одним из легированных элементов.

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.

Особенности использования

Расшифровка стали ШХ15 говорит сама за себя, однако стоит добавить, что 15 - это показатель количества хрома в материале, которого там содержится в количестве 1,5%.

При эксплуатации изделий из данной стали в метастабильной среде с высокими нагрузками вполне возможны геометрические изменения размеров детали. После проведения наблюдений за закаленными образцами и их изменений в размерах, а также после проведения рентгенографических исследований люди установили, что для стабилизации такого вещества, как мартенсит, необходима закалка сырья в течение 2-4 часов при температуре в 150 градусов по Цельсию. Если же необходимо стабилизировать мартенсит для дальнейшей эксплуатации вещества в повышенных температурных условиях, то процесс отпуска должен проходить при температурном пороге, который будет превышать рабочую температуру на 50-100 градусов по Цельсию.

Можно отметить, что основная причина, почему после закалки и отпуска сталь изменяет свои геометрические параметры - это влияние остаточного аустенита. Для того чтобы привести наглядный пример, можно представить такое утверждение: 1% аутенсита при превращении в мартенсит будет изменять размер детали на 1•10-4. Для более понятного определения это означает, что изменение размера произойдет на 10 мкм на каждые 100 мм размера.

fb.ru

Характеристики стали ШХ15 | Ножи ручной работы

Сталь ШХ15

Общие сведения

 

Заменитель

стали ШХ9, ШХ12, ШХ15СГ.

Вид поставки

сортовой прокат, в т. ч. фасонный: ГОСТ 801-78, ГОСТ 2590-71, ГОСТ 2591-71. Калиброванный пруток ГОСТ 7417-75. Шлифованный пруток и серебрянка: ГОСТ 14955-77. Полоса ГОСТ 103-76. Проволока ГОСТ 4727-83.

Назначение

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 и другие детали, от которых требуется высокая твердость, износостойкость и контактная прочность.

Химический состав

 
Химический элемент

%

Кремний (Si) 0.17-0.37
Медь (Cu), не более 0.25
Марганец (Mn) 0.20-0.40
Никель (Ni), не более 0.30
Фосфор (P), не более 0.027
Хром (Cr) 1.30-1.65
Сера (S), не более 0.020

Механические свойства

Механические свойства

Термообработка, состояние поставки Сечение, мм s0,2, МПа sB, МПа d5, % y, % KCU, Дж/м2 HB HRCэ
Отжиг 800 °С, печь до 730 °С, затем до 650 °С со скоростью 10-20 град/ч, воздух.    370-410  590-410  15-25  35-55  44  179-207   
Закалка 810 °С, вода до 200 °С, затем масло. Отпуск 150 °С, воздух.  30-60  1670  1670        62-65 

Механические свойства в зависимости от температуры отпуска

t отпуска, °С s0,2, МПа sB, МПа d5, % d4, % KCU, Дж/м2
HB HRCэ

Закалка 840 °С, масло.

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 860 °С, масло.

400    1570      15  480   
500  1030  1270  34  20  400   
550 
900 
1080  36  24  360   
600  780  930  10  40  34  325   
650  690  780  16  48  54  280   

Механические свойства в зависимости от температуры испытания

t испытания, °C s0,2, МПа sB, МПа d5, % y, % KCU, Дж/м2

Нагрев при 1150 °С и охлаждение до температур испытаний [82]

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 [81]

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 830 °С, масло. Отпуск 150 °С, 1,5 ч. [89]

25    2550      88 
-25    2650      69 
-40    2600      64 

Технологические свойства

 
Температура ковки
Начала 1150, конца 800. Сечения до 250 мм охлаждаются на воздухе, 251-350 мм - в яме.
Свариваемость
способ сварки - КТС.
Обрабатываемость резанием
В горячекатаном состоянии при НВ 202 и sB = 740 МПа Ku тв.спл. = 0.90, Ku б.ст. = 0.36.
Склонность к отпускной способности
склонна
Флокеночувствительность
чувствительна
Шлифуемость
хорошая.

