Конструкционная сталь характеристики, свойства

Описание стали шх15

В нашей стране

ШХ15 создавался как база для изготовления подшипников

, а все из-за высокой устойчивости стали к окислению, твёрдости и износоустойчивости.

Из-за тех же самых характеристик стали в Европе сплав используют для создания режущего инструмента.

Материал может удерживать структуру кристаллической решетки и свойства при продолжительной работе с твердыми материалами. Он не сыпется в крошку и не раскалывается.

Материал характеризует стойкость к образованию окислов, что очень важно для инструментов, которые используются в контакте с водой и агрессивными средами.

Аналоги

Марка стали ШХ15 имеет очень много аналогов по всему миру. Ко всем этим сплавам применяются требования, что и по нашему ГОСТу. Они могут немного отличаться химическим составом, но при этом схожи по технологии производства и эксплуатационными характеристиками.

В России прямыми заменителями сплава можно назвать марки: ШХ9, ШХ12, ШХ15СГ. Важно учитывать стоимость зарубежных сплавов, они могут быть дороже, нежели отечественные металлы. Близкие по структуре стали производятся в Америке и странах Евросоюза. Вот некоторые из них:

Гост стали шх15

Характеристики, свойства и производственные этапы производства сталей регулируются государственными стандартами. Вся полезная информация о подшипниковой стали ШХ15 содержится в ГОСТе 801-78. В нём содержится информация о правильном производстве сплава.

Все виды производимой стали имеют свой собственный ГОСТ. Они перечислены ниже в таблице:

Группа стали

ШХ15 — это представитель группы малолегированных хромистых сталей. Наименование легирующих элементов и их процентный состав указаны выше.

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.

Зарубежные аналоги материала шх15

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.

Марка

Марка стали — ШХ15. Ее заменители — ШХ9, ШХ12, ШХ15СГ.

Механические свойства стали шх15

Сталь ШХ15 обладает высокой прочностью и твёрдостью. Также она склонна к отпускной хрупкости. Ниже перечислим остальные механические свойства стали:

• удлинение сплава на разрыв достигает 20%;
• относительное сужение равняется 45%;
• термообработка: отжиг 800oC, печь, 15 oC/ч;
• рабочая пропорциональность находится в 380-420 МПа;
• кратковременная прочность достигает 580-740 МПа;
• обрабатываемость путём резания находится в Kv тв. спл = 0,90.
• свариваемость сплава производится методом КТС;
• металл склонен к флокеночувствительности;
• твёрдость материала: HB 10 -1 = 179 – 207 МПа (61-63 HRC);
• температура ковки, °С: начала 1150, конца 800. Сечения до 250 мм охлаждаются на воздухе, 251-350 мм – в яме;
• сталь обладает хорошей шлифуемостью.

Нож aggressor

Клинок Aggressor – яркий нож от Kizlyar Supreme, обладающий стремительным клинком в форме «танто» и дополнительной рубящей заточкой на обухе. Имеет великолепную проникающую способность, мощное острие и прекрасные режущие свойства. Ножи серии Tactical Echelon, ориентированы на использование в спецподразделениях, а также отлично справляются с большинством нужд охотников. Характеристики клинка:

Ножи из стали шх15

Ножи представленные ниже изготовлены из стали ШХ15. Они имеют высокую износостойкость и острую режущую кромку, которая не садится очень длительное время. Твёрдость изделий колеблется в диапазоне 62-64 HRC. Что для обычных ножей очень высокий показатель. Но следует учесть, что сплав не очень хорошо переносит коррозию.

Обработка стали

Важным технологическим процессом для любого сплава является его термическая обработка. Она позволяет улучшить основные эксплуатационные преимущества металла. В основном закалку производят уже готовых изделий.

Сталь при закалке не охлаждают в воде, это может привести к появлению сколов и структурной деформации. Ковка состава производится при температуре в 1150 градусов. Охлаждение производят на воздухе или в яме.

