Сталь ШХ15
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.
Расшифровка и вид поставки стали ШХ15:
Согласно ГОСТ 801-78 расшифровка стали марки ШХ15 следующая:
- Буквой «Ш» в начале маркировки стали указывает, что сталь подшипниковая.
- Буква «Х» указывает, что сталь легирована хромом.
- Двухзначное число 15 указывает примерную массовую долю хрома в процентах, для стали ШХ15 примерная массовая доля 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.
Химические свойства и характеристики стали шх15:
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 |
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.
Применение стали ШХ15 для изготовления деталей подшипников
Марка | ГОСТ или ТУ | Профиль и вид поставки | Применение |
ШХ15 | ГОСТ 801-60 | Горячекатаная и | 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
Ас1 | Асm | Аrсm | Аr1 | Мн |
724 | 900 | 713 | 700 | 210 |
Влияние азотирования на износостойкость стали ШХ15
Марка | Твердость | Путь | Износ | |
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
Твердость после | Достижимая |
63-67 | 8 |
Температура нагрева стали ШХ15 для высокочастотной закалки
Марка | Предварительная | Температура | |||
в печи, | при высокочастотном | ||||
10 | 3 | 1 | |||
ШХ15 | Отжиг | 830-850 | 890-930 | 920-960 | 940-980 |
Улучшение | 830-850 | 850-870 | 880-920 | 900-940 |
Механические свойства
Термообработка | Сечение, мм | σ0,2, МПа | σв, МПа | δ5, % | ψ% | KCU, | Твердость, не более |
не менее | |||||||
Отжиг при 800 °С, | — | 370-410 | 590-730 | 15-25 | 35-55 | 44 | НВ 179-207 |
Закалка с 810°С в | 30-60 | 1670 | 2160 | — | — | 5 | HRCэ 62-65 |
Механические свойства в зависимости от температуры отпуска
tисп, °С | σ0,2, МПа | σв, МПа | δ5, % | ψ% | KCU, | 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 |
Механические свойства в зависимости от температуры испытаний
tисп, °С | σ0,2, МПа | σв, МПа | δ5, % | ψ% | KCU, |
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. | |||||
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 |
Предел выносливости при n=106
Термообработка | Твердость НВ | σ-1, МПа |
Отжиг | 192 | 333 |
Закалка с 830 °С; отпуск при 150 °С, охл. в масле | 616 | 804 |
Теплостойкость
Температура, °С | Время, ч | Твердость HRCэ |
150-160 | 1 | 63 |
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, | Размер | Баллы карбидной | |
карбидной | карбидной | ||
ШХ15, | Все размеры | 2,0 | 1,0 |
ШХ15, | Все размеры | 3,0 | 2,0 |
ШХ15, | Все размеры | 4,0 | 3,0 |
ШХ15, | 5,4 | 2,0 | 0,5 |
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 | Температура | Содержание | Твердость | Содержание аустенита (%) | |||||
150 | 175 | 200 | 225 | 250 | 275 | ||||
Тонкопластинчатый | 830 | 16-18 | 64 | 18-19 | 16-17 | 10 | 3-4 | 0 | 0 |
Мелкозернистый | 850 | — | — | 18 | — | 10 | 5 | 1 | 0 |
Зернистый | 830 | 7-8 | 60-61 | 14 | — | 10 | 4 | 0 | 0 |
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.
Плотность ρп кг/см3 при температуре испытаний, °С
Сталь | 20 | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 |
ШХ15 | 7812 | 7790 | 7750 | 7720 | 7680 | 7640 |
Коэффициент линейного расширения α*106, К-1
Марка стали | α*106, К-1 при температуре испытаний, °С | ||||
20-100 | 20-200 | 20-300 | 20-400 | 20-500 | |
ШХ15 | 11,9 | 15,1 | 15,5 | 15,6 | 15,7 |
Коэффициент теплопроводности λ Вт/(м*К)
Марка Стали | λ Вт/(м*К), при температуре испытаний, °С | |||||
20 | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | |
ШХ15 | — | — | 40 | — | 37 | 32 |
Модуль Юнга (нормальной упругости) Е, ГПа
Марка Стали | При температуре испытаний, °С |
20 | |
ШХ15 | 211 |
Модуль упругости при сдвиге на кручение G, ГПа
Марка стали | При температуре испытаний, °С |
20 | |
ШХ15 | 80 |
Удельное электросопротивление ρ нОм*м
марка стали | ρ нОм*м, при температуре испытаний, °С | |||
20 | 100 | 200 | 300 | |
ШХ15 | — | 390 | 470 | 520 |
наш сортамент:
Для заказа металлопроката интересующих Вас размеров, свяжитесь с нами любым удобным для Вас способом.
- Круг 10 мм ШХ15в, ГОСТ 2590, т/о
- Круг 12 мм ШХ15в, ГОСТ 2590, т/о
- Круг 14 мм ШХ15в, ГОСТ 2590, т/о
- Круг 16 мм ШХ15в, ГОСТ 2590, т/о
- Круг 20 мм ШХ15в, ГОСТ 2590, т/о
- Круг 25 мм ШХ15в, ГОСТ 2590, т/о
- Круг 30 мм ШХ15в, ГОСТ 2590, т/о
- Круг 36 мм ШХ15в, ГОСТ 2590, т/о
- Круг 40 мм ШХ15в, ГОСТ 2590, т/о
- Круг 45 мм ШХ15в, ГОСТ 2590, т/о
- Круг 50 мм ШХ15в, ГОСТ 2590, т/о
- Круг 56 мм ШХ15в, ГОСТ 2590, т/о
- Круг 60 мм ШХ15в, ГОСТ 2590, т/о
- Круг 65 мм ШХ15в, ГОСТ 2590, т/о
- Круг 70 мм ШХ15в, ГОСТ 2590, т/о
- Круг 80 мм ШХ15в, ГОСТ 2590, т/о
- Круг 90 мм ШХ15в, ГОСТ 2590, т/о
- Круг100 мм ШХ15в, ГОСТ 2590, т/о
- Круг110 мм ШХ15в, ГОСТ 2590, т/о
- Круг120 мм ШХ15в, ГОСТ 2590, т/о
- Круг130 мм ШХ15в, ГОСТ 2590, т/о
- Круг140 мм ШХ15-в, ГОСТ 2590, т/о
- Круг150 мм ШХ15в, ГОСТ 2590, т/о
- Круг160 мм ШХ15в, ГОСТ 2590, т/о
- Круг170 мм ШХ15в, ГОСТ 2590, т/о
- Круг180 мм ШХ15в, ГОСТ 2590, т/о
- Круг190 мм ШХ15в, ГОСТ 2590, т/о
- Круг200 мм ШХ15в, ГОСТ 2590, т/о
- Круг220 мм ШХ15в, ГОСТ 2590, т/о
- Круг240 мм ШХ15в, ГОСТ 2590, т/о
- Круг250 мм ШХ15в, ГОСТ 2590, т/о