Температура критических точек

 
Критическая точка

°С

Ac1

724

Ac3

900

Ar3

713

Ar1

700

Mn

210

Предел выносливости

 

s-1, МПа

n

sB, МПа

s0,2, МПа

Термообработка, состояние стали

 333

 1Е+6

 

 

НВ 192. Отжиг. 

 804

 1Е+6

 

 

НВ 616. Закалка 830 С. Отпуск 150 С, масло. 

 652

 1Е+6

 2160

 1670

НВ 582-670 [87] 

Прокаливаемость

Закалка 850 °С.

 

Расстояние от торца, мм / HRC э

 1.5

 3

 4.5

 6

 9

 12

 15

 18

 24

 33

 65,5-68,5

 63-68

 58,5-67,5

 51,5-67

 40-64

 38-54

 38-48,5

 38-47

 33-41,5

 28-35,5

Кол-во мартенсита, %

Крит.диам. в воде, мм

Крит.диам. в масле, мм

Крит. твердость, HRCэ

50 

28-60 

9-37 

57 

90 

20-54 

6-30 

62 

Физические свойства

 

Температура испытания, °С

20 

100 

200 

300 

400 

500 

600 

700 

800 

900 

Модуль нормальной упругости, Е, ГПа

211 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Модуль упругости при сдвиге кручением G, ГПа

80 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Плотность, pn, кг/см3

7812 

7790 

7750 

7720 

7680 

7640 

 

 

 

 

Коэффициент теплопроводности Вт/(м ·°С)

 

 

40 

 

37 

32 

 

 

 

 

Уд. электросопротивление (p, НОм · м)

 

390 

470 

520 

 

 

 

 

 

 

Температура испытания, °С

20- 100 

20- 200 

20- 300 

20- 400 

20- 500 

20- 600 

20- 700 

20- 800 

20- 900 

20- 1000 

Коэффициент линейного расширения (a, 10-6 1/°С)

11.9 

15.1 

15.5 

15.6 

15.7 

 

 

 

 

 

Теплостойкость, красностойкость

Теплостойкость

 

Температура, °С

Время, ч

Твердость, HRCэ

 150-160

 1

 63

ksknife.com.ua

Сталь шх15 для ножей: описание, плюсы и минусы

С незапамятных времен нож входит в жизнь человека, как предмет необходимости. В древности нож представлял из себя заостренный камень, который человек использовал для охоты и защиты от хищников. Со временем нож сильно изменился, ему находилось все больше применений и он плотно вошел в быт и хозяйство.

Сейчас невозможно представить жизнь современного человека без ножа. Он стал необходимым средством для приготовления пищи, туристических походов, охоты и рыбалки, а так же военного дела. Даже в спорте нож нашел себе применение.

Чем различаются ножи между собой

В наше время существуют ножи совершенно разных, порою даже замысловатых форм, в зависимости от того, где они применяются. Рукояти и лезвию придается необходимый эстетические и практический вид. Но решающим фактором, отличающим один нож от другого, является то, из чего он был сделан. Конкретно речь идет о химическом составе стали, из которой изготовлено само лезвие.
Не каждый способен выбрать себе именно ту сталь для ножа, которая ему необходима, так как существует огромное количество разных вариаций этого сплава, химический состав которых определяет их свойства, достоинства и недостатки, слабые и сильные стороны. Но для выбора ножа необязательно изучать всю таблицу Менделеева, достаточно лишь знать какие свойства имеет та или иная марка стали.

Немного почитав об этом в интернете, вы быстро найдете подходящий для вас сплав. В нашей статье мы конкретно поговорим об одном сплаве, получившим довольно большое распространение.