Отпускная хрупкость

Материал обладает высокой отпускной хрупкостью.

Плотность

По данным ГОСТа плотность составляет 7,79 г/см3. Это стандартное значение для низкоуглеродистой и низколегированной стали.

Важно! Эта величина не предусмотрена стандартами, она носит ориентировочный характер и не может быть использована с целью проектирования.

Плюсы и минусы стали

Как и любой другой состав, сталь ШХ15 имеет свои достоинства и недостатки. Рассмотрим их более подробно:

Предел прочности

Предел прочности для ШХ15 находится в разрезе от 590 до 750 мПа.

Предел текучести

Предел текучести — σ0,2, МПа.

Преимущества и недостатки

Марка стали ШХ15 характеризуется неоспоримыми плюсами и небольшими минусами. Основные достоинства материала:

• в однородности поверхностной и внутренней структур, которые достигаются специальными технологиями;
• высокой контактной износоустойчивости;
• простых условиях термообработки;
• повышенной твердости;
• оптимальных параметрах вязкости и пластичности;
• возможности получения тонкой и острой режущей кромки;
• высоком сопротивлении к смятию.

Ножи, изготовленные из сплава ШХ15, привлекают:

• хорошей износостойкостью;
• отсутствием необходимости в частой заточке;
• возможностью обрабатывать твердые материалы;
• прекрасными режущими качествами;
• длительным сроком эксплуатации;
• доступной стоимостью.

Недостатки стали связаны с некоторой сложностью в заточке, что объясняется твердостью материала. Минусом считается также недостаточная устойчивость к коррозии, хотя режущая кромка не так сильно подвержена воздействию влаги.

Сегодня сталь ШХ15 является одной из самых популярных, имеющих оптимальное соотношение цены и качества. Она представляет лучший вариант для производства изделий, эксплуатация которых связана с интенсивными и длительными нагрузками.

При какой температуре становится закаленной?

Оптимальные режимы закалки в водный раствор — 810–820° и 830–850° при закалке в масло. Допустимые температуры отпуска — 150–160 °С.

Применение

Сталь ШХ15 востребована в местах, где требуется повышенная устойчивость к износу и исключительная твёрдость. Детали во время эксплуатации испытывают значительную нагрузку. Это приводит к частому возникновению знакопеременных напряжений на поверхности деталей.

Подобные нагрузки требуют правильной закалки изделий для придания материалу необходимой прочности. К таким деталям можно отнести следующую продукцию:

• ролики с различным сечением;
• плунжеры и их втулки;
• шарики с предельным размером в 150 мм;
• подшипниковые кольца с толщиной стенки до 14 мм;
• нагнетательные клапана;
• ролики толкателей;
• корпуса распылителей.

Ножам можно придавать любую форму с помощью ковки и параллельно увеличивать его прочность и твёрдость. Клинки сделанные из стали ШХ15 служат своим владельцам долгие годы. Они имеют исключительную оптимальную остроту клинка.

Применение:

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.

Расшифровка

Производство этой стали регламентируется нормативом ГОСТ 801-78, в соответствии с ним и маркируется как «сталь ШХ15». Каждая буква в наименовании имеет своё обозначение:

• Ш — буква объединяет в себе маркировку подшипниковых сталей;
• Х — указывает на присутствие хрома в химическом составе материала;
• 15 — указывает на долю хрома в составе сплава (1,5 %).

Таким образом, сплав ШХ15 обладает повышенной износостойкостью и прочностью, что позволяет ему быть применимым как на производстве, так и в быту.

Свариваемость

Способ сварки — КТС.

Свойства сплава

Характеристики и применение стали ШХ15 определяются составом легирующих добавок и особенностями дальнейшей термообработки:

• твердость – 61-64 HRC;
• плотность – 7812 кг/м3;
• удельное электросопротивление – 390*109 Ом*м;
• модуль упругости – 2.11*10-5 МПа;
• предел прочности – 590-750 МПа;
• относительное удлинение при разрыве – до 20%;
• ударная вязкость – 440 КДж/м2.