Что представляет из себя сталь ШХ 15

Сталь ШХ 15 является представителем класса низколегированных хромистых сталей. Это означает, что в состав стали, помимо основных элементов, входят специальные добавки. Они то и придают ей необходимые свойства прочности, стойкости к коррозии и агрессивной среде. Сталь ШХ 15 содержит в своем составе следующие химические элементы:

  1. С — 0,95 -1.0.
  2. Si — 0,17-0,37.
  3. Mn — 0,2-0,4.
  4. Cr — 1,35-1,65.

В сталях этой группы количество хрома достаточно мало, что является главным отличием от высокохромистых сталей. По этой причине хром не образует собственные карбиды, а остается в твердом растворе и также входит в состав цементита. Если говорить про структурные признаки, то стоит отметить, что все карбиды мелкие. Именно этим определяется высокая контактная выносливость и однородность данной стали. В целом, как и другие «углеродистые» стали, ШХ 15 отлично держит тонкую кромку.

В промышленности данная марка стали получила широкое распространение благодаря ее повышенной твердости, износостойкости и устойчивости к коррозии. В основном из нее производят ролики и шарики для подшипников. Отсюда и пошло название «подшипниковая сталь». Ножам из такой стали присуща высокая износостойкость, твердость и контактная прочность.

ШХ 15 получила широкое распространение у изготовителей ножей благодаря тому, что она прекрасно поддается температурной обработке, после чего не только приобретает нужную форму, но и в несколько раз улучшает свои показатели прочности. Также при этом достигается очень высокая стойкость к износу, что в свою очередь обеспечивается высокой твердостью стали. Стоит отметить высокую стойкость к смятию, при сохранении таких параметров как пластичность и вязкость.

Для закалки оптимальной температурой является показатель в районе 810 — 850 градусов, а температура отпуска в свою очередь варьируется от 150 до 160 градусов. В конечном результате достигается твердость в 61-64 HRC.

Сталь данной марки также обладает рядом следующих характеристик: склонность к отпускной хрупкости или флокеночувствительность. Предел пропорциональности для этого материала составляет 370-410 мПа, а предел кратковременной прочности для данной стали находится в районе от 590 до 750 мПа. Сталь ШХ 15 обладает относительным сужением, равным 45%, а характеристика ударной вязкости составляет примерно 440 кДж/м2.

Итоги

Детально изучив сталь марки ШХ 15 можно однозначно указать на ее достоинства и недостатки.

Достоинства:

  • Однородность.
  • Высокая контактная выносливость.
  • Хорошо поддается обработке.
  • Достаточно высокая твердость.
  • Высокая стойкость к износу.
  • Тонкая кромка при заточке.
  • Стойкость к смятию.
  • Пластичность и вязкость.

Недостатки:

  • Относительно высокая подверженность коррозии.
  • Трудная заточка.

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. Изделие из такой стали способно дать желаемый результат от работы, значительно сэкономив при этом бюджет, благодаря своей низкой стоимости.

Похожие записи

plusiminusi.ru

характеристики, применение, свойства, расшифровка маркировки

ШХ15-сталь конструкционная подшипниковая.

Сталь ШХ15 флокеночувствительна и склонна к отпускной хрупкости.

Сталь ШХ15 используется для производства деталей, от которых требуется высокая твердость, износостойкость и контактная прочность:

  • 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 и другие детали.

Заменителями стали ШХ15 являются марки ШХ9, ШХ12, ШХ15СГ.

Химический состав в % стали ШХ15.

CSiMnNiSPCrCu
0.95-1.050.17-0.370.2-0.4 до 0.3 до 0.02 до 0.0271.3-1.65 до 0.25

Механические свойства при Т=20oС стали ШХ15.

СортаментРазмерНапр.sTd5yKCUТермообр.
-мм-МПаМПа%%кДж / м2-
Сталь  590-730370-4102045440Отжиг 800oC, печь, 15oC/ч,
Твердость стали ШХ15 HB=179-207

Физические свойства стали ШХ15.