Сплав обладает также высокими механическими свойствами:

• склонностью к отпускной хрупкости;
• однородностью структуры, что способствует повышению износостойкости;
• свойством давать тонкую режущую кромку;
• достаточной коррозионной устойчивостью.

После закалки сплав с трудом поддается обработке резанием. Поэтому термообработке подвергают уже готовые изделия. Нужно отметить, что сталь чувствительна к флокенам. В них концентрируются внутренние напряжения, которые ведут к возникновению усталостных трещин в изделиях.

• шариков для подшипников;
• роликов разного диаметра;
• колец с толщиной стенки до 14 мм;
• нагнетательных клапанов;
• втулок;
• роликов толкателей;
• кулачков и направляющих.

Свойства стали ШХ15 делают ее широко востребованной в производстве ножей и клинков разного назначения:

• складных ножей, в том числе, сувенирных;
• засапожных ножевых изделий;
• коллекционных финок;
• охотничьих моделей;
• разных вариантов разделочных и кухонных ножей.

Складной нож prime

Изделие Prime – это повседневный нож современного городского мужчины, который определенно имеет вкус. Копьевидный клинок имеет очень острый, почти симметричный, кончик, обеспечивающий легкое прокалывание материалов, а острая режущая кромка из стали ШХ15 обеспечивает долгосрочный рез без постоянной правки.

Рукоять сконструирована таким образом, чтобы даже без ярко выраженной гарды, риск попадания пальцев на режущую кромку был сведен к минимуму. Этому способствует не только размещение плавного подпальцевого рифления, но и увеличенные по отношению к основной части рукояти стальные притины. Характеристики клинка:

Склонность к отпускной хрупкости

Склонна.

Сталь шх15 – химический состав

Массовая доля элементов не более, %:

Тактический нож croc

Изделие Croc принадлежит серии Tactical Echelon. Ножи этой линейки отличаются формами клинков, но общей для них остается форма рукояти, так как на взгляд дизайнеров Kizlyar Supreme для данной серии она обладает совершенной эргономикой.

Рукоять ножа, изготовляемая из кратона, характеризуемая особой цепкостью и снабжённая солидным упором позволяет увеличить удобство хвата, как в перчатках, так и незащищённой рукой. Характеристики изделия:

Твердость

Сталь ШХ15 обладает повышенной твердостью поверхности. Подшипники и режущая кромка лезвия при эксплуатации подвергаются износу.

Чтобы поверхность изделия не реагировала на механическое воздействие, существенно повышается показатель твердости.

• По Роквеллу. По Роквеллу плотность достигает показателей порядка HRC 61–63.
• По Бринеллю. 179–207 МПа.
• В состоянии плавки. В состоянии плавки твердость стали уменьшается менее чем в 2 раза. При температуре отпуска 450 ^оС показатели составляют HRC 46–48.

Термическая обработка

Детали подшипников при работе испытывают большие знакопеременные нагрузки, порой достигающие порядка 500 кг/см2. Со временем они приводят к возникновению микротрещин, из-за которых сокращается срок службы подшипников, они быстро выходят из строя. Поэтому подшипниковую сталь подвергают закалке при высоких температурах. Оптимальные характеристики стали ШХ15 достигаются при температурных режимах:

• закалки – 830-840 градусов в масле;
• отпуска – 150-160 градусов в течение 1-2 часов.

При охлаждении в воде возможно возникновение поверхностных и структурных деформаций. Для устранения внутренних напряжений, приводящих к дефектам структуры, после закалки производится процедура отжига при 800 градусах. После обработки:

• твердость стали достигает показателя 61-63 HRC;
• предел упругости возрастает на 30% и более.

Металл поддается ковке при нагреве до 1150 градусов. Ковка уплотняет структуру сплава и повышает устойчивость к механическим нагрузкам. После ковки металл охлаждается на открытом воздухе или в яме.