TE 10-5a106lrCR 109
ГрадМПа1/ГрадВт/(м·град)кг/м3Дж/(кг·град)Ом·м
202.11  7812  
100 11.9 7790 390
200 15.1407750 470
300 15.5 7720 520
400 15.6377680

pellete.ru

Сталь ШХ15

ШХ15-сталь конструкционная подшипниковая.

Сталь ШХ15 флокеночувствительна и склонна к отпускной хрупкости.

Сталь ШХ15 используется для производства деталей, от которых требуется высокая твердость, износостойкость и контактная прочность:

  • 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 и другие детали.

Заменителями стали ШХ15 являются марки ШХ9, ШХ12, ШХ15СГ.

Химический состав в % стали ШХ15.

CSiMnNiSPCrCu
0.95-1.050.17-0.370.2-0.4 до 0.3 до 0.02 до 0.0271.3-1.65 до 0.25

Механические свойства при Т=20oС стали ШХ15.

СортаментРазмерНапр.sвsTd5yKCUТермообр.
-мм-МПаМПа%%кДж / м2-
Сталь  590-730370-4102045440Отжиг 800oC, печь, 15oC/ч,
Твердость стали ШХ15 HB=179-207

Физические свойства стали ШХ15.

TE 10-5a106lrCR 109
ГрадМПа1/ГрадВт/(м·град)кг/м3Дж/(кг·град)Ом·м
202.11  7812  
100 11.9 7790 390
200 15.1407750 470
300 15.5 7720 520
400 15.6377680  
500 15.7327640  

Обозначения:

Механические свойства:
 sв- Предел кратковременной прочности, [МПа]
sT- Предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), [МПа]
d5- Относительное удлинение при разрыве, [ % ]
y- Относительное сужение, [ % ]
KCU- Ударная вязкость, [ кДж / м2]
HB- Твердость по Бринеллю

Физические свойства:
 T- Температура, при которой получены данные свойства, [Град]
E - Модуль упругости первого рода , [МПа]
a - Коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20o - T ) , [1/Град]
l - Коэффициент теплопроводности (теплоемкость стали) , [Вт/(м·град)]
r - Плотность стали , [кг/м3]
C- Удельная теплоемкость стали (диапазон 20o - T ), [Дж/(кг·град)]
R- Удельное электросопротивление, [Ом·м]

 

www.baltstroymetall.ru

Сталь ШХ 15

Шарикоподшипниковая сталь относится к конструкционным сталям.

 Эти стали должны иметь высокую твердость, поэтому содержание углерода в них велико. Основным легирующим элементом этой стали, помимо углерода, является хром.

Таблица 1. Составы некоторых подшипниковых сталей

Структура стали в состоянии поставки – феррито-карбидная смесь; как правило, пишут – отожженная на зернистый перлит. Про этот вид перлита на данном сайте есть статья. Почему такое состояние поставки, понятно. Поскольку детали из этой стали получают, в том числе, пластической деформацией, то структура должна иметь наилучшие пластические свойства. Структура стали ШХ15 в состоянии поставки показана на рис. 1 а. По ГОСТ балл этой структуры 3-5 по шкале №1.

   
                                       а                                           б 

Рисунок 1 . Структура стали ШХ15 в состоянии поставки (а) и после закалки и отпуска (б)

Термическая обработка подшипниковой стали – закалка от температуры 830-840оС в масло и отпуск 150-160оС 1-2 часа. После такой обработки структура стали – мелкодисперсный мартенсит отпуска (говорят – скрытоигольчатый мартенсит) и карбиды (рис. 1б). Снимок сделан при увеличении 3000х, тем не менее, мартенсит не различается.

  

                                         а                                           б

Рисунок 2. Структура стали ШХ15 после закалки и отпуска

От карбидной фазы во многом зависят свойства стали. На рис.2 показаны структуры стали ШХ15, отличающиеся размером и пространственным распределением карбидов. На рис. 2а показана структура шарика диаметром 3/8 дюйма, показавшего при испытаниях усилие разрушения 140 кН. Этот шарик имеет однородную структуру матрицы и достаточно однородные карбиды (белые включения) как по размеру, так и по распределению в матрице. На рис. 2б показана структура шарика с усилием разрушения 68 кН. Структура этого шарика неоднородна. Это видно уже хотя бы из того, что участки мартенсита отличаются по цвету. Карбиды крупнее и неоднородны по размеру; для стали это существенно. Роль размера карбидов (неметаллических включений) иллюстрируется зависимостями на рис. 3.

Рисунок 3. Влияние размера глобулярных включений на усталостную прочность стали для разных диаметров образца: 1-18,6 мм; 2- 15 мм; 3 – 13 мм.

Карбидная фаза вообще играет большую роль, и дефекты, связанные с карбидами, имеют существенное значение. Наиболее значимыми дефектами карбидной фазы являются:

Карбидная полосчатость. Карбидная полосчатость является следствием структурной неоднородности стали после закалки. В участках карбидных скоплений образуется мартенсито-трооститная структура, а в участках, обедненных карбидами - игольчатый мартенсит. Это приводит к повышению внутренних напряжений и неоднородности твердости по поверхности подшипника. Карбидная полосчатость затрудняет получение структуры зернистого перлита.

Рисунок 4. Пример полосчатости структуры, сталь 12ХН3МСГ

                               а                                 б                               в

Рисунок 5. Карбидная полосчатость в стали

   
   

Рисунок 6. Полосчатость в закаленной стали

Карбидная ликвация. В подшипниковой стали встречаются крупные включения карбидов, ориентированные вдоль направления прокатки - карбидная ликвация. Они обладают высокой твердостью и хрупкостью, поэтому они часто выкрашиваются при выходе на рабочую поверхность с образованием очагов разрушения. Резко выраженная карбидная ликвация ухудшает изнашиваемость шарикоподшипниковой стали.

Рисунок 7. Пример карбидной ликвации (сталь Р18)

Карбидная сетка. Присутствие карбидной сетки ведет к ухудшению механической прочности подшипника.

Рисунок 8. Участки карбидной сетки в стали ШХ15; закалка и отпуск

Другими дефектами подшипниковой стали являются:
Остаточный аустенит. С количеством остаточного аустенита связана размерная стабильность готовых подшипников в процессе эксплуатации. При нагреве до 150оС в течение 100 часов увеличение размеров закаленной стали ШХ15 при исходной структуре пластинчатого перлита составляет 0,02%, а при исходной структуре зернистого перлита - 0,003%. Исходная структура зернистого перлита обеспечивает минимальное количество остаточного аустенита. Определение количества остаточного аустенита производится для подшипниковой стали только рентгеноструктурным анализом. Структура стали настолько мелкая (рис. 1,2), что различить зерна аустенита трудно.
Микропористость. Микропоры являются местами концентрации напряжений в металле и очагами возникновения усталостных трещин в готовых подшипниках при их эксплуатации.

structure.by

Сталь ШХ15 - характеристика, химический состав, свойства, твердость

Доска объявлений

Сталь ШХ15 - характеристика, химический состав, свойства, твердость

Сталь ШХ15

Общие сведения

Заменитель

стали ШХ9, ШХ12, ШХ15СГ.

Вид поставки

сортовой прокат, в т. ч. фасонный: ГОСТ 801-78, ГОСТ 2590-71, ГОСТ 2591-71. Калиброванный пруток ГОСТ 7417-75. Шлифованный пруток и серебрянка: ГОСТ 14955-77. Полоса ГОСТ 103-76. Проволока ГОСТ 4727-83.

Назначение

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 и другие детали, от которых требуется высокая твердость, износостойкость и контактная прочность.