Повысить стабильность структуры и сопротивляемость стали к микропластическим деформациям позволяет метод многократной термоциклической обработки. Он заключается в охлаждении металла до низких температур с последующим отпуском. Процесс проходит в температурном интервале от -50 до 150 градусов.

Проведенные исследования показали, что наиболее эффективна термоциклическая обработка металла, состоящая из 3-6 ступеней. В результате нее:

• структура стали становится более однородной и стабильной;
• значительно повышается предел упругости;
• возрастает сопротивление внутриструктурным деформациям.

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.

Ударная вязкость

Ударная вязкость составляет порядка 0,2–0,3 МДж/м2.

Физические свойства

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.

Флокеночувствительность

Чувствительна.

Характеристики (свойства) стали

ШХ15 хорошо поддается обработке. Она отличается стойкостью к смятию, а поверхность отличается высокой твердостью. Достаточно высока у данной стали температура критических точек. Это оказывается полезным при термической обработке.

Характеристики стали шх15

Шарико-подшипниковая сталь ШХ15 получила широкое распространение в промышленности. Связанно это с особыми эксплуатационными свойствами металла, который применяют для изготовления подшипников и лезвий. Большинство подшипников изготавливается при помощи этого сплава.

Сталь ШХ15 имеет следующие характеристики:

1. Поверхность подшипников и режущих кромок лезвий делают с повышенной прочностью. Это делается, чтобы изделие не реагировало на механическое воздействие.
2. Высокая износостойкость изделий позволяет их использовать очень длительное время. Им не страшно трение и другое воздействие.
3. Сплав ШХ15 не относится к нержавеющим составам. Устойчивость к коррозии у сплава очень маленькая.
4. Сталь ШХ15 обладает высокой стойкостью к точечному воздействию. Металл характеризуется высокой устойчивостью к смятию.
5. Изделия из сплава обладают высокой пластичностью и вязкостью.
6. После придания металлу необходимой формы и размеров, сплав прекрасно поддаётся закалке. Также с ним можно проводить отжиг и ковку.
7. Сталь ШХ15 характеризуется отпускной хрупкостью. После закалки изделия могут появиться структурные дефекты.
8. Рассматриваемый материал очень плохо поддаётся сварке. Она возможна только при предварительном подогреве заготовок.

Химический состав

Сплав относится к категории низколегированных хромистых составов. В состав включены разные примеси, которые добавляют материалу стойкость к окислительным процессам, прочность и твёрдость.

К числу легирующих элементов относят:

• Углерод (в концентрации от 0,95 до 1 %). Это высокое содержание. Оно придает повышенную твердость сплаву.
• Марганец (доля варьируется от 0,2 до 0,4 %).
• Кремний (содержание этого микроэлемента составляет 0,18–0,38 %). Обеспечивает материал повышенной твердостью.
• Хром (концентрация 1,35–1,65 %). Обеспечивает высокую стойкость к ржавчине.

При малых карбидах структура сплава отличается однородностью — именно эта особенность объясняет повышенную стойкость материалов к износу.

Химический состав стали

Сталь ШХ15 имеет необычную структуру и состав, что во многом определяет её физические и эксплуатационные характеристики. Металл относится к группе низколегированных хромистых составов. Благодаря различным примесям сталь приобретает определённые свойства. Подробнее о составе смотрите таблицу:

Высокое содержание углерода делает сплав довольно твёрдым. Для улучшения этого параметра в состав введён кремний. Благодаря малому содержанию хрома сталь плохо сопротивляется коррозии. Но он образует собственные карбиды и остаётся в составе в твёрдом виде и входит в состав цементита. Именно это приводит сталь к высокой износостойкости.

Цена в 2021 году

Цены на сталь ШХ15 варьируются в зависимости от ГОСТа и поставщика.

Самая низкая цена на рынке за 1 тонну — 41 тыс. руб.

Отзывы