Химический состав

Химический элемент

%

Кремний (Si)0.17-0.37
Медь (Cu), не более0.25
Марганец (Mn)0.20-0.40
Никель (Ni), не более0.30
Фосфор (P), не более0.027
Хром (Cr)1.30-1.65
Сера (S), не более0.020

Механические свойства

Механические свойства

Термообработка, состояние поставкиСечение, ммs0,2, МПаsB, МПаd5, %y, %KCU, Дж/м2HBHRCэ
Отжиг 800 °С, печь до 730 °С, затем до 650 °С со скоростью 10-20 град/ч, воздух.  370-410 590-410 15-25 35-55 44 179-207  
Закалка 810 °С, вода до 200 °С, затем масло. Отпуск 150 °С, воздух. 30-60 1670 1670    62-65 

Механические свойства в зависимости от температуры отпуска

t отпуска, °Сs0,2, МПаsB, МПаd5, %d4, %KCU, Дж/м2HBHRCэ

Закалка 840 °С, масло.

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 860 °С, масло.

400  1570   15 480  
500 1030 1270 34 20 400  
550 900 1080 36 24 360  
600 780 930 10 40 34 325  
650 690 780 16 48 54 280  

Механические свойства в зависимости от температуры испытания

t испытания, °Cs0,2, МПаsB, МПаd5, %y, %KCU, Дж/м2

Нагрев при 1150 °С и охлаждение до температур испытаний [82]

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 [81]

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 830 °С, масло. Отпуск 150 °С, 1,5 ч. [89]

25  2550   88 
-25  2650   69 
-40  2600   64 

Технологические свойства

Температура ковки
Начала 1150, конца 800. Сечения до 250 мм охлаждаются на воздухе, 251-350 мм - в яме.
Свариваемость
способ сварки - КТС.
Обрабатываемость резанием
В горячекатаном состоянии при НВ 202 и sB = 740 МПа Ku тв.спл. = 0.90, Ku б.ст. = 0.36.
Склонность к отпускной способности
склонна
Флокеночувствительность
чувствительна
Шлифуемость
хорошая.

Температура критических точек

Критическая точка

°С

Ac1

724

Ac3

900

Ar3

713

Ar1

700

Mn

210

Предел выносливости

s-1, МПа

n

sB, МПа

s0,2, МПа

Термообработка, состояние стали

 333

 1Е+6

 

 

НВ 192. Отжиг. 

 804

 1Е+6

 

 

НВ 616. Закалка 830 С. Отпуск 150 С, масло. 

 652

 1Е+6

 2160

 1670

НВ 582-670 [87] 

Прокаливаемость

Закалка 850 °С.

Расстояние от торца, мм / HRC э

 1.5

 3

 4.5

 6

 9

 12

 15

 18

 24

 33

 65,5-68,5

 63-68

 58,5-67,5

 51,5-67

 40-64

 38-54

 38-48,5

 38-47

 33-41,5

 28-35,5

Кол-во мартенсита, %

Крит.диам. в воде, мм

Крит.диам. в масле, мм

Крит. твердость, HRCэ

50 

28-60 

9-37 

57 

90 

20-54 

6-30 

62 

Физические свойства

Температура испытания, °С

20 

100 

200 

300 

400 

500 

600 

700 

800 

900 

Модуль нормальной упругости, Е, ГПа

211 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Модуль упругости при сдвиге кручением G, ГПа

80 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Плотность, pn, кг/см3

7812 

7790 

7750 

7720 

7680 

7640 

 

 

 

 

Коэффициент теплопроводности Вт/(м ·°С)

 

 

40 

 

37 

32 

 

 

 

 

Уд. электросопротивление (p, НОм · м)

 

390 

470 

520 

 

 

 

 

 

 

Температура испытания, °С

20- 100 

20- 200 

20- 300 

20- 400 

20- 500 

20- 600 

20- 700 

20- 800 

20- 900 

20- 1000 

Коэффициент линейного расширения (a, 10-6 1/°С)

11.9 

15.1 

15.5 

15.6 

15.7 

 

 

 

 

 

Теплостойкость, красностойкость

Теплостойкость

Температура, °С

Время, ч

Твердость, HRCэ

 150-160

 1

 63

[ Назад ]

s-metall.com.ua

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *